CN106967503B - 一种通过萃取-碱炼工艺制备低酸值天然酯绝缘油的装置 - Google Patents

一种通过萃取-碱炼工艺制备低酸值天然酯绝缘油的装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于天然酯绝缘油精炼技术领域，具体涉及一种通过萃取‑碱炼工艺制备低酸值天然酯绝缘油的装置。所述装置包括萃取/碱炼罐、萃取油暂存罐、萃取剂储存池、冷却器、输油泵和萃取剂输送泵，各设备之间通过管路连通，本发明装置通过在萃取/碱炼罐中进行萃取脱酸、萃取剂冷凝回收、碱炼脱酸及真空脱水工艺，减少了占地面积和废水的排放，结构简单，操作方便，进一步降低成本，可以很好的制备理化、电气性能优良的天然酯绝缘油。

Description

一种通过萃取-碱炼工艺制备低酸值天然酯绝缘油的装置
技术领域
本发明属于天然酯绝缘油精炼技术领域，具体涉及一种通过萃取-碱炼工艺制备低酸值天然酯绝缘油的装置。
背景技术
脱酸是天然酯绝缘油精炼过程中极其重要的一个工艺，溶剂萃取脱酸是利用油脂与游离脂肪酸在溶解度上的不同来进行脱酸的，该方法虽然可以大大降低植物油酸值，但并不能满足一级植物油的食用要求，也不能满足更高品质的天然酯绝缘油对酸值和介质损耗因数的要求，而且萃取脱酸后需要有专用的设备进行萃取溶剂回收，整个工艺采用装置占地空间大，投入较高。同样，碱炼脱酸也可以有效地降低植物油的酸值，但是多次碱炼工艺精炼率较低，且会产生皂脚，排放大量的废水，若处理不当就会对周边环境造成污染，生产成本较高。
中国专利申请CN104531346A公开了一种制备低酸值天然酯绝缘油的深度脱酸工艺，具体涉及一种制备低酸值天然酯绝缘油的深度脱酸工艺。该工艺包括以下工序：a）初步脱酸处理，b) 真空析气处理，c）深度物理脱酸处理。本发明所采用的工艺流程简单，生产成本低，精炼产率高，易于进行工业化推广。但是，该专利初步脱酸采用碱炼工艺，会生成大量的皂脚和碱性废水，且天然油脂多属于热敏性物质，在常压高温下稳定性差，在深度物理脱酸过程中部分天然酯绝缘油会发生热聚合反应产生极性聚合物或热分解反应产生极性化合物，这些极性物质的存在不利于天然酯绝缘油理化、电气性能的提升。
中国专利申请CN104403803A公开了一种采用物理-化学混合工艺制备天然酯绝缘油的方法，其包括以下步骤：a）水化脱胶处理；b）脱色、脱臭处理；c）碱炼水洗处理；d）真空脱水处理。所述水化脱胶处理为：1）将植物油加热至45-60℃，加入占植物油重量0.15-0.3%、浓度75-85% 的磷酸溶液，以60-80r/min 的转速搅拌10-15min 使其混合均匀；2）混匀后加入蒸馏水，水洗，静置；3）静置结束后，去掉下层废弃物，取上层油液进行真空脱水处理。采用该方法制备所得的天然酯绝缘油酸值低、性能稳定，满足ASTM D 6871-2003 对天然酯绝缘油的要求。但是，该专利工艺流程较为复杂，产生的废水较多，占地面积大，整个工艺投入成本高。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种通过萃取-碱炼工艺制备低酸值天然酯绝缘油的装置。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种通过萃取-碱炼工艺制备低酸值天然酯绝缘油的装置，包括萃取/碱炼罐、萃取油暂存罐、萃取剂储存池、冷却器、输油泵和萃取剂输送泵，各设备之间通过管路连通，连接关系如下：
萃取/碱炼罐顶部设置萃取/碱炼罐泄压管路、进水/进碱管路和变频电机，萃取/碱炼罐泄压管路上设置萃取/碱炼罐泄压阀，进水/进碱管路上设置进水/进碱阀，萃取/碱炼罐内部设置搅拌桨，搅拌桨顶部与变频电机的输出端相连接，萃取/碱炼罐外壁依次包裹螺旋换热管和保温层，萃取/碱炼罐锥底处设置条形窥视镜，萃取/碱炼罐底部设置萃取油/萃取剂/残液输送管路，萃取油/萃取剂/残液输送管路分别与输油泵主管路、萃取剂输送泵管路和残液管路连通，残液管路上设置萃取/碱炼罐排污阀；
萃取油暂存罐顶部设置萃取油暂存罐泄压管路，萃取油暂存罐泄压管路上设置萃取油暂存罐泄压阀，萃取油暂存罐底部设置萃取油输送管路，萃取油输送管路分别与萃取油排污管路和输油泵管路连通，萃取油排污管路上设置萃取油暂存罐排污阀，输油泵管路包括输油泵主管路、旁路一和旁路二，输油泵主管路上依次设置输油泵进口阀、输油泵和输油泵出口阀，旁路一一端开口连接在输油泵进口阀和输油泵之间的输油泵主管路上，另一端开口连接在输油泵出口阀之后输油泵主管路上，旁路一上设置旁路阀一，旁路二一端开口连接在输油泵进口阀之前的输油泵主管路上，另一端开口连接在输油泵和输油泵出口阀之间的输油泵主管路上，旁路二上设置旁路阀二，输油泵主管路连通萃取油/萃取剂/残液输送管路；
冷却器连接在萃取/碱炼罐顶部，冷却器上设置有冷却介质入口管路、冷却介质出口管路、萃取剂入口管路、萃取剂出口管路和抽真空管路，冷却介质入口管路、冷却介质出口管路和抽真空管路上分别设置冷却介质入口阀、冷却介质出口阀和真空抽气阀，萃取剂出口管路上设置中间阀，冷却器通过中间阀与萃取剂储存池相连接，萃取剂储存池顶部设置萃取剂存储池泄压管路，萃取剂存储池泄压管路上设置萃取剂存储池泄压阀，萃取剂储存池底部设置萃取剂输送管路，萃取剂输送管路分别与萃取剂排污管路和萃取剂输送泵管路连通，萃取剂排污管路上设置萃取剂储存池排污阀，萃取剂输送泵管路上依次设置萃取剂输送泵进口阀、萃取剂输送泵和萃取剂输送泵出口阀，萃取剂输送泵管路连通取油/萃取剂/残液输送管路。
优选地，所述进水/进碱管路伸入萃取/碱炼罐内部，且末端连接有不锈钢清洗球。
优选地，所述冷却器为立式冷却器或者卧式冷却器。
优选地，所述卧式冷却器与水平面夹角≥10°。
优选地，所述冷却器冷却介质入口管路、冷却介质出口管路设置方式为上进下出或者下进上出。
本发明的积极有益效果：
1. 本发明输油泵前后均设置了旁路一和旁路二，萃取油从萃取/碱炼罐到萃取油暂存罐通过输油泵输送，也可以通过旁路采用静压的方式输送，解决了处理油量较少时由于输送泵输送速度过快而引起萃取油与萃取剂分层界面发生紊乱的问题；本发明冷却器抽真空管路上设置有真空抽气阀，这样不但在萃取剂冷凝回收时保证加热后的萃取剂气体通过冷却器冷凝后直接进入萃取剂储存池，而且还可以在真空条件下有效提高萃取剂冷却效率，大大缩短萃取剂冷凝回收的时间。此外，真空脱水时，可以将真空系统接入冷却器，并通过冷却器连接萃取/碱炼罐，进而保证整个系统具有良好的真空环境。
2. 本发明通过萃取-碱炼工艺制备低酸值天然酯绝缘油的装置将萃取脱酸、萃取剂冷凝回收、碱炼脱酸及真空脱水工艺在萃取/碱炼罐一个设备中进行，减少了占地面积和废水的排放，结构简单，操作方便，进一步降低成本，可以很好的制备理化、电气性能优良的天然酯绝缘油。
3. 本发明萃取/碱炼罐顶部进水/进碱管末端连接不锈钢清洗球，不但可以保证碱炼时的碱液和水洗时的高温纯水均匀地喷洒在天然酯绝缘油的表面，同时借助机械搅拌可以有效提高碱液和高温纯水在天然酯绝缘油中的均匀分散程度，提高脱酸效果，进一步降低中性油的损失，而且在萃取剂冷凝回收后可以通过不锈钢清洗球用高温纯水对整个罐体内部进行清洗，防止罐内壁残留的溶剂及不饱和脂肪酸对后续的工艺造成影响。
4. 本发明所述冷却器可以为立式冷却器或者卧式冷却器，所述卧式冷却器与水平面夹角≥10°，所述冷却器冷却介质入口管路、冷却介质出口管路设置方式为上进下出或者下进上出，本发明冷却器结构简单，易于操作，夹角的存在有利于冷凝后萃取剂的汇聚与回收，而且真空的接入可以有效地提高萃取剂回收速率，大大缩短回收时间。
附图说明
图1为本发明实施例1通过萃取-碱炼工艺制备低酸值天然酯绝缘油的装置的结构示意图；
图2为本发明实施例1冷却器的结构示意图；
图3为本发明实施例2冷却器的结构示意图；
图4为本发明实施例3冷却器的结构示意图；
图中：1-萃取剂储存池排污阀，2-萃取剂输送泵进口阀，3-萃取剂输送泵，4-萃取剂输送泵出口阀，5-萃取/碱炼罐排污阀，6-输油泵出口阀，7-旁路阀一，8-输油泵，9-旁路阀二，10-输油泵进口阀，11-萃取油暂存罐排污阀，12-萃取油暂存罐，13-萃取油暂存罐泄压阀，14-螺旋换热管，15-萃取/碱炼罐泄压阀，16-进水/进碱阀，17-变频电机，18-搅拌桨，19-冷却介质入口阀，20-冷却介质出口阀，21-冷却器，22-真空抽气阀，23-中间阀，24-萃取剂存储池泄压阀，25-萃取剂存储池，26-萃取/碱炼罐，27-条形窥视镜。
具体实施方式
下面结合一些具体实施例对本发明进一步说明。
实施例1
参见图1-2，一种通过萃取-碱炼工艺制备低酸值天然酯绝缘油的装置，包括萃取/碱炼罐26、萃取油暂存罐12、萃取剂储存池25、冷却器21、输油泵8和萃取剂输送泵3，各设备之间通过管路连通，连接关系如下：
萃取/碱炼罐26顶部安装萃取/碱炼罐泄压管路、进水/进碱管路和变频电机17，萃取/碱炼罐泄压管路上安装萃取/碱炼罐泄压阀15，进水/进碱管路上安装进水/进碱阀16，进水/进碱管路伸入萃取/碱炼罐26内部，且末端连接有不锈钢清洗球，萃取/碱炼罐内部安装搅拌桨18，搅拌桨18顶部与变频电机17的输出端相连接，萃取/碱炼罐26外壁依次包裹螺旋换热管14和保温层，保温层内填充保温棉，萃取/碱炼罐26锥底处安装条形窥视镜27，萃取/碱炼罐26底部安装萃取油/萃取剂/残液输送管路，萃取油/萃取剂/残液输送管路分别与输油泵主管路、萃取剂输送泵管路和残液管路连通，残液管路上安装萃取/碱炼罐排污阀5；
萃取油暂存罐12顶部安装萃取油暂存罐泄压管路，萃取油暂存罐泄压管路上安装萃取油暂存罐泄压阀13，萃取油暂存罐12底部安装萃取油输送管路，萃取油输送管路分别与萃取油排污管路和输油泵管路连通，萃取油排污管路上安装萃取油暂存罐排污阀11，输油泵管路包括输油泵主管路、旁路一和旁路二，输油泵主管路上依次安装输油泵进口阀10、输油泵8和输油泵出口阀6，旁路一一端开口连接在输油泵进口阀10和输油泵8之间的输油泵主管路上，另一端开口连接在输油泵出口阀6之后输油泵主管路上，旁路一上安装旁路阀一7，旁路二一端开口连接在输油泵进口阀10之前的输油泵主管路上，另一端开口连接在输油泵8和输油泵出口阀6之间的输油泵主管路上，旁路二上安装旁路阀二9，输油泵主管路连通萃取油/萃取剂/残液输送管路；
冷却器21连接在萃取/碱炼罐26顶部，冷却器21为卧式换热器，卧式冷却器与水平面夹角为15°，冷却器冷却介质入口管路、冷却介质出口管路设置方式为下进上出方式，且冷却介质在冷却器21内部换热管的内侧，萃取剂在冷却器21内部换热管的外侧，冷却器21上设置有冷却介质入口管路、冷却介质出口管路、萃取剂入口管路、萃取剂出口管路和抽真空管路，冷却介质入口管路、冷却介质出口管路和抽真空管路上分别设置冷却介质入口阀19、冷却介质出口阀20和真空抽气阀22，萃取剂出口管路上安装中间阀23，冷却器21通过中间阀23与萃取剂储存池25相连接，萃取剂储存池25顶部安装萃取剂存储池泄压管路，萃取剂存储池泄压管路上安装萃取剂存储池泄压阀24，萃取剂储存池25底部安装萃取剂输送管路，萃取剂输送管路分别与萃取剂排污管路和萃取剂输送泵管路连通，萃取剂排污管路上设置萃取剂储存池排污阀1，萃取剂输送泵管路上依次安装萃取剂输送泵进口阀2、萃取剂输送泵3和萃取剂输送泵出口阀4，萃取剂输送泵管路连通取油/萃取剂/残液输送管路。
上述通过萃取-碱炼工艺制备低酸值天然酯绝缘油的装置的使用方法：首先在萃取/碱炼罐26中加入植物油，并通过萃取剂储存池25将萃取剂泵回萃取/碱炼罐26中，然后进行混合萃取脱酸，静置后将萃取/碱炼罐26下部萃取油输送至萃取油暂存罐12中，接着将萃取/碱炼罐26中的萃取剂在真空条件下进行加热搅拌处理，并采用冷却器21将气态的萃取剂冷凝回收至萃取剂储存池25中，用高温纯水清洗萃取/碱炼罐26；接着重新将萃取油泵回萃取/碱炼罐26中，对萃取油依次进行残留萃取剂脱除处理、碱炼脱酸、高温水洗、真空脱水及冷却等操作，得到精炼的天然酯绝缘油。
实施例2
参见图3，本实施例通过萃取-碱炼工艺制备低酸值天然酯绝缘油的装置与实施例1基本相同，不同之处在于，冷却介质入口管路、冷却介质出口管路设置方式为下进上出方式，且冷却介质在冷却器21内部换热管的外侧，萃取剂在冷却器21内部换热管的内侧。
实施例3
参见图4，本实施例通过萃取-碱炼工艺制备低酸值天然酯绝缘油的装置与实施例1基本相同，不同之处在于，冷却器21为立式换热器，冷却介质入口管路、冷却介质出口管路设置方式为下进上出方式，且冷却介质在冷却器21内部换热管的内侧，萃取剂在冷却器21内部换热管的外侧，冷却器21顶部连接抽真空管路，冷却器21下部左侧连接萃取剂进口管路，萃取剂进口管路与萃取/碱炼罐相连接，冷却器21底部连接萃取剂出口管路。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种通过萃取-碱炼工艺制备低酸值天然酯绝缘油的装置，其特征在于，包括萃取/碱炼罐、萃取油暂存罐、萃取剂储存池、冷却器、输油泵和萃取剂输送泵，各设备之间通过管路连通，连接关系如下：
萃取/碱炼罐顶部设置萃取/碱炼罐泄压管路、进水/进碱管路和变频电机，萃取/碱炼罐泄压管路上设置萃取/碱炼罐泄压阀，进水/进碱管路上设置进水/进碱阀，萃取/碱炼罐内部设置搅拌桨，搅拌桨顶部与变频电机的输出端相连接，萃取/碱炼罐外壁依次包裹螺旋换热管和保温层，萃取/碱炼罐锥底处设置条形窥视镜，萃取/碱炼罐底部设置萃取油/萃取剂/残液输送管路，萃取油/萃取剂/残液输送管路分别与输油泵主管路、萃取剂输送泵管路和残液管路连通，残液管路上设置萃取/碱炼罐排污阀；
萃取油暂存罐顶部设置萃取油暂存罐泄压管路，萃取油暂存罐泄压管路上设置萃取油暂存罐泄压阀，萃取油暂存罐底部设置萃取油输送管路，萃取油输送管路分别与萃取油排污管路和输油泵管路连通，萃取油排污管路上设置萃取油暂存罐排污阀，输油泵管路包括输油泵主管路、旁路一和旁路二，输油泵主管路上依次设置输油泵进口阀、输油泵和输油泵出口阀，旁路一一端开口连接在输油泵进口阀和输油泵之间的输油泵主管路上，另一端开口连接在输油泵出口阀之后输油泵主管路上，旁路一上设置旁路阀一，旁路二一端开口连接在输油泵进口阀之前的输油泵主管路上，另一端开口连接在输油泵和输油泵出口阀之间的输油泵主管路上，旁路二上设置旁路阀二，输油泵主管路连通萃取油/萃取剂/残液输送管路；
冷却器连接在萃取/碱炼罐顶部，冷却器上设置有冷却介质入口管路、冷却介质出口管路、萃取剂入口管路、萃取剂出口管路和抽真空管路，冷却介质入口管路、冷却介质出口管路和抽真空管路上分别设置冷却介质入口阀、冷却介质出口阀和真空抽气阀，萃取剂出口管路上设置中间阀，冷却器通过中间阀与萃取剂储存池相连接，萃取剂储存池顶部设置萃取剂储存池泄压管路，萃取剂储存池泄压管路上设置萃取剂储存池泄压阀，萃取剂储存池底部设置萃取剂输送管路，萃取剂输送管路分别与萃取剂排污管路和萃取剂输送泵管路连通，萃取剂排污管路上设置萃取剂储存池排污阀，萃取剂输送泵管路上依次设置萃取剂输送泵进口阀、萃取剂输送泵和萃取剂输送泵出口阀，萃取剂输送泵管路连通萃取油/萃取剂/残液输送管路。
2.根据权利要求1所述的通过萃取-碱炼工艺制备低酸值天然酯绝缘油的装置，其特征在于，所述进水/进碱管路伸入萃取/碱炼罐内部，且末端连接有不锈钢清洗球。
3.根据权利要求1所述的通过萃取-碱炼工艺制备低酸值天然酯绝缘油的装置，其特征在于，所述冷却器为立式冷却器或者卧式冷却器。
4.根据权利要求3所述的通过萃取-碱炼工艺制备低酸值天然酯绝缘油的装置，其特征在于，所述卧式冷却器与水平面夹角≥10°。
5.根据权利要求1所述的通过萃取-碱炼工艺制备低酸值天然酯绝缘油的装置，其特征在于，所述冷却器冷却介质入口管路、冷去介质出口管路设置方式为上进下出或者下进上出。
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