CN106512464A - 一种香料连续精馏生产控制系统 - Google Patents

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黎贵卿
陆顺忠
关继华
谢刚
李秋庭
吴建文
江燕
杨漓
杨素华
邱米
苏骊华
党中广
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    • B01D—SEPARATION
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Abstract

本发明公开了一种香料连续精馏生产控制系统，包括第一组分精馏装置和第二组分精馏装置；第一组分精馏装置包括精馏塔A（2）、冷凝器A（3）、再沸器A（14）和气相色谱仪A（6），精馏塔A（2）的塔顶与冷凝器A（3）连接，冷凝器A（3）的下方连接有回流比控制器A（4）,回流比控制器A（4）的下方设有电磁阀A（5）,气相色谱仪A（6）分别与流量控制器A（1）和电磁阀A（5）连接，再沸器A（14）的进液口与精馏塔A（2）的塔底连接，再沸器A（14）的下方连接有废液储罐A（15）；第二组分精馏装置的设计与第一组份精馏装置一致。本系统不仅提高生产效率和简化操作流程，还可提高香料产品的纯度，可实现自动化连续性生产。

Description

一种香料连续精馏生产控制系统
技术领域
本发明涉及精细化工设备技术领域，具体是一种香料连续精馏生产控制系统。
背景技术
香料已被广泛应用于香皂、洗涤剂、各种化妆品、护肤美容品、牙膏、空气清洁剂和杀菌剂等环境卫生用品，糖果、饼干、饮料、烟、酒、豆乳、奶制品、植物蛋白食品，以及医药、纸张、塑料、皮革、织物等的调味加香产品。随着国民经济的高速发展，人民生活水平不断提高，传统生活消费已不能满足消费者日益增长的消费需求。消费者的多样化需求拉动了社会对食品、化妆品、香烟、医疗等快速消费品的增长，相应地带动了香精香料行业的快速发展。香料的分离提取通常采用精馏工艺，精馏工艺是化工生产中分离互溶液体混合物的典型单元操作，其实质是多级蒸馏，即在一定压力和温度下，利用互溶液体混合物各组分的沸点或饱和蒸汽压不同，使轻组分汽化，经多次部分液相汽化和部分气相冷凝，使气相中的轻组分和液相中的重组分浓度逐渐升高，从而实现分离。
现有的香料分离提取精馏设备存在操作复杂、生产条件粗放控制、耗能高、生产成本高、产品得率低、产品纯度低等问题。
发明内容
本发明针对香料精馏设备存在的问题，提供一种香料连续精馏生产控制系统。本发明不仅可以控制精馏的温度、压力及流量，还能通过气相色谱在线分析产品的纯度；同时还具有耗能低、生产效率高、产品的纯度、得率高，可实现连续性生产等优点。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：
一种香料连续精馏生产控制系统，包括第一组分精馏装置和第二组分精馏装置；所述第一组分精馏装置包括精馏塔A、冷凝器A、再沸器A和气相色谱仪A，所述精馏塔A的塔顶与冷凝器A连接，所述冷凝器A的下方还连接有回流比控制器A, 所述回流比控制器A的下方还设有电磁阀A,所述气相色谱仪A分别与流量控制器A和电磁阀A连接，气相色谱仪A还与信号传感器A连接，流量控制器A与精馏塔A的进料口连接；所述再沸器A的进液口与精馏塔A的塔底连接，再沸器A的下方连接有废液储罐A；所述第二组分精馏装置包括精馏塔B、冷凝器B、再沸器B和气相色谱仪B,所述精馏塔B的进料口与再沸器A的底部连接，精馏塔B的进料口前方还设有流量控制器B,精馏塔B的塔顶与冷凝器B连接，所述冷凝器B的下方还连接有回流比控制器B, 所述回流比控制器B的下方还设有电磁阀B,所述气相色谱仪B分别与流量控制器B和电磁阀B连接，气相色谱仪B与信号传感器B连接；所述再沸器B与精馏塔B的塔底连接，再沸器B的下方连接有废液储罐B；所述冷凝器A和冷凝器B的底端还分别设有与精馏塔A和精馏塔B的上段连接的回流管。
进一步地，所述精馏塔A和精馏塔B的上段还分别设有温度传感器和压力传感器；所述流量控制器A、流量控制器B、回流比控制器A回流比控制器B、电磁阀A、电磁阀B、气相色谱仪A、气相色谱仪B、信号传感器A和信号传感器B以及精馏塔A和精馏塔B上段设置的温度传感器和压力传感器分别与控制中心连接。
进一步地，所述再沸器A和再沸器B分别为列管式再沸器，其设置包括罐体、上腔体和下腔体；所述上腔体设在罐体的顶部，下腔体设在罐体的底部，所述上腔体的内部中心位置设有竖直的隔板，所述上腔体的底板和下腔体之间设置裂管。
进一步地，所述裂管由隔板将上腔体裂管分布板分隔为进料裂管和回流列管。
进一步地，所述上腔体的进料列管一侧用进料管与精馏塔A和精馏塔B的塔体的底部连接，再沸器A和再沸器B的上腔体的回流列管一侧分别用回流管与精馏塔A和精馏塔B的塔体下段连接。
进一步地，所述再沸器A和再沸器B上段的罐体侧面还分别设有与精馏塔A和精馏塔B塔体下段连接的导热管。
进一步地，所述精馏塔A和精馏塔B的塔内填料为不锈钢丝网波纹填料。
进一步地，所述再沸器A与废液储罐A之间还设有阀门AⅠ,再沸器A与流量控制器B之间还设有阀门AⅡ。
本装置的操作方法为：
当香料组分进行单离时，关闭阀门AⅠ和关闭阀门AⅡ，原料通过流量控制器A控制流量，从进料口输送至精馏塔A,控制温度和回流比单离出第一组分，第一组分经过冷凝器A冷凝，冷凝后的馏液进入色相色谱仪进行在线检测，色相色谱仪在线检测得出的数据再通过信号传感器A转变成电信号输送至操作台，如果检测结果合格，调节电磁阀，即可收集产品。如果在线检测结果不合格，根据气相色谱分析的实际情况通过流量控制器A来控制原料进入精馏塔的量，调节电磁阀，再通过回流比控制器来控制回流量与馏出液的量。精馏塔A剩余的釜底液进入再沸器A，加热至一定温度，加热时再沸器A单离的第一组分再从上腔体的回流管进入精馏塔A的下段，同时打开废液储罐A上方的阀门AⅠ，剩余的残留液将会进入废液储罐A收集。
当单离香料中第一组分和第二组分两种组分时，关闭废液储罐上方的阀门AⅠ，打开阀门AⅡ，进入精馏塔第二组分的精馏和第一组分的精馏步骤相同，第二组分精馏剩余的残留液直接进入废液储罐B收集。
与现有技术相比，本发明的优点及有益效果为：
1、本发明系统通过设置气相色谱仪对产品的质量进行实时监测，不仅可以提高了生产效率和简化了操作流程，本系统设有的流量控制器、回流比控制器、电磁阀A、气相色谱仪的信号传感器A、温度传感器和压力传感器分别与控制中心连接，提高香料产品的纯度，还可实现自动化连续性生产。
2、本发明系统的再沸器不仅能实现各级精馏的二次蒸馏，回收部分产品，还可以合理利用热能。
3、本发明设计的精馏塔使其满足自然自行出料，不需另外添加收集缓冲罐，减少操作及增加系统真空等的稳定性，同时精馏塔塔内的填料为不锈钢丝网波纹填料，具有高效、压降低和通量大的特点。
4、本发明系统可用于茴油、肉桂油、松节油、桉叶油等多种原料的精馏，为香料的提取打下了良好的基础。
5、本发明系统从茴油分离出的茴脑纯度达99.5%，从肉桂油分离出的肉桂醛纯度可达99%，从松节油分离出α-蒎烯纯度达99%、β-蒎烯纯度达99%，桉叶油分离出桉叶素的纯度达95%。
6、本发明系统还具有耗能低、操作简单、结构简单、成本低等优点，具有很好的社会效益和经济效益。
附图说明
图1为本发明香料连续精馏生产控制系统的结构示意图；
图2为本发明再沸器的上腔体裂管分布板结构示意图。
附图标识中：1-流量控制器A,2-精馏塔A,3-冷凝器A,4-回流比控制器A,5-电磁阀A，6-气相色谱仪A，7-流量控制器B,8-精馏塔B,9-冷凝器B,10-回流比控制器B,11-电磁阀B，12-气相色谱仪B,13-信号传感器B,14-再沸器A,15-废液储罐A,16-阀门AⅠ,17-阀门AⅡ,18-信号传感器A,19-废液储罐B,20-再沸器B,21-隔板，22-上腔体，23-罐体，24-下腔体，25-上腔体裂管分布板。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明进一步说明，但不限于本发明的保护范围。
实施例1
如附图1所示，所述香料连续精馏生产控制系统，包括第一组分精馏装置和第二组分精馏装置；所述第一组分精馏装置包括精馏塔A2、冷凝器A3、再沸器A14和气相色谱仪A6，所述精馏塔A2的塔顶与冷凝器A3连接，所述冷凝器A3的下方还连接有回流比控制器A4, 所述回流比控制器A4的下方还设有电磁阀A5,所述气相色谱仪A6分别与流量控制器A1和电磁阀A5连接，气相色谱仪A6还与信号传感器A18连接，流量控制器A1与精馏塔A2的进料口连接；所述再沸器A14的进液口与精馏塔A2的塔底连接，再沸器A14的下方连接有废液储罐A15；所述第二组分精馏装置包括精馏塔B8、冷凝器B9、再沸器B20和气相色谱仪B12,所述精馏塔B8的进料口与再沸器A14的底部连接，精馏塔B8的进料口前方还设有流量控制器B7,精馏塔B8的塔顶与冷凝器B9连接，所述冷凝器B9的下方还连接有回流比控制器B10, 所述回流比控制器B10的下方还设有电磁阀B11,所述气相色谱仪B12分别与流量控制器B7和电磁阀B11连接，气相色谱仪B12与信号传感器B13连接；所述再沸器B20与精馏塔B8的塔底连接，再沸器B20的下方连接有废液储罐B19；所述冷凝器A3和冷凝器B9的底端还分别设有与精馏塔A2和精馏塔B8的上段连接的回流管。
进一步地，所述精馏塔A2和精馏塔B8的上段还分别设有温度传感器和压力传感器；所述流量控制器A1、流量控制器B7、回流比控制器A4回流比控制器B10、电磁阀A5、电磁阀B11、气相色谱仪A6、气相色谱仪B12、信号传感器A18和信号传感器B13以及精馏塔A2和精馏塔B8上段设置的温度传感器和压力传感器分别与控制中心连接。
进一步地，所述再沸器A14和再沸器B20分别为列管式再沸器，其设置包括罐体23、上腔体22和下腔体24；所述上腔体22设在罐体23的顶部，下腔体24设在罐体23的底部，所述上腔体22的内部中心位置设有竖直的隔板21，所述上腔体22的底板和下腔体24之间设置裂管。
进一步地，如附图2所示，所述裂管由隔板21将上腔体裂管分布板25分隔为进料裂管和回流列管。
进一步地，所述上腔体22的进料列管一侧用进料管与精馏塔A2和精馏塔B8的塔体的底部连接，再沸器A14和再沸器B20的上腔体22的回流列管一侧分别用回流管与精馏塔A2和精馏塔B8的塔体下段连接。
进一步地，所述再沸器A14和再沸器B20上段的罐体侧面还分别设有与精馏塔A2和精馏塔B8塔体下段连接的导热管。
进一步地，所述精馏塔A2和精馏塔B8的塔内填料为不锈钢丝网波纹填料。
进一步地，所述再沸器A14与废液储罐A15之间还设有阀门AⅠ16,再沸器A14与流量控制器B7之间还设有阀门AⅡ17。
应用实施例1
使用本发明控制系统从茴油分离茴脑时，先关闭阀门AⅠ和关闭阀门AⅡ，通过流量控制器A控制流量，将茴油从进料口输送至精馏塔A,控制温度为135-140℃、真空度为-0.08MPa，以1:2的回流比单离出茴脑，精馏出的茴脑气体经过冷凝器A冷凝，冷凝后的馏液进入色相色谱仪进行在线检测，色相色谱仪在线检测得出的数据再通过信号传感器A转变成电信号输送至操作台，如果检测结果合格，调节电磁阀，即可收集茴脑产品。如果在线检测结果不合格，根据气相色谱分析的实际情况通过流量控制器A来控制茴油原料进入精馏塔的量，调节电磁阀，再通过回流比控制器来控制回流量与馏出液的量。精馏塔A剩余的釜底液进入再沸器A，加热至140-145℃，加热时再沸器A单离的茴脑再从上腔体的回流管进入精馏塔A的下段，同时打开废液储罐A上方的阀门AⅠ，剩余的残留液将会进入废液储罐A收集。
应用实施例2
使用本发明控制系统从肉桂油分离肉桂醛时，先关闭阀门AⅠ和关闭阀门AⅡ，通过流量控制器A控制流量，将茴油从进料口输送至精馏塔A,控制温度为145-150℃、真空度为-0.09MPa，以5:1的回流比单离肉桂醛，精馏出的肉桂醛气体经过冷凝器A冷凝，冷凝后的馏液进入色相色谱仪进行在线检测，色相色谱仪在线检测得出的数据再通过信号传感器A转变成电信号输送至操作台，如果检测结果合格，调节电磁阀，即可收集茴脑产品。如果在线检测结果不合格，根据气相色谱分析的实际情况通过流量控制器A来控制茴油原料进入精馏塔的量，调节电磁阀，再通过回流比控制器来控制回流量与馏出液的量。精馏塔A剩余的釜底液进入再沸器A，加热至155-160℃，加热时再沸器A单离的肉桂醛再从上腔体的回流管进入精馏塔A的下段，同时打开废液储罐A上方的阀门AⅠ，剩余的残留液将会进入废液储罐A收集。
应用实施例3
使用本发明控制系统从松节油分离α-蒎烯和β-蒎烯时，先关闭阀门AⅠ和关闭阀门AⅡ，通过流量控制器A控制流量，将松节油从进料口输送至精馏塔A,控制温度为100-105℃、真空度为-0.09 MPa，以8:1的回流比单离α-蒎烯气体，α-蒎烯气体经过冷凝器A冷凝，冷凝后的馏液进入色相色谱仪进行在线检测，色相色谱仪在线检测得出的数据再通过信号传感器A转变成电信号输送至操作台，如果检测结果合格，调节电磁阀，即可收集α-蒎烯产品。如果在线检测结果不合格，根据气相色谱分析的实际情况通过流量控制器A来控制茴油原料进入精馏塔的量，调节电磁阀，再通过回流比控制器来控制回流量与馏出液的量。精馏塔A剩余的釜底液进入再沸器A，加热至105-110℃，加热时再沸器A单离的α-蒎烯气体再从上腔体的回流管进入精馏塔A的下段。当单离β-蒎烯时，关闭废液储罐上方的阀门AⅠ，打开阀门AⅡ，控制温度为110-115℃，真空度为-0.10 MPa~ -0.12MPaβ-蒎烯的其余精馏步骤与α-蒎烯相同，精馏塔B剩余的釜底液进入再沸器B，加热至115-120℃，加热时再沸器B单离的β-蒎烯气体再从上腔体的回流管进入精馏塔B的下段。精馏塔B剩余的残留液直接进入废液储罐B收集。
应用实施例4
使用本发明控制系统从桉叶油分离桉叶素时，先关闭阀门AⅠ和关闭阀门AⅡ，通过流量控制器A控制流量，将桉叶油从进料口输送至精馏塔A,控制温度为120-125℃、真空度为-0.08 MPa，以6:1的回流比单离桉叶素，精馏出的气体经过冷凝器A冷凝，冷凝后的馏液进入色相色谱仪进行在线检测，色相色谱仪在线检测得出的数据再通过信号传感器A转变成电信号输送至操作台，如果检测结果合格，调节电磁阀，即可收集桉叶素产品。如果在线检测结果不合格，根据气相色谱分析的实际情况通过流量控制器A来控制桉叶油原料进入精馏塔的量，调节电磁阀，再通过回流比控制器来控制回流量与馏出液的量。精馏塔A剩余的釜底液进入再沸器A，加热至125-130℃，加热时再沸器A单离的桉叶素再从上腔体的回流管进入精馏塔A的下段，同时打开废液储罐A上方的阀门AⅠ，剩余的残留液将会进入废液储罐A收集。

Claims (8)

1.一种香料连续精馏生产控制系统，其特征在于：包括第一组分精馏装置和第二组分精馏装置；所述第一组分精馏装置包括精馏塔A（2）、冷凝器A（3）、再沸器A（14）和气相色谱仪A（6），所述精馏塔A（2）的塔顶与冷凝器A（3）连接，所述冷凝器A（3）的下方还连接有回流比控制器A（4）, 所述回流比控制器A（4）的下方还设有电磁阀A（5）,所述气相色谱仪A（6）分别与流量控制器A（1）和电磁阀A（5）连接，气相色谱仪A（6）还与信号传感器A（18）连接，流量控制器A（1）与精馏塔A(2)的进料口连接；所述再沸器A（14）的进液口与精馏塔A（2）的塔底连接，再沸器A（14）的下方连接有废液储罐A（15）；所述第二组分精馏装置包括精馏塔B（8）、冷凝器B（9）、再沸器B（20）和气相色谱仪B（12）,所述精馏塔B（8）的进料口与再沸器A（14）的底部连接，精馏塔B（8）的进料口前方还设有流量控制器B（7）,精馏塔B（8）的塔顶与冷凝器B（9）连接，所述冷凝器B（9）的下方还连接有回流比控制器B（10）, 所述回流比控制器B（10）的下方还设有电磁阀B（11）,所述气相色谱仪B（12）分别与流量控制器B（7）和电磁阀B（11）连接，气相色谱仪B（12）与信号传感器B（13）连接；所述再沸器B（20）与精馏塔B（8）的塔底连接，再沸器B(20)的下方连接有废液储罐B(19)；所述冷凝器A(3)和冷凝器B(9)的底端还分别设有与精馏塔A(2)和精馏塔B(8)的上段连接的回流管。
2.根据权利要求1所述香料连续精馏生产控制系统，其特征在于：所述精馏塔A(2)和精馏塔B(8) 的上段还分别设有温度传感器和压力传感器；所述流量控制器A（1）、流量控制器B（7）、回流比控制器A（4）回流比控制器B（10）、电磁阀A（5）、电磁阀B（11）、气相色谱仪A（6）、气相色谱仪B（12）、信号传感器A（18）和信号传感器B（13）以及精馏塔A(2)和精馏塔B(8)上段设置的温度传感器和压力传感器分别与控制中心连接。
3.根据权利要求1所述香料连续精馏生产控制系统，其特征在于：所述再沸器A(14)和再沸器B(20)分别为列管式再沸器，其设置包括罐体(23)、上腔体(22)和下腔体(24)；所述上腔体(22)设在罐体(23)的顶部，下腔体(24)设在罐体(23)的底部，所述上腔体(22)的内部中心位置设有竖直的隔板(21)，所述上腔体(22)的底板和下腔体(24)之间设置裂管。
4.根据权利要求3所述香料连续精馏生产控制系统，其特征在于：所述裂管由隔板(21)将上腔体裂管分布板(25)分隔为进料裂管和回流列管。
5.根据权利要求3所述香料连续精馏生产控制系统，其特征在于：所述上腔体(22)的进料列管一侧用进料管与精馏塔A（2）和精馏塔B（8）的塔体的底部连接，再沸器A（14）和再沸器B（20）的上腔体(22)的回流列管一侧分别用回流管与精馏塔A（2）和精馏塔B（8）的塔体下段连接。
6.根据权利要求1所述香料连续精馏生产控制系统，其特征在于：所述再沸器A(14)和再沸器B(20）上段的罐体侧面还分别设有与精馏塔A（2）和精馏塔B（8）塔体下段连接的导热管。
7.根据权利要求6所述香料连续精馏生产控制系统，其特征在于：所述精馏塔A（2）和精馏塔B（8）的塔内填料为不锈钢丝网波纹填料。
8.根据权利要求6所述香料连续精馏生产控制系统，其特征在于：所述再沸器A（14）与废液储罐A（15）之间还设有阀门AⅠ（16）,再沸器A（14）与流量控制器B（7）之间还设有阀门AⅡ（17）。
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