CN115253348B - 一种浸出系统混合油的蒸发装置及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及粮油深加工技术领域，具体涉及一种浸出系统混合油的蒸发装置及工艺。蒸发装置包括第一预热器、升膜蒸发器、降膜蒸发器和汽提塔，第一预热器管程出口与升膜蒸发器管程进口连通，升膜蒸发器管程出口与一蒸闪发箱连通，一蒸闪发箱混合油出口与暂存罐连通；暂存罐与第三预热器壳程进口连通，第三预热器壳程出口与降膜蒸发器管程进口连通，降膜蒸发器管程出口与二蒸闪发箱连通，二蒸闪发箱混合油出口与降膜蒸发器下筒体连通，二蒸闪发箱蒸汽出口与升膜蒸发器壳程进口连通；降膜蒸发器下筒体与汽提塔连通，汽提塔毛油出口与第三预热器管程进口连通，汽提塔二次蒸汽出口与第一预热器壳程进口连通。本发明充分利用余热，具有节能、稳定的特点。

Description

一种浸出系统混合油的蒸发装置及工艺
技术领域
本发明涉及粮油深加工技术领域，具体涉及一种浸出系统混合油的蒸发装置及工艺。
背景技术
传统浸出系统混合油的蒸发工艺按照蒸发压力一般分为两种：常压蒸发和负压蒸发，常压蒸发是指一蒸、二蒸及汽提塔均是在常压状态下蒸发混合油中的溶剂；负压蒸发是指一蒸、二蒸及汽提塔是在负压状态下蒸发混合油中的溶剂。传统的蒸发工艺中，蒸发器结构选型一般分为两种，主流选型为一蒸、二蒸全部为升膜蒸发器，升膜蒸发器原理是在蒸发器列管中，由蒸发的汽体带动混合油上升，进入下一级蒸发或汽提塔，因混合油的浓度波动或蒸发热源的波动，会造成混合油的流量不稳定，从而造成蒸发过程温度不稳定，尤其是因一蒸出口混合油浓度及流量波动，会造成二蒸的蒸发温度及流量不稳定，从而造成最终毛油的残溶不稳定。还有一种选型为一蒸为降膜蒸发器，二蒸为升膜蒸发器，同样存在以上问题，因一蒸出口混合油浓度及流量波动，会造成二蒸的蒸发温度及流量不稳定，从而造成最终毛油的残溶不稳定。
浸出系统混合油常压蒸发，一蒸、二蒸及汽提塔均在常压状态下蒸发，因常压下溶剂的沸点温度高，不容易蒸发，无法利用其它系统蒸发的二次蒸汽作为热源，只能利用蒸汽作为蒸发热源，蒸汽消耗大，同时，因一蒸及二蒸蒸发压力相同或相近，使溶剂的蒸发沸点形同或相近，蒸发的二次蒸汽也不能相互利用，无法形成双效蒸发；常压蒸发因溶剂沸点高，最终汽提塔出毛油温度相同的情况下，毛油残溶高，一般大于150ppm；常压蒸发因蒸汽消耗大，毛油残溶高，已逐步被淘汰。
浸出系统混合油负压蒸发，一蒸、二蒸及汽提塔均在负压状态下蒸发，一般一蒸、二蒸真空度相同，真空度为-0.03～-0.05MPa，汽提塔真空度为-0.05～-0.07MPa，一蒸、二蒸采用一个真空泵，汽提塔采用一个真空泵，真空泵一般采用蒸汽喷射泵，因负压状态下溶剂沸点降低，所以蒸发系统可以利用其它系统的二次蒸汽作为蒸发热源，一般一蒸的热源为蒸脱系统的二次蒸汽及蒸发系统蒸汽喷射泵的蒸汽，二蒸的蒸发热源为蒸汽，一蒸及二蒸的二次蒸汽无法相互利用形成双效蒸发，都直接进入冷凝器冷凝；汽提塔的二次蒸汽一般也没有利用。负压蒸发相对于常压蒸发，蒸汽消耗低，毛油残溶低，是现在浸出系统蒸发的主流工艺，但因蒸发的二次蒸汽没有充分利用，此工艺仍然不是节能型工艺。
针对现在浸出系统混合油蒸发工艺存在的问题，研究一种新型蒸发工艺，实现蒸发的二次蒸汽相互利用，形成双效蒸发，又能充分利用汽提塔的二次蒸汽，降低蒸汽消耗；同时，解决蒸发过程流量不稳定的问题，是各研究人员共同追求的目标。
发明内容
针对传统的常压蒸发或负压蒸发工艺，因各蒸发器都是在同一压力环境中蒸发，溶剂沸点相同或相差不大，无法做到蒸发的二次蒸汽相互利用，形成双效蒸发及汽提塔的二次蒸汽没有利用的技术问题，本发明提供一种浸出系统混合油的蒸发装置及工艺，一蒸、二蒸可形成双效蒸发，充分利用汽提塔的二次蒸汽及毛油热量，具有节能、稳定的特点。
第一方面，本发明提供一种浸出系统混合油的蒸发装置，包括第一预热器、升膜蒸发器、降膜蒸发器和汽提塔，第一预热器的管程出口与升膜蒸发器的管程进口连通，升膜蒸发器的管程出口与一蒸闪发箱连通，一蒸闪发箱的混合油出口与暂存罐连通；
暂存罐通过二蒸喂料泵与第三预热器的壳程进口连通，第三预热器的壳程出口与降膜蒸发器的管程进口连通，降膜蒸发器的管程出口与二蒸闪发箱连通，二蒸闪发箱的混合油出口与降膜蒸发器的下筒体连通，二蒸闪发箱的蒸汽出口与升膜蒸发器的壳程进口连通；
降膜蒸发器的下筒体通过汽提喂料泵与汽提塔连通，汽提塔的毛油出口与第三预热器的管程进口连通，汽提塔的二次蒸汽出口与第一预热器的壳程进口连通。
进一步的，还包括设置在第一预热器与升膜蒸发器之间的第二预热器，第二预热器的管程分别与第一预热器的管程出口和升膜蒸发器的管程进口连通。
进一步的，还包括溶剂罐、混合气体冷凝器、一蒸冷凝器和尾气吸收系统，升膜蒸发器的壳程出口分别与溶剂罐、混合气体冷凝器连通，混合气体冷凝器的液体出口与溶剂罐连通，混合气体冷凝器的不凝气出口与尾气吸收系统连通；一蒸闪发箱的蒸汽出口与一蒸冷凝器连通，一蒸冷凝器的液体出口与溶剂罐连通，一蒸冷凝器的不凝气出口与尾气吸收系统连通。
进一步的，还包括预热冷凝器，第一预热器的壳程出口与预热冷凝器连通，预热冷凝器的不凝气出口与尾气吸收系统连通。
第二方面，本发明提供一种浸出系统混合油的蒸发工艺，包括如下步骤：
(1)浸出系统混合油经过第一预热器，利用汽提塔蒸发的二次蒸汽预热混合油；
(2)混合油进入升膜蒸发器进行一蒸，一蒸为负压蒸发，一蒸热源包括二蒸蒸发产生的二次蒸汽，经过一蒸的混合油进入一蒸闪发箱分离，混合油进入暂存罐；
(3)上述步骤(2)暂存罐中的混合油定量进入第三预热器，与汽提塔出口的高温毛油进行换热，升温后的混合油进入降膜蒸发器进行二蒸，二蒸为常压蒸发，蒸发后的混合油进入二蒸闪发箱分离，混合油进入降膜蒸发器的下筒体暂存，蒸发的二次蒸汽进入升膜蒸发器壳程加热混合油；
(4)降膜蒸发器的下筒体暂存的混合油定量输送到汽提塔，在负压环境中进行直接蒸汽脱残溶，脱溶后的毛油经过第三预热器与二蒸前的混合油换热降温后输送到室外，汽提塔的二次蒸汽经过第一预热器加热混合油。
进一步的，步骤(1)的浸出系统混合油是指大豆、花生、菜籽或棉籽的浸出系统混合油，包括植物油和正己烷，浸出系统混合油的蒸发即指通过加热将混合油中的正己烷蒸发脱除。
进一步的，步骤(1)还包括经第一预热器预热后的混合油进入第二预热器，通过蒸汽加热调节温度，优选的，混合油调节后温度为60～70℃。
进一步的，步骤(2)的一蒸热源还包括植物油生产中蒸脱系统的二次蒸汽。
进一步的，步骤(2)的升膜蒸发器的真空度为-0.04～-0.06MPa，一蒸闪发箱出油温度为65～75℃；
步骤(3)的二蒸闪发箱出油温度为110～120℃；
步骤(4)的汽提塔的真空度为-0.07～-0.085MPa，毛油温度为120～125℃。
进一步的，对步骤(2)一蒸闪发箱分离的蒸发气体、步骤(3)在升膜蒸发器中加热混合油后的剩余气体和/或步骤(4)在第一预热器中加热混合油后的剩余气体进行冷凝，对冷凝后的不凝气体进行尾气吸收。
进一步的，步骤(3)二蒸混合油进量及步骤(4)汽提塔混合油进量均根据设备的混合油恒定液位控制。
本发明的有益效果在于：
本发明采用汽提塔二次蒸汽及汽提塔出口的高温毛油预热混合油，一蒸为升膜蒸发器，负压蒸发，热源包括二蒸的二次蒸汽，二蒸为降膜蒸发器，常压蒸发，混合油从上向下自然流下，不受蒸发汽体量波动的影响，各流量稳定，一蒸及二蒸形成双效蒸发；整个蒸发系统充分利用余热，节省蒸汽，同时，整体流量及温度控制稳定，毛油残溶稳定，能够降低蒸汽消耗，并保证蒸发过程混合油流量稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是实施例1蒸发装置的结构示意图。
图中，1-第一预热器，2-第二预热器，3-升膜蒸发器，4-降膜蒸发器，5-汽提塔，6-预热冷凝器，7-混合气体冷凝器，8-一蒸冷凝器，9-一蒸闪发箱，10-暂存罐，11-二蒸喂料泵，12-第三预热器，13-二蒸闪发箱，14-下筒体，15-汽提喂料泵，16-汽提抽出泵，17-蒸汽过热器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种浸出系统混合油的蒸发装置，包括第一预热器1、第二预热器2、升膜蒸发器3、降膜蒸发器4、汽提塔5、预热冷凝器6、溶剂罐、混合气体冷凝器7、一蒸冷凝器8和尾气吸收系统，第一预热器1的壳程出口与预热冷凝器6连通，预热冷凝器6的不凝气出口与尾气吸收系统连通，第一预热器1的管程出口与第二预热器2的管程进口连通，第二预热器2的管程出口与升膜蒸发器3的管程进口连通，升膜蒸发器3的管程出口与一蒸闪发箱9连通，一蒸闪发箱9的混合油出口与暂存罐10连通，升膜蒸发器3的壳程出口分别与溶剂罐、混合气体冷凝器7连通，混合气体冷凝器7的液体出口与溶剂罐连通，混合气体冷凝器7的不凝气出口与尾气吸收系统连通；一蒸闪发箱9的蒸汽出口与一蒸冷凝器8连通，一蒸冷凝器8的液体出口与溶剂罐连通，一蒸冷凝器8的不凝气出口与尾气吸收系统连通；
暂存罐10通过二蒸喂料泵11与第三预热器12的壳程进口连通，第三预热器12的壳程出口与降膜蒸发器4的管程进口连通，降膜蒸发器4的管程出口与二蒸闪发箱13连通，二蒸闪发箱13的混合油出口与降膜蒸发器4的下筒体14连通，二蒸闪发箱13的蒸汽出口与升膜蒸发器3的壳程进口连通；
降膜蒸发器4的下筒体14通过汽提喂料泵15与汽提塔5连通，汽提塔5的毛油出口通过汽提抽出泵16与第三预热器12的管程进口连通，汽提塔5的二次蒸汽出口与第一预热器1的壳程进口连通。
实施例2
采用实施例1的蒸发装置对浸出系统混合油进行蒸发处理，具体步骤如下：
(1)由浸出系统定量输送的混合油(35～45℃)进入第一预热器1的管程，来自汽提塔5蒸发的二次蒸汽(120～125℃)进入第一预热器1的壳程，利用二次蒸汽加热混合油，加热后混合油温度升高10～15℃，进入第二预热器2，再利用蒸汽加热使混合油温度升高到65℃。
(2)调节升膜蒸发器3的水环真空泵的冷却水流量及进口阀门，使升膜蒸发器3的真空度为-0.05MPa，步骤(1)加热到65℃的混合油进入升膜蒸发器3管程，进行负压蒸发，升膜蒸发器3壳程热源为蒸脱系统的二次蒸汽及降膜蒸发器4蒸发的二次蒸汽，大约75％的二次蒸汽经过加热混合油后在升膜蒸发器3壳程内冷凝成液体，进入溶剂罐，剩余混合汽体进入混合汽体冷凝器再次冷凝，冷凝后液体进入溶剂罐，冷凝后不凝气体进入尾气吸收系统；经过升膜蒸发器3负压蒸发的混合油进入一蒸闪发箱9分离，混合油进入暂存罐10，混合油温度为75℃左右，蒸发汽体进入一蒸冷凝器8冷凝，冷凝后的溶剂进入溶剂罐，冷凝后不凝气体通过一蒸水环真空泵进入尾气吸收系统。
(3)设定暂存罐10的混合油液位高度为50％，根据液位高低控制二蒸喂料泵11的频率，把混合油定量输送到第三预热器12的壳程，来自汽提塔5毛油出口的高温毛油进入第三预热器12管程，与壳程中的混合油进行换热，升温后的混合油进入降膜蒸发器4，进行常压蒸发，混合油进入二蒸闪发箱13分离，混合油进入降膜蒸发器4的下筒体14暂存，蒸发的二次蒸汽进入升膜蒸发器3壳程加热混合油；降膜蒸发器4热源为蒸汽，根据二蒸闪发箱13出口的混合油温度，控制蒸汽阀门的开度，使混合油温度为115℃。
(4)调节汽提塔5的水环真空泵的冷却水流量及进口阀门，使汽提塔5的真空度为-0.08MPa；设定降膜蒸发器4的下筒体14的混合油液位高度为50％，根据液位高低控制汽提喂料泵15出口的自控阀门开度，把混合油定量输送到汽提塔5，同时开启蒸汽阀门使直接蒸汽进入蒸汽过热器17，直接蒸汽经过加热后进入汽提塔5，混合油在负压环境中进行直接蒸汽脱残溶，根据汽提塔5毛油出口的毛油温度，控制直接蒸汽的压力，使毛油温度为125℃，设定汽提塔5底部毛油液位高度为50％，根据液位高度控制汽提抽出泵16出口的自控阀门开度，把脱溶后的毛油定量输送到第三预热器12，与二蒸前的混合油换热降温后输送到室外，汽提塔5的二次蒸汽经过第一预热器1加热混合油后进入冷凝器，冷凝后不凝气体通过汽提水环真空泵进入尾气吸收系统。
实施例3
采用实施例1的蒸发装置对浸出系统混合油进行蒸发处理，具体步骤如下：
(1)由浸出系统定量输送的混合油(35～45℃)进入第一预热器1的管程，来自汽提塔5蒸发的二次蒸汽(120～125℃)进入第一预热器1的壳程，利用二次蒸汽加热混合油，加热后混合油温度升高10～15℃，进入第二预热器2，再利用蒸汽加热使混合油温度升高到60℃。
(2)调节升膜蒸发器3的水环真空泵的冷却水流量及进口阀门，使升膜蒸发器3的真空度为-0.06MPa，步骤(1)加热到60℃的混合油进入升膜蒸发器3管程，进行负压蒸发，升膜蒸发器3壳程热源为蒸脱系统的二次蒸汽及降膜蒸发器4蒸发的二次蒸汽，大约75％的二次蒸汽经过加热混合油后在升膜蒸发器3壳程内冷凝成液体，进入溶剂罐，剩余混合汽体进入混合汽体冷凝器再次冷凝，冷凝后液体进入溶剂罐，冷凝后不凝气体进入尾气吸收系统；经过升膜蒸发器3负压蒸发的混合油进入一蒸闪发箱9分离，混合油进入暂存罐10，混合油温度为70℃左右，蒸发汽体进入一蒸冷凝器8冷凝，冷凝后的溶剂进入溶剂罐，冷凝后不凝气体通过一蒸水环真空泵进入尾气吸收系统。
(3)设定暂存罐10的混合油液位高度为60％，根据液位高低控制二蒸喂料泵11的频率，把混合油定量输送到第三预热器12的壳程，来自汽提塔5毛油出口的高温毛油进入第三预热器12管程，与壳程中的混合油进行换热，升温后的混合油进入降膜蒸发器4，进行常压蒸发，混合油进入二蒸闪发箱13分离，混合油进入降膜蒸发器4的下筒体14暂存，蒸发的二次蒸汽进入升膜蒸发器3壳程加热混合油；降膜蒸发器4热源为蒸汽，根据二蒸闪发箱13出口的混合油温度，控制蒸汽阀门的开度，使混合油温度为110℃。
(4)调节汽提塔5的水环真空泵的冷却水流量及进口阀门，使汽提塔5的真空度为-0.085MPa；设定降膜蒸发器4的下筒体14的混合油液位高度为60％，根据液位高低控制汽提喂料泵15出口的自控阀门开度，把混合油定量输送到汽提塔5，同时开启蒸汽阀门使直接蒸汽进入蒸汽过热器17，直接蒸汽经过加热后进入汽提塔5，混合油在负压环境中进行直接蒸汽脱残溶，根据汽提塔5毛油出口的毛油温度，控制直接蒸汽的压力，使毛油温度为120℃，设定汽提塔5底部毛油液位高度为50％，根据液位高度控制汽提抽出泵16出口的自控阀门开度，把脱溶后的毛油定量输送到第三预热器12，与二蒸前的混合油换热降温后输送到室外，汽提塔5的二次蒸汽经过第一预热器1加热混合油后进入冷凝器，冷凝后不凝气体通过汽提水环真空泵进入尾气吸收系统。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种浸出系统混合油的蒸发装置，其特征在于，包括第一预热器、升膜蒸发器、降膜蒸发器和汽提塔，第一预热器的管程出口与升膜蒸发器的管程进口连通，升膜蒸发器的管程出口与一蒸闪发箱连通，一蒸闪发箱的混合油出口与暂存罐连通；
暂存罐通过二蒸喂料泵与第三预热器的壳程进口连通，第三预热器的壳程出口与降膜蒸发器的管程进口连通，降膜蒸发器的管程出口与二蒸闪发箱连通，二蒸闪发箱的混合油出口与降膜蒸发器的下筒体连通，二蒸闪发箱的蒸汽出口与升膜蒸发器的壳程进口连通；
降膜蒸发器的下筒体通过汽提喂料泵与汽提塔连通，汽提塔的毛油出口与第三预热器的管程进口连通，汽提塔的二次蒸汽出口与第一预热器的壳程进口连通。
2.如权利要求1所述的蒸发装置，其特征在于，还包括设置在第一预热器与升膜蒸发器之间的第二预热器，第二预热器的管程分别与第一预热器的管程出口和升膜蒸发器的管程进口连通。
3.如权利要求1所述的蒸发装置，其特征在于，还包括溶剂罐、混合气体冷凝器、一蒸冷凝器和尾气吸收系统，升膜蒸发器的壳程出口分别与溶剂罐、混合气体冷凝器连通，混合气体冷凝器的液体出口与溶剂罐连通，混合气体冷凝器的不凝气出口与尾气吸收系统连通；一蒸闪发箱的蒸汽出口与一蒸冷凝器连通，一蒸冷凝器的液体出口与溶剂罐连通，一蒸冷凝器的不凝气出口与尾气吸收系统连通。
4.如权利要求3所述的蒸发装置，其特征在于，还包括预热冷凝器，第一预热器的壳程出口与预热冷凝器连通，预热冷凝器的不凝气出口与尾气吸收系统连通。
5.一种浸出系统混合油的蒸发工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)浸出系统混合油经过第一预热器，利用汽提塔蒸发的二次蒸汽预热混合油；
(2)混合油进入升膜蒸发器进行一蒸，一蒸为负压蒸发，一蒸热源包括二蒸蒸发产生的二次蒸汽，经过一蒸的混合油进入一蒸闪发箱分离，混合油进入暂存罐；
(3)上述步骤(2)暂存罐中的混合油定量进入第三预热器，与汽提塔出口的高温毛油进行换热，升温后的混合油进入降膜蒸发器进行二蒸，二蒸为常压蒸发，蒸发后的混合油进入二蒸闪发箱分离，混合油进入降膜蒸发器的下筒体暂存，蒸发的二次蒸汽进入升膜蒸发器壳程加热混合油；
(4)降膜蒸发器的下筒体暂存的混合油定量输送到汽提塔，在负压环境中进行直接蒸汽脱残溶，脱溶后的毛油经过第三预热器与二蒸前的混合油换热降温后输送到室外，汽提塔的二次蒸汽经过第一预热器加热混合油。
6.如权利要求5所述的蒸发工艺，其特征在于，步骤(1)的浸出系统混合油是指大豆、花生、菜籽或棉籽的浸出系统混合油。
7.如权利要求5所述的蒸发工艺，其特征在于，步骤(1)还包括经第一预热器预热后的混合油进入第二预热器，通过蒸汽加热调节温度。
8.如权利要求5所述的蒸发工艺，其特征在于，步骤(2)的一蒸热源还包括植物油生产中蒸脱系统的二次蒸汽。
9.如权利要求5所述的蒸发工艺，其特征在于，步骤(2)的升膜蒸发器的真空度为-0.04～-0.06MPa，一蒸闪发箱出油温度为65～75℃；
步骤(3)的二蒸闪发箱出油温度为110～120℃；
步骤(4)的汽提塔的真空度为-0.07～-0.085MPa，毛油温度为120～125℃。
10.如权利要求5所述的蒸发工艺，其特征在于，对步骤(2)一蒸闪发箱分离的蒸发气体、步骤(3)在升膜蒸发器中加热混合油后的剩余气体和/或步骤(4)在第一预热器中加热混合油后的剩余气体进行冷凝，对冷凝后的不凝气体进行尾气吸收。
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