SU1726501A1 - Установка дл извлечени жирных кислот из соапстока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оборудованию дл  масложировой промышленности и может быть использовано при извлечении жирных кислот из соапстока с помощью реакции с серной кислотой. Цель - сокращение энергозатрат при ликвидации вредных выбросов в окружающую среду. Установка оснащена конденсатором вторичных паров (К), емкостью дл  сбора конденсата и выходным фильтром тонкой очистки. К состоит из вертикальной трубы (Т), нижн   часть которой имеет фильтр-барботер и соединена через рециркул ционный насос, кожухот- рубный холодильник и эжектор с верхней частью. Кроме того верхн   часть сообщена с выходом змеевикового холодильника , Т з.п. ф-лы, 1 ил. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к технике извлечени  жиров, жирных кислот или жирных масел из соапстока и предназначено преимущественно дл  извлечени  жирных кислот из соапстока с помощью химической реакции с серной кислотой; может быть использовано также дл  очистки сильно окрашенных масел, темных сортов технических животных жиров, содержащих повышенное количество минеральных солей, путем химической реакции с серной кислотой и может найти применение в химической, мыловаренной и смежных с ними отрасл х промышленности .

Известна установка дл  извлечений жирных кислот из соапстока в непрерывном потоке системы Альфа Л аваль, состо ща  из системы подачи соапстока, системы подачи кислоты, смесител  эжекционного типа,.реактора , раздел ющего сепаратора, приемника дл  жирных кислот и нейтрального

жира и промежуточной коробки дл  подкисленной воды:

Основным недостатком данной установки  вл етс  ее сложность в эксплуатации . Указанный недостаток обусловлен тем, что в насто щее врем  в химической промышленности отсутствуют высокоскоростные методы и устройства дл  определени  степени разложени  соапстока (средн   длительность анализа составл ет 3-4 ч), поэтому не представл етс  возможным оперативно вмешиватьс  в ход процесса при отклонении его от нормального режима, что очень часто имеет место из-за большого разброса физико-химических свойств исходного продукта. В св зи с этим установки непрерывного разложени  соапстока не нашли широкого применени  в мыловаренной промышленности.

Другими недостатками установки  вл ютс  быстрый выход из стро  эжекционного смесител  и невысока  интенсивность проLO

С

Kj к

iOs

;СЛ iO

текани  реакции разложени  соапстока в реакторе. Данные недостатки обусловлены тем, что при высоких скорост х движени  реагирующих компонентов происходит разрушение защитной пленки на поверхности металла и интенсивность коррозии возрастает . Отсутствие перемешивани  реакционной массы не обеспечивает непрерывного обновлени  поверхностей взаимодействующих компонентов, что в итоге снижает интенсивность взаимодействи  соапстока с кислотой.

Известна установка дл  извлечени  жирных кислот из соапстока, содержаща  цилиндрический реактор с коническим дном, крышкой и выт жной трубой дл  отвода вторичных паров. Нагрев и перемешивание соапстока осуществл ютс  острым парим, подаваемым через перфорированный кольцевой змеевик. Дл  подачи кислоты и промывной воды под крышкой помещаетс  кольцевой душ. Аппарат снабжен штуцерами дл  подачи соапстока и отвода продуктов реакции. Выт жна  труба сообщаетс  с узлом газоочистки, представл ющим собой центробежный скруббер. Скруббер содержит цилиндрический корпус , тангенциальный патрубок подвода газа , патрубок вывода газа, сливной патрубок с отвод щей трубкой и отражающие форсунка в верхней части корпуса.

Недостатками данной установки  вл ютс  низка  степень газоочистки, безвозвратные потери теплоты реакции и значительна  длительность процесса реагировани  кислоты с соапстоком.

Указанные недостатки обусловлены р дом причин. Центробежные скрубберы имеют низкую эффективность, вызванную неравномерным распределением-жидкости и газа по сечению аппарата, а также интенсивным продольным перемешиванием в обеих фазах. Некоторое увеличение интенсивности взаимодействи  фаз достигаетс  при повышении скорости газа и плотности орошени , но это обычно сопровождаетс  большим уносом жидкости газом. Дл  скрубберов также характерен большой рас ход адсорбирующей жидкости, в результате чего концентраци  улавливаемого вещества в сточной воде невелика. Это делает экономически нецелесообразным ее регенерацию и вызывает новую проблему очистки сточной воды.

Процесс взаимодействи  кислоты и соапстока - экзотермический. Выдел ющеес  при этом тепло вызывает выброс паров и тумана серной кислоты в атмосферу и тер етс  безвозвратно. При перемешивании реакционной массы острым паром происходит

частичное разбавление серной кислоты образующимс  конденсатом. Реакционна - способность кислоты при этом уменьшаетс , а длительность процесса возрастает.

Известна установка дл  извлечени 

жирных кислот из соапстока, выбранна  в качестве прототипа, включающа  вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и коническим днищем и укреплёнными в

0 нем один под другим смесителем и душем дл  подвода воды. В верхней части корпуса укреплен сепаратор, выполненный в виде змеевикового холодильника с каплеотбой- ным экраном. Установка снабжена также

5 патрубками подвода исходного сырь , реагента , хладоагента. воды и отвода готового продукта, конденсата, вторичных паров и хладоагента.

Недостатками данной установки  вл 0 ютс  большой расход охлаждающего агента дл  обеспечени  эффективной работы сепаратора и трудность полного улавливани  вредных выбросов в окружающую среду. Указанные недостатки обусловлены

5 следующими причинами. Змеевиковые теплообменники имеют низкую эффективность , вызванную малой площадью контакта фаз, осуществл емого через стенку . Некоторое увеличение интенсивности

0 взаимодействи  фаз достигаетс  при повышении перепада температуры за счет увеличени  расхода охлаждающего агента. Наличие инертного газа в системе также ухудшает услови  конденсации паров. Эти

5 недостатки затрудн ют полный улов вредных выбросов, что приводит к загр знению окружающей среды и перерасходу кислоты. Цель изобретени  - сокращение энергозатрат при ликвидации вредных выбросов

0 в окружающую среду.

Указанна  цель достигаетс  тем, что известна  установка дл  извлечени  жирных кислот из соапстока, включающа  вертикальный цилиндрический корпус с крышкой

5 и коническим днищем и укрепленными в нем один под другим смесителем и душем дл  подвода воды, сепаратор, укрепленный в верхней части корпуса, выполненный в виде змеевикового холодильника с каплеот0 бойным экраном, патрубки подвода исходного сырь , реагента, хладоагента, воды и отвода готового продукта, конденсата, вторичных паров и хладоагента,.снабжена конденсатором вторичных паров, емкостью дл 

5 сбора конденсата и выходным фильтром тонкой очистки, при этом конденсатор вторичных паров состоит из вертикальной трубы , в нижней части которой смонтирован фильтр-барботер, а верхн   часть соединена с выходом змеевикового холодильника и

имеет эжектор, кожухотрубного холодильника и рециркул ционного насоса, причем нагнетательный патрубок эжектора соединен с нижней частью фильтра-барботера через трубчатый холодильник и рециркул - ционный насос, а выходной фильтр тонкой очистки соединен с верхней частью фильтра-барботера . Кроме того, фильтрующие элементы выходного фильтра тонкой очистки выполнены из полипропилена, а фильт- рующие элементы фильтра-барботера - из фторопласта.

На чертеже представлена обща  схема установки.

Установка дл  извлечени  жирных кис- лот из соапстока содержит вертикальный стальной цилиндрический корпус 1 с коническим днищем 2, крышкой 3 и патрубок 4 отвода вторичных паров. Корпус подвешиваетс  на лапах 5. На крышке 3 установлены поплавковый уровнемер 6 и смотровой люк 7. Внутренн   поверхность корпуса и днища футеруютс  кислотостойкой диабазовой или керамической плиткой на кислотоупорном цементе. Дл  подачи промывной воды под крышкой помещен кольцевой душ 8. Дл  слива кислой воды и жирных кислот служит штуцер 9 дл  подачи соапстока и кислоты в мешатель, штуцера 10.

Смеситель имеет вид герметичного стального цилиндрического сосуда 11. Его внутренн   поверхность также футеруетс . В верхней части смесител  располагаютс  штуцера 12 подачи кислоты и соапстока, соединенные трубами 13 со штуцерами 10. В нижней части смесител  по периферии установлен завихритель 14, представл ющий собой восемь тангенциально расположенных патрубков-сопл. Дл  регистрации изменени  давлени  в смесителе служит монометр 15. Сепаратор установлен на патрубке 4 отвода вторичных паров, снабженном каплеотбойным экраном 16, и представл ет собой змеевиковый холодильник 17, размещенный в герметичной емко- сти 18. Емкость 18 снабжена патрубками 19 подвода и отвода охлаждающего агента и выполнена в виде двух коаксиально расположенных обечаек с глухими основани ми. Нижний конец змеевикового холодильника 17 сообщен с внутренней обечайкой ёмкости 18, расположенной соосно с патрубком 4 отвода вторичных паров и снабженной патрубком 20 слива конденсата. Верхний выходной конец змеевикового холодильни- ка 17 подсоединен к вертикальной трубе 21, в верхнюю часть которой соосно введен эжектор 22. Нижн   часть трубы 21. соединена с перфорированным диском 23,. на котором расположен фторопластовый фильтр

24 фильтра-барботера 25. Сборник конденсата сообщаетс  с окружающей средой через полипропиленовый рукавный фильтр 26 тонкой очистки. Рабочее сопло эжектора 22 соединено трубопроводом, снабженным центробежным рециркул ционным насосом 27 антикоррозионного исполнени  и холодильником 28, с фильтром-барботером 25.

Установка снабжена также емкостью 29 дл  сбора охлаждающего агента, сообщенной с последовательно соединенными холодильником 28 и рубашкой змеевикового холодильника, и емкостью 30 дл  сбора конденсата , сообщенной с патрубком 20 дл  слива конденсата из сепаратора и с фильтром-барботером 25.

Установка работает следующим образом .

Соапсток и серную кислоту(концентрацией 92-95%) подают в смеситель 11, где они смешиваютс  между собой (количество подаваемой кислоты составл ет 9-10% от массы соапстока). Процесс взаимодействи  соапстока и кислоты сопровождаетс  выделением большого количества тепла. Выдел ющеес  тепло расходуетс  на испарение воды, образующейс  в процессе химической реакции кислоты с соапстоком. В результате в смесителе создаетс  двухфазна  система (пар - реагирующие компоненты) и повышаетс  давление, регистрируемое по монбметру 15.

Образующа с  парожидкостна  смесь под давлением диспергируетс  через патрубки в радиальном направлении. Нар ду с радиальным течением реакционной массы в реакторе имеет место тангенциальное течение жидкости по концентрическим окружност м , параллельным основанию смесител ,

Наличие тангенциального и радиального течений массы в установке обеспечивает высокую эффективность и интенсивное перемешивание. Возникшие в процессе взаимодействи  пары серной кислоты поступают через патрубок 4 во внутреннюю обечайку емкости 18 и частично конденсируютс  на ее внутренней поверхности, охлаждаемой холодильным агентом (например, водой с Т 40-42°С). Во избежание попадани  образовавшегос  конденсата обратно в реактор патрубок 4 оснащен каплеотбойным экраном 16.

Несконденсировавшиес  пары поступают в змеевиковый холодильник 17 сепаратора . Образовавшийс , конденсат сливаетс  через штуцер 20. Из сепаратора несконденсировавшиес  пары откачиваютс  эжектором 22. Рабочей жидкостью в эжекторе 22 служит охлажденный в холодильнике 28 конденсат, который закачиваетс  насосом

27 из фильтра-барботера 25. В процессе эжектировани  пары конденсируютс  и адсорбируютс  капл ми рабочей жидкости в трубе 21. Конденсат по трубе 21 стекает в фильтр-барботер 25, где установлен на перфорированном диске 23 фторопластовый фильтр 24, Остатки несконденсировавшихс  паров барбатируют через слой конденсата , заполн ющего фторопластовый фильтр 24, полностью улавливаютс , а инертный газ, проход  через рукавный полипропиленовый фильтр 26 тонкой очистки, удал етс  в атмосферу.

Применение эжектора 22 позвол ет интенсивно откачивать инертные газы, отрицательно вли ющие на услови  конденсации паров в сепараторе, и несконденсировавшиес  пары из установки. Эжектор выступает также в качестве конденсатора смешени . В трубе 21 капли эжектируемой рабочей жидкости (охлажденный конденсат) абсорбируют пары.

Размещение нижнего конца трубы 21 ниже уровн  конденсата в фильтре-бар- ботере 25 обеспечивает необходимый гидрозатвор, преп тствующий выходу несконденсировавшихс  паров в атмосферу. Образующийс  в процессе улавливани  конденсат (слаба  разбавленна  серна  кислота) сливаетс  в емкость 30, откуда поступает на переработку, или используетс  в производстве. Использованный охлаждающий агент (вода) собираетс  в емкости 29 и используетс  в технических и хоз йственных цел х на производстве.

Проведение процесса извлечени  жирных кислот из соапстока без присутстви  инертного газа и использование.газоочистной системы предлагаемой конструкции позвол ет полностью ликвидировать вредные выбросы. Снижение количества потребл емого охлаждающего агента и использование 8 качестве абсорбирующей жидкости охлаждаемого конденсата позвол ет сократить энергозатраты. Получение конденсата с высокой концентрацией кислоты делает экономически целесообразным ее регенерацию и дальнейшее использование.

Процесс извлечени  жирных кислот из соапстока заканчиваетс  по достижении реакционной массой требуемого уровн  в аппарате , после чего подачу кислоты и соапстока прекращают и начинают отстаивание массы. Отсто вшиес  кислые воды сливают через жироловушку в общекомби- натовскую жироловушку. Дл  удалени  следов минеральной кислоты жирную массу промывают гор чей водой. Промытые жирные кислоты сливают в приемные резервуары .

Преимущества предлагаемой ус7ановки дл  извлечени  жирных кислот из соапстока иллюстрируютс  приведенным ниже конк- - ретным примером осуществлени . Пример. Технические характеристики

установки:

Объем корпуса реактора , м3 Объем смесите- 0 л , м3

Количество сопл-патрубков , шт.8 Диаметр выт жной трубы, м 0,35 5 Габариты сепаратора, м:

ширина0,7

высота0,7

Габариты змеевикового холодильника:

27

0,25

0

проходное сечение , м

0,0026 10

длина, м Длина эжекционной трубы, м5

Диаметр сопла5эжектора , м0,019

Габариты конденсатосборника, м: диаметр0,7

высота0,8

Длина холодильника, м4

0 Габариты рукавного фильтра, м:

диаметр0,6

высота .1

Количество рукавов, шт7

Насос центробежный, консольный типа К. 5 Технические параметры процесса извлечени  жирных кислот из соапстока. Длительность операции, мин: разложени  соапстока серной кислотой60

0 отсто 60

промывки60

сдива жирных кислот60

Дл  демонстрации технической эффективности предлагаемой установки анало- 5 гичные испытани  были проведены на установке-прототипе, выбранной в качестве базового объекта.

Результаты проведенных испытаний сведены в таблицу.

0 Из приведенной .таблицы видно, что применение предлагаемой установки позвол ет по сравнению с прототипом полностью ликвидировать вредные выбросы паров серной кислоты; полностью утилизи- 5 ровать и использовать охлаждающий агент - воду в производстве; сократить расход охлаждающего агента в 1,2-1,5 раза; полностью утилизировать конденсат (разбавленную серную кислоту) в производстве дл  вторичного использовани .

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Установка дл  извлечени  жирных кислот из соапстока, включающа  вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и коническим днищем и укрепленными в нем один под другим смесителем и душем дл  подвода воды, сепаратор, укрепленный в верхней части корпуса, выполненный в виде эмеевикового холодильника с каплеот- бойным экраном, патрубки подвода исходного сырь , реагента, хладоагента, воды и отвода готового продукта, конденсата, вторичных паров и хладоагента, отличаю- щ а   с   тем, что, с целью сокращени  энергозатрат при ликвидации вредных выбросов в окружающую среду, она снабжена конденсатором вторичных паров, емкостью дл  сбора конденсата и выходным фильтром

   тонкой очистки, при этом конденсатор вторичных паров состоит из вертикальной трубы , в нижней части которой смонтирован фильтр-барботер, а верхн   часть соединена с выходом змеевикового холодильника и имеет эжектор кожухотрубного холодильника и рециркул ционного насоса, причем нагнетательный патрубок эжектора соединен с нижней частью фильтра барботера через

   трубчатый холодильник и рециркул ционный насос, а выходной фильтр тонкой очистки соединен с верхней частью фильт- ра-барботера.
2. 2. Установка по п.1, отличающа с   тем, что фильтрующие элементы выходного фильтра тонкой очистки выполнены из полипропилена, а фильтрующие элементы фильтра-барботера - из фторопласта.

   Результаты испытаний установки дл  извлечени  жирных кислот .из соапстока

   Загрузка

   60

   0,5

   0,1

   60 60 60

   - 15 вО - «5

   50 - 60 5

   90 -95 100

   Выброс отсутствует