CN111151199A - 一种氯代脂肪酸甲酯的连续生产装置和工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氯代脂肪酸甲酯的连续生产装置，包括有用于储存脂肪酸甲酯的原料储罐(1)、内部具有催化剂并主要用于供脂肪酸甲酯和氯化氢进行加成反应的一级反应塔(3)、主要用于供氯代脂肪酸甲酯和氯气进行取代反应的二级反应塔(4)以及能通过压缩空气对物料进行吹脱以使气体逸出得到所需的氯代脂肪酸甲酯的脱气塔(5)，其中，二级反应塔(4)的第二出气口(42)连通一级反应塔(3)的第一进气口(31)。本发明还涉及一种应用有上述连续生产装置的氯代脂肪酸甲酯的连续生产工艺。与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明氯代脂肪酸甲酯的连续生产装置能够提高反应程度、减少尾气排放并提高产品品质的。

Description

一种氯代脂肪酸甲酯的连续生产装置和工艺
技术领域
本发明涉及氯代脂肪酸甲酯生产技术领域，具体指一种氯代脂肪酸甲酯的连续生产装置和工艺。
背景技术
生物柴油包括动植物油、废弃油脂等酯类物质与醇反应产生的脂肪酸甲酯和脂肪酸乙酯，作为国家近年来政策扶持的一种绿色能源，其具有来源广、可再生、环境友好度高等特点。
增塑剂是高分子助剂之一，可以提高塑性，降低高分子玻璃化温度。由于PVC塑料易分解，因此其生产过程中必须加入塑化剂以降低加工所需温度，塑化剂也是PVC助剂的主要应用领域之一。邻苯二甲酸二辛酯(DOP)类增塑剂是市面上主要的增塑剂之一，但由于其存在毒性且会对环境造成影响，因此国内外正在大力推广环保型的替代品。由氯气和生物柴油反应得到的氯代脂肪酸甲酯，就是一种环保型增塑剂，其与PVC有较好的相容性，且在一些性质上与DOP接近。
氯气和生物柴油的反应大概可以分为两个步骤：第一步，天然油脂，特别是植物油中存在碳碳双键，会与氯气发生加成反应；第二步，氯气和油脂发生自由基取代反应。氯代脂肪酸甲酯的生产工艺主要分为两种：
第一种为间歇式：如专利申请号为CN201310110575.4(公告号为CN103193637A)的发明专利《一种生物酯增塑剂的制备方法》公开了一种生物酯增塑剂的制备方法，其通过改变反应条件，实现在同一反应釜内先进行加成反应再进行取代反应，但间歇式操作生产效率较低，不同批次产物的质量波动较大，且由于使用有机过氧化物作为反应的引发剂，会导致产物中含有杂质；专利申请号为CN201910612401.5(公告号为CN110317135A)的发明专利《利用生物柴油生产氯代脂肪酸甲酯工艺》公开了一种利用生物柴油生产氯代脂肪酸甲酯工艺，其在反应开始前使用氮气对体系中的空气进行置换，并且使用氮气对产物进行脱气，还使用紫外光催化，避免了有机引发剂向产物引入杂质的问题，提高了产物的品质，但依然为间歇生产，且未根据反应阶段对反应条件进行调整，可能存在反应温度过高造成产品色度升高的问题。
第二种为连续式：如专利申请号为CN201210165994.3(公告号为CN102671593A)的发明专利《氯化脂肪酸甲酯连续生产装置》公开了一种氯化脂肪酸甲酯连续生产装置，其通过设置两个反应条件不同的反应塔的方式，使反应的两阶段分开进行，提高了反应程度，也实现了反应的连续化生产，但其未设置脱气装置，会导致产品中仍溶解有氯化氢，从而使产品酸值和色度升高；专利申请号为CN201220239682.8(公告号为CN202606143U)的实用新型专利《氯化脂肪酸甲酯连续生产装置》公开了氯化脂肪酸甲酯连续生产装置，其将反应装置分为吸收预处理、与氯气加成、与氯气取代三级，使氯化脂肪酸甲酯的反应阶段在不同反应塔内进行，便于反应更彻底，避免了由于物料长时间高温引起的氯化脂肪酸甲酯的碳化，色泽度深的问题，但该工艺在脂肪酸甲酯与氯气加成反应阶段不可避免地引入了碳链氯原子相邻排布和链端氯原子这类不稳定的结构，不利于氯化脂肪酸甲酯产品的稳定性和品质保持。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能够提高反应程度、减少尾气排放并提高产品品质的氯代脂肪酸甲酯的连续生产装置。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种应用有上述连续生产装置的氯代脂肪酸甲酯的连续生产工艺。
本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种氯代脂肪酸甲酯的连续生产装置，其特征在于：包括有
原料储罐，用于储存脂肪酸甲酯；
一级反应塔，内部具有催化剂，其物料入口连通所述原料储罐的物料出口，具有供氯化氢尾气通入的第一进气口以及供尾气排出的第一出气口，主要用于供脂肪酸甲酯和氯化氢进行加成反应；
二级反应塔，其物料入口连通所述一级反应塔的物料出口，具有供汽化氯气通入的第二进气口以及供氯化氢尾气排出的第二出气口，主要用于供氯代脂肪酸甲酯和氯气进行取代反应，所述的第二出气口连通所述一级反应塔的第一进气口；
脱气塔，其物料入口连通所述二级反应塔的物料出口，具有供尾气排出的第三出气口，能通过压缩空气对物料进行吹脱以使气体逸出得到所需的氯代脂肪酸甲酯。
为了避免污染环境，还包括有尾气处理装置，该尾气处理装置连通所述一级反应塔的第一出气口以及所述脱气塔的第三出气口。
为了对尾气中的氯化氢和微量氯气进行吸收的同时回收尾气中的脂肪酸甲酯及其氯代物，所述的尾气处理装置包括有依次相连接的除油单元和吸收单元，所述的除油单元用于冷却并回收尾气中的脂肪酸甲酯及其氯代物，所述的吸收单元用于吸收残余的氯化氢和微量氯气。
为了充分回收尾气中的脂肪酸甲酯及其氯代物，所述的除油单元包括有依次相连接的油酸分离器、深冷冷却器和油雾捕捉器；
所述的油酸分离器具有第三进气口、第四出气口和第一出液口，所述油酸分离器的第三进气口连通所述一级反应塔的第一出气口以及所述脱气塔的第三出气口；
所述的深冷冷却器具有第四进气口和第五出气口，所述深冷冷却器的第四进气口连通所述油酸分离器的第四出气口；
所述的油雾捕捉器具有第五进气口、第六出气口和第二出液口，所述油雾捕捉器的第五进气口连通所述深冷冷却器的第五出气口。
为了充分吸收尾气中的氯化氢和微量氯气，所述的吸收单元包括有相连接的纯水降膜吸收塔和NaOH吸收槽；
所述的纯水降膜吸收塔具有第六进气口和第七出气口，所述纯水降膜吸收塔的第六进气口连通所述油雾捕捉器的第六出气口；
所述的NaOH吸收槽具有第七进气口，该第七进气口连通所述纯水降膜吸收塔的第七出气口。
采用上述方案，可以减少氯化氢气体中夹带的油含量，提高副产物盐酸的品质。
为了使回收的脂肪酸甲酯及其氯代物重新用作氯代脂肪酸甲酯的原料，还包括有设于所述原料储罐的物料出口和所述一级反应塔的物料入口之间的吸收塔，该吸收塔具有物料补充入口，该物料补充入口连通所述油酸分离器的第一出液口和所述油雾捕捉器的第二出液口。
本发明解决第二个技术问题所采用的技术方案为：一种应用有上述连续生产装置的氯代脂肪酸甲酯的连续生产工艺，包括有以下步骤：
(1)脂肪酸甲酯通过原料储罐中的物料出口进入一级反应塔的物料入口；
(2)来自一级反应塔的物料入口的脂肪酸甲酯和来自第一进气口的氯化氢尾气进入一级反应塔，在催化剂和40～60℃条件下，脂肪酸甲酯和氯化氢进行加成反应，生成的氯代脂肪酸甲酯通过一级反应塔的物料出口进入二级反应塔的物料入口，且尾气通过第一出气口排出；
(3)来自二级反应塔的物料入口的氯代脂肪酸甲酯和来自第二进气口的汽化氯气进入二级反应塔，在光催化和80～100℃条件下，氯代脂肪酸甲酯和氯气进行取代反应，生成的氯代脂肪酸甲酯通过二级反应塔的物料出口进入脱气塔的物料入口，且尾气通过第二出气口排出后进入第一进气口；
(4)来自脱气塔的物料入口的氯代脂肪酸甲酯进入脱气塔，使用压缩空气对物料进行吹脱使其中的气体逸出，得到所需的氯代脂肪酸甲酯，且尾气通过第三出气口排出。
优选地，第一步中选用优质棕榈油来源的脂肪酸甲酯，其碘值≤30，色号为20～30。从原料方面控制好碘值和色度，可以保证产品质量。
优选地，第二步中所述催化剂为三氯化铝，当然还可以采用二氯化铜、镍等作为催化剂。
优选地，第三步中所述汽化氯气由液氯经过液氯汽化器被蒸汽加热得到，汽化压力为0.18～0.20MPa，蒸汽温度为115～121℃。
优选地，第三步中所述尾气中氯化氢含量不低于99.3wt％，从而可以确保一级反应塔中脂肪酸甲酯和氯化氢的加成反应高效进行。
优选地，第三步中光催化使用特制紫外催化灯，其工作波长为300～400nm。选用发射波长和反应所需能量相匹配的光源，可以提高反应效率。
优选地，第三步和(4)中，根据取样测定比重来判断物料反应程度，从而可以控制物料在两反应塔中的停留时间，实现连续化生产。
优选地，第四步中脱气塔内安装有气体分布器，脱气温度为70～85℃，脱气时间为3～4h，从而可以使气体和物料充分接触，并使物料中残留的氯化氢尽量脱除。
优选地，第四步中压缩空气可改用氮气，以进一步提高产品品质。采用上述方案，可以避免空气中的氧气、水分等成分进入物料中，使其色号变高。
优选地，第四步中得到的所述氯代脂肪酸甲酯添加稳定剂后输送至储罐，所述的稳定剂为乙二醇缩水甘油醚、环氧大豆油、亚磷酸三苯酯、烷基锡中的至少一种。添加稳定剂可以减少产品分解对其色度的影响。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)通过控制一级反应塔和二级反应塔的反应条件，使反应的不同阶段分开进行，既能提高反应程度，又能降低能耗，避免因加成阶段反应时间过长，反应温度过高而使产物变黄；
(2)鉴于脂肪酸甲酯既可发生取代反应，又可发生加成反应的特性，取代塔(二级反应塔)采用氯气作为原料，加成塔(一级反应塔)采用取代塔反应生成的氯化氢尾气作为原料，一方面温度较高的氯化氢可用于加成塔原料加热，节省能耗并满足加成所需的加热条件；另一方面该工艺设计在理论上可极大地提升氯的原子利用率，减少尾气排放；
(3)采用氯化氢与脂肪酸甲酯加成的工艺，主要产物遵守马尔科夫尼科夫规则，一定程度避免了引入碳链氯原子相邻排布和链端氯原子这类不稳定结构的情况，有利于氯化脂肪酸甲酯产品的稳定性和品质保持；
(4)选用棕榈油来源的脂肪酸甲酯，而非一般的废弃油脂，从原料来源上控制碘值、色度，确保产品品质；
(5)使用紫外光进行催化，减少了引发剂的费用，避免了引发剂残留在产物中带来的影响；
(6)采用了深冷、油酸分离器等技术进行油酸分离，减少尾气中油含量，提高副产物盐酸的品质；
(7)采用连续化生产，保证不同批次产品质量稳定，提高了生产效率。
综上所述，本发明氯代脂肪酸甲酯的连续生产装置能够提高反应程度、减少尾气排放并提高产品品质。
附图说明
图1为本发明氯代脂肪酸甲酯的连续生产装置的实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，为本发明氯代脂肪酸甲酯的连续生产装置的一个优选实施例。该连续生产装置包括有依次相连接的原料储罐1、吸收塔2、一级反应塔3、二级反应塔4、脱气塔5和尾气处理装置，尾气处理装置包括有依次相连接的除油单元和吸收单元，除油单元包括有依次相连接的油酸分离器6、深冷冷却器7和油雾捕捉器8，用于冷却并回收尾气中的脂肪酸甲酯及其氯代物，吸收单元包括有相连接的纯水降膜吸收塔9和NaOH吸收槽10，用于吸收残余的氯化氢和微量氯气。
其中，原料储罐1用于储存脂肪酸甲酯；
吸收塔2的物料入口连通原料储罐1的物料出口，吸收塔2具有物料补充入口21，吸收塔2能够将来自物料入口的原料和物料补充入口21的物料混合后通过溢流排出；
一级反应塔3的内部具有三氧化铝催化剂，一级反应塔3的物料入口连通吸收塔2的物料出口，一级反应塔3具有供氯化氢尾气通入的第一进气口31以及供尾气排出的第一出气口32，一级反应塔3主要用于供脂肪酸甲酯和氯化氢进行加成反应；
二级反应塔4的物料入口连通一级反应塔3的物料出口，二级反应塔4具有供汽化氯气通入的第二进气口41以及供氯化氢尾气排出的第二出气口42，二级反应塔4主要用于供氯代脂肪酸甲酯和氯气进行取代反应，第二出气口42连通一级反应塔3的第一进气口31；
脱气塔5的物料入口连通二级反应塔4的物料出口，脱气塔5具有供尾气排出的第三出气口51，脱气塔5能通过压缩空气对物料进行吹脱以使气体逸出得到所需的氯代脂肪酸甲酯；
油酸分离器6具有第三进气口61、第四出气口62和第一出液口63，油酸分离器6的第三进气口61连通一级反应塔3的第一出气口32以及脱气塔5的第三出气口51，油酸分离器6的第一出液口63连通吸收塔2的物料补充入口21，油酸分离器6能够初步除去尾气中的液滴；
深冷冷却器7具有第四进气口71和第五出气口72，深冷冷却器7的第四进气口71连通油酸分离器6的第四出气口62，深冷冷却器7会对尾气进行冷却，将大部分脂肪酸甲酯及其氯代物从气相冷却为液相；
油雾捕捉器8具有第五进气口81、第六出气口82和第二出液口83，油雾捕捉器8的第五进气口81连通深冷冷却器7的第五出气口72，油雾捕捉器8的第二出液口83连通吸收塔2的物料补充入口21，油雾捕捉器8能够除去99％以上的脂肪酸甲酯及其氯代物；
纯水降膜吸收塔9具有第六进气口91和第七出气口92，纯水降膜吸收塔9的第六进气口91连通油雾捕捉器8的第六出气口82，纯水可以初步吸收氯化氢和微量氯气；
NaOH吸收槽10具有第七进气口101，该第七进气口101连通纯水降膜吸收塔9的第七出气口92，NaOH溶液能够除去大部分剩余的氯化氢和微量氯气。
本发明还提供了一种应用有上述连续生产装置的氯代脂肪酸甲酯的连续生产工艺。
实施例1：
(1)碘值为28、色号为20的脂肪酸甲酯通过原料储罐1中的物料出口进入吸收塔2的物料入口；
(2)来自吸收塔2的物料入口的脂肪酸甲酯和来自物料补充入口21的物料(脂肪酸甲酯及其氯代物)进入吸收塔2混合后通过溢流排出，通过吸收塔2的物料出口进入一级反应塔3的物料入口；
(3)来自一级反应塔3的物料入口的脂肪酸甲酯和来自第一进气口31的氯化氢尾气进入一级反应塔3，在三氯化铝催化剂和45℃条件下，脂肪酸甲酯和氯化氢进行加成反应，根据取样测定比重来判断物料反应程度，生成的氯代脂肪酸甲酯通过一级反应塔3的物料出口进入二级反应塔4的物料入口，且尾气通过第一出气口32进入油酸分离器6的第三进气口61；
(4)纯度大于99.8％、含水低于0.01％的液氯经过液氯汽化器在0.18MPa条件下被115℃的蒸汽加热得到汽化氯气进入二级反应塔4的第二进气口41；
(5)来自二级反应塔4的物料入口的氯代脂肪酸甲酯和来自第二进气口41的汽化氯气进入二级反应塔4，在光催化(波长为380nm的紫外催化灯照射)和80℃条件下，氯代脂肪酸甲酯和氯气进行取代反应，根据取样测定比重来判断物料反应程度，生成的氯代脂肪酸甲酯通过二级反应塔4的物料出口进入脱气塔5的物料入口，生成的尾气中氯化氢含量为99.3wt％，该尾气通过第二出气口42排出后进入第一进气口31；
(6)来自脱气塔5的物料入口的氯代脂肪酸甲酯进入脱气塔5，使用流量为13m3/h的压缩空气对物料进行吹脱3.5h使其中的气体逸出，得到所需的氯代脂肪酸甲酯，脱气完毕的氯代脂肪酸甲酯添加乙二醇缩水甘油醚后输送至储罐，且尾气通过第三出气口51进入油酸分离器6的第三进气口61；
(7)来自油酸分离器6的第三进气口61的尾气进入油酸分离器6，油酸分离器初步除去尾气中的液滴，得到气相组分和液相组分，气相组分通过第四出气口62进入深冷冷却器7的第四进气口71，液相组分通过第一出液口63进入吸收塔2的物料补充入口21；
(8)来自深冷冷却器7的第四进气口71的气相组分进入深冷冷却器7，深冷冷却器7对其进行冷却，将大部分脂肪酸甲酯及其氯代物从气相冷却为液相，通过第五出气口72进入油雾捕捉器8的第五进气口81；
(9)来自油雾捕捉器8的第五进气口81的物料进入油雾捕捉器8，油雾捕捉器8继续除去脂肪酸甲酯及其氯代物，得到气相组分和液相组分，气相组分通过第六出气口82进入纯水降膜吸收塔9的第六进气口91，液相组分通过第二出液口83进入吸收塔2的物料补充入口21；
(10)来自纯水降膜吸收塔9的第六进气口91的气相组分进入纯水降膜吸收塔9，气相组分主要为氯化氢和微量氯气，经纯水初步吸收后通过第七出气口92进入NaOH吸收槽10的第七进气口101，并得到副产物盐酸；
(11)来自NaOH吸收槽10的第七进气口101的剩余气相组分进入NaOH吸收槽10，最终由NaOH溶液吸收。
最终得到的氯代脂肪酸甲酯含氯量为25％，碘值为10，色号为50，且不同批次质量较为稳定，总耗时12h。
实施例2：
(1)碘值为30、色号为30的脂肪酸甲酯通过原料储罐1中的物料出口进入吸收塔2的物料入口；
(2)来自吸收塔2的物料入口的脂肪酸甲酯和来自物料补充入口21的物料(脂肪酸甲酯及其氯代物)进入吸收塔2混合后通过溢流排出，通过吸收塔2的物料出口进入一级反应塔3的物料入口；
(3)来自一级反应塔3的物料入口的脂肪酸甲酯和来自第一进气口31的氯化氢尾气进入一级反应塔3，在三氯化铝催化剂和60℃条件下，脂肪酸甲酯和氯化氢进行加成反应，根据取样测定比重来判断物料反应程度，生成的氯代脂肪酸甲酯通过一级反应塔3的物料出口进入二级反应塔4的物料入口，且尾气通过第一出气口32进入油酸分离器6的第三进气口61；
(4)纯度大于99.8％、含水低于0.01％的液氯经过液氯汽化器在0.19MPa条件下被118℃的蒸汽加热得到汽化氯气进入二级反应塔4的第二进气口41；
(5)来自二级反应塔4的物料入口的氯代脂肪酸甲酯和来自第二进气口41的汽化氯气进入二级反应塔4，在光催化(波长为400nm的紫外催化灯照射)和100℃条件下，氯代脂肪酸甲酯和氯气进行取代反应，根据取样测定比重来判断物料反应程度，生成的氯代脂肪酸甲酯通过二级反应塔4的物料出口进入脱气塔5的物料入口，生成的尾气中氯化氢含量为99.3wt％，该尾气通过第二出气口42排出后进入第一进气口31；
(6)来自脱气塔5的物料入口的氯代脂肪酸甲酯进入脱气塔5，使用流量为15m3/h的压缩空气对物料进行吹脱4h使其中的气体逸出，得到所需的氯代脂肪酸甲酯，脱气完毕的氯代脂肪酸甲酯添加环氧大豆油后输送至储罐，且尾气通过第三出气口51进入油酸分离器6的第三进气口61；
(7)来自油酸分离器6的第三进气口61的尾气进入油酸分离器6，油酸分离器初步除去尾气中的液滴，得到气相组分和液相组分，气相组分通过第四出气口62进入深冷冷却器7的第四进气口71，液相组分通过第一出液口63进入吸收塔2的物料补充入口21；
(8)来自深冷冷却器7的第四进气口71的气相组分进入深冷冷却器7，深冷冷却器7对其进行冷却，将大部分脂肪酸甲酯及其氯代物从气相冷却为液相，通过第五出气口72进入油雾捕捉器8的第五进气口81；
(9)来自油雾捕捉器8的第五进气口81的物料进入油雾捕捉器8，油雾捕捉器8继续除去脂肪酸甲酯及其氯代物，得到气相组分和液相组分，气相组分通过第六出气口82进入纯水降膜吸收塔9的第六进气口91，液相组分通过第二出液口83进入吸收塔2的物料补充入口21；
(10)来自纯水降膜吸收塔9的第六进气口91的气相组分进入纯水降膜吸收塔9，气相组分主要为氯化氢和微量氯气，经纯水初步吸收后通过第七出气口92进入NaOH吸收槽10的第七进气口101，并得到副产物盐酸；
(11)来自NaOH吸收槽10的第七进气口101的剩余气相组分进入NaOH吸收槽10，最终由NaOH溶液吸收。
最终得到的氯代脂肪酸甲酯与实施例1大致相同。
实施例3：
(1)碘值为26、色号为25的脂肪酸甲酯通过原料储罐1中的物料出口进入吸收塔2的物料入口；
(2)来自吸收塔2的物料入口的脂肪酸甲酯和来自物料补充入口21的物料(脂肪酸甲酯及其氯代物)进入吸收塔2混合后通过溢流排出，通过吸收塔2的物料出口进入一级反应塔3的物料入口；
(3)来自一级反应塔3的物料入口的脂肪酸甲酯和来自第一进气口31的氯化氢尾气进入一级反应塔3，在三氯化铝催化剂和40℃条件下，脂肪酸甲酯和氯化氢进行加成反应，根据取样测定比重来判断物料反应程度，生成的氯代脂肪酸甲酯通过一级反应塔3的物料出口进入二级反应塔4的物料入口，且尾气通过第一出气口32进入油酸分离器6的第三进气口61；
(4)纯度大于99.8％、含水低于0.01％的液氯经过液氯汽化器在0.20MPa条件下被121℃的蒸汽加热得到汽化氯气进入二级反应塔4的第二进气口41；
(5)来自二级反应塔4的物料入口的氯代脂肪酸甲酯和来自第二进气口41的汽化氯气进入二级反应塔4，在光催化(波长为300nm的紫外催化灯照射)和90℃条件下，氯代脂肪酸甲酯和氯气进行取代反应，根据取样测定比重来判断物料反应程度，生成的氯代脂肪酸甲酯通过二级反应塔4的物料出口进入脱气塔5的物料入口，生成的尾气中氯化氢含量为99.5wt％，该尾气通过第二出气口42排出后进入第一进气口31；
(6)来自脱气塔5的物料入口的氯代脂肪酸甲酯进入脱气塔5，使用流量为10m3/h的压缩空气对物料进行吹脱2h使其中的气体逸出，得到所需的氯代脂肪酸甲酯，脱气完毕的氯代脂肪酸甲酯添加亚磷酸三苯酯后输送至储罐，且尾气通过第三出气口51进入油酸分离器6的第三进气口61；
(7)来自油酸分离器6的第三进气口61的尾气进入油酸分离器6，油酸分离器初步除去尾气中的液滴，得到气相组分和液相组分，气相组分通过第四出气口62进入深冷冷却器7的第四进气口71，液相组分通过第一出液口63进入吸收塔2的物料补充入口21；
(8)来自深冷冷却器7的第四进气口71的气相组分进入深冷冷却器7，深冷冷却器7对其进行冷却，将大部分脂肪酸甲酯及其氯代物从气相冷却为液相，通过第五出气口72进入油雾捕捉器8的第五进气口81；
(9)来自油雾捕捉器8的第五进气口81的物料进入油雾捕捉器8，油雾捕捉器8继续除去脂肪酸甲酯及其氯代物，得到气相组分和液相组分，气相组分通过第六出气口82进入纯水降膜吸收塔9的第六进气口91，液相组分通过第二出液口83进入吸收塔2的物料补充入口21；
(10)来自纯水降膜吸收塔9的第六进气口91的气相组分进入纯水降膜吸收塔9，气相组分主要为氯化氢和微量氯气，经纯水初步吸收后通过第七出气口92进入NaOH吸收槽10的第七进气口101，并得到副产物盐酸；
(11)来自NaOH吸收槽10的第七进气口101的剩余气相组分进入NaOH吸收槽10，最终由NaOH溶液吸收。
最终得到的氯代脂肪酸甲酯与实施例1大致相同。
实施例4：
与实施例1的不同之处在于：步骤(6)中使用氮气替代压缩空气进行脱气。
最终得到的氯代脂肪酸甲酯含氯量为25％，碘值为10.5，色号为45，且不同批次质量较为稳定，留样1周内色号无明显上升。
实施例5：
与实施例4的不同之处在于：开始反应前用氮气置换体系内空气。
最终得到的氯代脂肪酸甲酯含氯量为25％，碘值为10.5，色号为40，且不同批次质量较为稳定，留样1周内色号无明显上升。
比较例1：
与实施例1的不同之处在于：生产装置包含吸收釜、反应釜、脱气釜以及配套的换热器、尾气吸收装置等。只有一个反应容器，通过改变釜内反应条件来满足反应不同阶段的要求，生产方式为间歇生产，在脱气阶段未添加稳定剂。
最终得到的几批氯代脂肪酸甲酯质量不够稳定，含氯量在24～27％，碘值在8～12，色号在40～50间浮动，留样1周内色号上升10～20。
比较例2：
与比较例1的不同之处在于：脱气阶段添加稳定剂。
最终得到的几批氯代脂肪酸甲酯质量还不够稳定，含氯量在24～27％，碘值在8～12，色号在42～50间浮动，留样1周内色号无明显变化。
比较例3：
与比较例2的不同之处在于：脱气阶段使用氮气替代压缩空气进行脱气。
最终得到的几批氯代脂肪酸甲酯质量依然不够稳定，含氯量在24～27％，碘值在8～12，色号在40～45间浮动，留样1周内无明显变化。
比较例4：
与实施例1的不同之处在于：氯气依次经过一级反应塔3和二级反应塔4与脂肪酸甲酯发生加成和取代反应，从二级反应塔4出来的尾气进入吸收塔2后再作后续处理。
最终得到的几批氯代脂肪酸甲酯质量仍不够稳定，含氯量在24～27％，碘值在8～12，色号在40～50间浮动，留样一周后色号上升10～20。
从上述数据可以看出：
(1)对比实施例4和实施例1、比较例3和比较例2可以看出，采用氮气对产物进行脱气，可以进一步降低其色号；
(2)对比实施例5和实施例4可以看出，对反应体系进行氮气置换，可以进一步降低其色号；
(3)对比比较例1和实施例1可以看出，采用间歇生产不能保证产品质量稳定；
(4)对比比较例2和比较例1可以看出，使用稳定剂可以使产品色号在一定时间内保持稳定；
(5)对比比较例4和实施例1可以看出，采用氯化氢和脂肪酸甲酯加成的工艺相比氯气与脂肪酸甲酯加成的工艺更有利于产品色号在一定时间内保持稳定。

Claims (10)

1.一种氯代脂肪酸甲酯的连续生产装置，其特征在于：包括有
原料储罐(1)，用于储存脂肪酸甲酯；
一级反应塔(3)，内部具有催化剂，其物料入口连通所述原料储罐(1)的物料出口，具有供氯化氢尾气通入的第一进气口(31)以及供尾气排出的第一出气口(32)，主要用于供脂肪酸甲酯和氯化氢进行加成反应；
二级反应塔(4)，其物料入口连通所述一级反应塔(3)的物料出口，具有供汽化氯气通入的第二进气口(41)以及供氯化氢尾气排出的第二出气口(42)，主要用于供氯代脂肪酸甲酯和氯气进行取代反应，所述的第二出气口(42)连通所述一级反应塔(3)的第一进气口(31)；
脱气塔(5)，其物料入口连通所述二级反应塔(4)的物料出口，具有供尾气排出的第三出气口(51)，能通过压缩空气对物料进行吹脱以使气体逸出得到所需的氯代脂肪酸甲酯。
2.根据权利要求1所述的连续生产装置，其特征在于：还包括有尾气处理装置，该尾气处理装置连通所述一级反应塔(3)的第一出气口(32)以及所述脱气塔(5)的第三出气口(51)。
3.根据权利要求2所述的连续生产装置，其特征在于：所述的尾气处理装置包括有依次相连接的除油单元和吸收单元，所述的除油单元用于冷却并回收尾气中的脂肪酸甲酯及其氯代物，所述的吸收单元用于吸收残余的氯化氢和微量氯气。
4.根据权利要求3所述的连续生产装置，其特征在于：所述的除油单元包括有依次相连接的油酸分离器(6)、深冷冷却器(7)和油雾捕捉器(8)；
所述的油酸分离器(6)具有第三进气口(61)、第四出气口(62)和第一出液口(63)，所述油酸分离器(6)的第三进气口(61)连通所述一级反应塔(3)的第一出气口(32)以及所述脱气塔(5)的第三出气口(51)；
所述的深冷冷却器(7)具有第四进气口(71)和第五出气口(72)，所述深冷冷却器(7)的第四进气口(71)连通所述油酸分离器(6)的第四出气口(62)；
所述的油雾捕捉器(8)具有第五进气口(81)、第六出气口(82)和第二出液口(83)，所述油雾捕捉器(8)的第五进气口(81)连通所述深冷冷却器(7)的第五出气口(72)。
5.根据权利要求4所述的连续生产装置，其特征在于：所述的吸收单元包括有相连接的纯水降膜吸收塔(9)和NaOH吸收槽(10)；
所述的纯水降膜吸收塔(9)具有第六进气口(91)和第七出气口(92)，所述纯水降膜吸收塔(9)的第六进气口(91)连通所述油雾捕捉器(8)的第六出气口(82)；
所述的NaOH吸收槽(10)具有第七进气口(101)，该第七进气口(101)连通所述纯水降膜吸收塔(9)的第七出气口(92)。
6.根据权利要求4所述的连续生产装置，其特征在于：还包括有设于所述原料储罐(1)的物料出口和所述一级反应塔(3)的物料入口之间的吸收塔(2)，该吸收塔(2)具有物料补充入口(21)，该物料补充入口(21)连通所述油酸分离器(6)的第一出液口(63)和所述油雾捕捉器(8)的第二出液口(83)。
7.一种应用有权利要求书1至6中任一权利要求所述的连续生产装置的氯代脂肪酸甲酯的连续生产工艺，包括有以下步骤：
第一步，脂肪酸甲酯通过原料储罐(1)中的物料出口进入一级反应塔(3)的物料入口；
第二步，来自一级反应塔(3)的物料入口的脂肪酸甲酯和来自第一进气口(31)的氯化氢尾气进入一级反应塔(3)，在催化剂和40～60℃条件下，脂肪酸甲酯和氯化氢进行加成反应，生成的氯代脂肪酸甲酯通过一级反应塔(3)的物料出口进入二级反应塔(4)的物料入口，且尾气通过第一出气口(32)排出；
第三步，来自二级反应塔(4)的物料入口的氯代脂肪酸甲酯和来自第二进气口(41)的汽化氯气进入二级反应塔(4)，在光催化和80～100℃条件下，氯代脂肪酸甲酯和氯气进行取代反应，生成的氯代脂肪酸甲酯通过二级反应塔(4)的物料出口进入脱气塔(5)的物料入口，且尾气通过第二出气口(42)排出后进入第一进气口(31)；
第四步，来自脱气塔(5)的物料入口的氯代脂肪酸甲酯进入脱气塔(5)，使用压缩空气对物料进行吹脱使其中的气体逸出，得到所需的氯代脂肪酸甲酯，且尾气通过第三出气口(51)排出。
8.根据权利要求7所述的连续生产工艺，其特征在于：第三步中所述汽化氯气由液氯经过液氯汽化器被蒸汽加热得到，汽化压力为0.18～0.20MPa，蒸汽温度为115～121℃。
9.根据权利要求7所述的连续生产工艺，其特征在于：第四步中得到的所述氯代脂肪酸甲酯添加稳定剂后输送至储罐，所述的稳定剂为乙二醇缩水甘油醚、环氧大豆油、亚磷酸三苯酯、烷基锡中的至少一种。
10.根据权利要求7所述的连续生产工艺，其特征在于：第一步中脂肪酸甲酯的碘值≤30，色号为20～30，第三步中所述尾气中氯化氢含量不低于99.3wt％。
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