CN101935590A - 低温薄膜瞬间蒸馏香茅油的装置 - Google Patents

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低温薄膜瞬间蒸馏香茅油装置，属于生产香茅精油的分馏塔。本发明将薄膜分布器和蒸汽加热器直接安装在塔身上，上部塔节安装两块不锈钢波网填料作为除沫器阻挡液体，且蒸汽加热装置直接安装在塔身上，使气体流向与液体流向相反，液体靠重力自上而下在加热列管表面自然成膜后蒸馏，加热产生的气体则被高真空从相反方向抽走进入冷凝回流器。本发明制造成本低，分馏镏程短，加热时间少，损耗及能耗低，产品质量好，生产上已取得良好效果。

Description

低温薄膜瞬间蒸馏香茅油的装置
技术领域
本发明属于生产香茅精油的蒸馏装置。
背景技术
香茅油(Citronella oil)是香茅醛、香茅醇、香叶醇、乙酸香茅醇、乙酸香叶酯、榄香醇等多种香成分的混合物，可通过用新鲜或半干的香茅草的地上植株部分经水蒸汽蒸馏后得到，常温下为浅黄色油状液体，具有类香茅醛的强烈的玫瑰型香气。香茅油是国际市场上的一个重要天然香料产品，云南省是世界香茅油的主产地，产销量占中国市场的90％以上。作为原料出口香茅油除其它理化指标外，最重要的一个指标是香茅醛的含量必须≥35％。云南产香茅油的香茅醛及理化指标不用精馏就已经达到了出口标准，具有明显的资源优势，但是，未精馏的香茅油含有水、泥土、重金属等杂质，不能直接用于药品、食品、化妆品等领域，限制了云南产香茅油的使用范围，这也是云南香茅油一般仅只作为工业原料出口的原因。用一般的间隙式降膜分馏塔蒸馏香茅油，加热时气体流向与液体流向一致，且被油泵和气体强制往前推，加热时间长达6-12小时，由于香茅醛等成分在高温下不稳定，易发生环化、氧化、聚合等副反应，长时间在高温下反应导致6-10％左右损耗，降低香气质量，产品在国际市场上没有竞争优势。要蒸馏得到品质好、损耗低的香茅油，低温、低氧、加工时间短是必需的条件。
发明内容
本发明的目的是在低温、低氧、加工时间短的工艺条件下蒸馏加工香茅油，降低香茅醛等热敏成分的沸点及塔内空气中的含氧量，缩短香茅油加热从液态到气态的气化时间，使其不会或少发生环化、氧化、聚合等副反应，提高收益，降低损耗。
本发明通过以下方式实现：
包括蒸发釜(100)、塔顶(104)、螺旋板冷凝器(105)、蛇管冷凝器(106)，并且，该装置蒸发釜(100)与塔顶(104)之间的分馏塔塔身上依次安装蒸汽加热器(101)、薄膜分布器(102)和除沫器(103)，其中：
蒸汽加热器(101)为列管式换热塔节；
薄膜分布器(102)由布膜管(102-1)及固定盘(102-2)组成，布膜管(102-1)下端插入蒸汽加热器(101)的加热列管(101-4)中；
除沫器(103)为安装有两块不锈钢波网填料的塔节。
所述装置的蒸汽加热器的加热列管(101-4)内径比布膜管(102-1)外径大2～7mm，加热列管(101-4)与布膜管(102-1)之间用螺栓连接固定。
所述装置的布膜管(102-1)下端插入蒸汽加热器的列管(101-4)中30～53mm。
所述装置的蒸汽加热器(101)的换热面积与塔釜有效容积关系为≥3m2/t。
所述装置的塔顶由滑阀式真空泵或汽水串联真空机组提供高真空，70Pa＜压强＜1000Pa，稳定工作状态的压强为100Pa，蒸汽加热器(101)加热温度为50℃～100℃。
在本领域，列管式换热塔节是指在塔盘管板上均匀设置沿塔盘纵向排列的加热列管。
与一般降膜分馏塔或升膜分馏塔不同，本发明不单独设置再沸器，而是直接安装在塔身上；本发明用薄膜分布器和蒸汽加热器替代原分馏塔起分离作用的填料塔节，香茅油分馏通过蒸汽加热器和薄膜分布器快速气化并冷却完成；分馏塔上部也不设置塔顶冷凝回流装置，而安装两块不锈钢波网填料作为除沫器，阻挡未经气化的香茅油液体被高真空带出，而使香茅油气体迅速脱离塔体进入冷凝器。
以上蒸汽加热器的加热列管，当其内径比布膜管的外径大于7mm时，布膜效果变差，反之，当其内径比布膜管的外径小于2mm时，则香茅油不能成膜。由于本发明仅限于加热通过油泵分散后进入加热列管的呈薄膜状的香茅油，被加热的香茅油量很少，加热面积又相对很大，瞬间可被完全气化。
在以上方式中，换热面积根据塔釜有效容积来定，以≥3m2/t计，即，如果塔釜有效容积为2吨，换热面积不少于6m2，由换热面积和加热列管直径可计算出蒸汽加热列管的长度。
本发明具有的突出特点是：
1)解决了降膜分布器中呈膜的香茅油与香茅油蒸汽运行方向相同，相互混杂的难题，使得液态的香茅油在重力的作用下沿加热列管内壁自上而下形成薄膜，而被气化的香茅油由下往上通过布膜管内孔被真空抽走。
2)在高真空条件下大幅度降低香茅醛等热敏成分的沸点及塔内空气中的含氧量，仅需要几秒钟香茅油加热就可完成从液态到气态的气化过程，使其不会或少发生环化、氧化、聚合等副反应。
3)气化后的香茅油马上被高真空抽吸进入冷凝装置，再次完成从气态到液态的液化过程，通过以上瞬间蒸馏方式，极大地降低了加工损耗。
本发明已经在生产上取得了良好的效果。实践证明：本装置可将进入蒸汽加热器的香茅油在几秒钟的瞬间完全气化，并且能够在低于150℃的聚合温度，即可以在≤100℃较低的加热温度下完成气化，使蒸馏香茅油产物副反应少，加工损耗＜3％，提高了工业效益，降低了能源消耗；产品香气质量好，外观清澈透明，不含水，重金属含量、微生物含量合格，可以直接用于药品、食品。
附图说明
图1为本发明整体示意图。其中，桉叶油蒸发釜100、蒸汽加热器101、薄膜分布器102、除沫器103、分馏塔顶及导流管104、螺旋板冷凝器105、蛇管冷凝器106。
图2为本发明蒸汽加热器101的示意图。其中，101-1是香茅油进口、101-2是蒸汽进口、101-3是蒸汽出口、101-4是加热列管，101-5是上接口法兰盘，101-6是下接口法兰盘。
图3为本发明薄膜分布器102的示意图。其中，102-1是布膜管，102-2是固定盘。
图4为蒸汽加热器101与薄膜分布器102的组装示意图。图中，布膜管102-1插入加热列管101-4。
图5为本发明除沫器103的安装示意图。其中，两片不锈钢滤网103-1装入塔节中。
以下结合附图做进一步说明。
以下实施例包括但不限制本发明的保护范围。
具体实施方式
实施例1：
如图1，在分馏塔的塔顶104与塔釜100之间固定安装蒸汽加热器101、薄膜分布器102、除沫器103，各塔节之间用法兰盘连接。蒸汽加热器101为列管式换热塔节，即在塔盘管板上均匀设置沿塔盘纵向排列的加热列管；薄膜分布器102由布膜管102-1及固定盘102-2组成，蒸汽加热器的加热列管101-4内径比布膜管102-1外径大5mm，布膜管102-1下端插入蒸汽加热器101的加热列管101-4中；除沫器103为安装有两块不锈钢波网填料的塔节。
蒸汽加热器101的换热面积与塔釜有效容积关系为≥3m2/t，塔釜有效容积为2吨，换热面积6.2m2，加热列管101-4直径25mm，长度200mm。
实施例2：
与实施例1结构相同，进一步是加热列管101-4与布膜管102-1之间用螺栓连接固定。布膜管102-1下端插入蒸汽加热器的列管101-4中53mm。蒸汽加热器101加热温度为100℃。
实施例3：
与实施例1结构相同，进一步是布膜管102-1下端插入蒸汽加热器的列管101-4中30mm。蒸汽加热器101加热温度为80℃。
实施例4：
与实施例1结构相同，进一步是加热列管101-4与布膜管102-1之间用螺栓连接固定，布膜管102-1下端插入蒸汽加热器的列管101-4中40mm。
实施例5：
与实施例1结构相同，进一步是塔顶由滑阀式真空泵或汽水串联真空机组提供高真空，其压强从1000Pa逐步降低为100Pa，蒸汽加热器101加热温度为80℃～90℃。
实施例6：
与实施例1结构相同，进一步是塔顶由滑阀式真空泵或汽水串联真空机组提供高真空，其压强从1000Pa逐步降低为100Pa，蒸汽加热器101加热温度为50℃～70℃。

Claims (9)

1.低温薄膜瞬间蒸馏香茅油装置，包括蒸发釜(100)、塔顶(104)、螺旋板冷凝器(105)、蛇管冷凝器(106)，其特征是该装置蒸发釜(100)与塔顶(104)之间的分馏塔塔身上依次安装蒸汽加热器(101)、薄膜分布器(102)和除沫器(103)，其中，
蒸汽加热器(101)为列管式换热塔节；
薄膜分布器(102)由布膜管(102-1)及固定盘(102-2)组成，加热列管(101-4)内径比布膜管(102-1)外径大2～7mm，布膜管(102-1)下端插入蒸汽加热器(101)的加热列管(101-4)中；
除沫器(103)为安装有两块不锈钢波网填料的塔节。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是蒸汽加热器的加热列管(101-4)与布膜管(102-1)之间用螺栓连接固定。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征是布膜管(102-1)下端插入蒸汽加热器的列管(101-4)中30～53mm。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征是蒸汽加热器(101)的换热面积与塔釜有效容积关系为≥3m2/t。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征是蒸汽加热器(101)的换热面积与塔釜有效容积关系为≥3m2/t。
6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征是塔顶由滑阀式真空泵或汽水串联真空机组提供高真空，70Pa＜压强＜1000Pa，稳定工作状态的压强为100Pa，蒸汽加热器(101)加热温度为50℃～100℃。
7.根据权利要求3所述的装置，其特征是塔顶由滑阀式真空泵或汽水串联真空机组提供高真空，70Pa＜压强＜1000Pa，稳定工作状态的压强为100Pa，蒸汽加热器(101)加热温度为50℃～100℃。
8.根据权利要求4所述的装置，其特征是塔顶由滑阀式真空泵或汽水串联真空机组提供高真空，70Pa＜压强＜1000Pa，稳定工作状态的压强为100Pa，蒸汽加热器(101)加热温度为50℃～100℃。
9.根据权利要求5所述的装置，其特征是塔顶由滑阀式真空泵或汽水串联真空机组提供高真空，70Pa＜压强＜1000Pa，稳定工作状态的压强为100Pa，蒸汽加热器(101)加热温度为50℃～100℃。
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