установка безреактивного расщепления жиров

Формула изобретения

Установка безреактивного расщепления жиров, включающая последовательно установленные и сообщенные между собой системой трубопроводов автоклав, понизитель давления, отстойник в виде цилиндрической емкости, снабженной крышкой и дном и соединенной через систему вентиляции с атмосферой, жироловушку, сборники конденсата и глицериновой воды, отличающаяся тем, что она снабжена тремя последовательно установленными кожухотрубчатыми теплообменниками, струйным насосом и фильтром-барботером, сообщающими отстойник с системой вентиляции, при этом трубопровод, соединяющий понизитель давления с отстойником, снабжен рубашкой со штуцерами входа и выхода хладоагента, отстойник выполнен герметичным и снабжен пробоотборниками, выполненными в виде сифонных трубок, одни концы которых снабжены трехходовыми кранами, а противоположные - введены через крышку внутрь отстойника и размещены на различном расстоянии от его дна.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике производства жирных кислот. Преимущественно данное изобретение предназначено для безреактивного расщепления жиров и растительных масел, в частности для получения глицерина и жирных кислот.

Известна установка безреактивного расщепления жиров, включающая последовательно установленные и сообщенные между собой системой трубопроводов автоклав, теплообменник, отстойник, жироловушки, сборники конденсата и глицериновой воды /Руководство по технологии получения и переработке растительных масел и жиров /Под ред. А.Г.Сергеева, Л.: ВНИИЖ, 1975, 544 с./.

Недостатками данной установки являются безвозвратные потери теплоты, а также выброс большого количества водяных паров с высоким содержанием акролеина и жирных кислот в рабочую зону и атмосферу с вентиляционным воздухом.

Указанные недостатки обусловлены высокой температурой композиции, сливаемой из теплообменника в отстойник и состоящей из жирных кислот, конденсата пролетного пара, а также глицериновой воды.

Известна также установка безреактивного расщепления жиров, включающая последовательно установленные и сообщенные между собой системой трубопроводов автоклав, понизитель давления, отстойник, соединенный через систему вентиляции с атмосферой, жироловушку, теплообменник, сборники конденсата и глицериновой воды, а сборник глицериновой воды сообщен с межтрубным пространством теплообменника /Тютюнников В.Н., Науменко П.В., Товбин И.М., Фанчев Г.Г. Технология жиров. - М.: Пищевая пром-сть, 1970, с. 121/.

Недостатками данной установки являются также выброс в атмосферу паров с высоким содержанием акролеина и повышенное содержание его в воздухе рабочей зоны.

Указанные недостатки также обусловлены высокой температурой сливаемой в отстойник композиции и образованием большого количества паров.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является установка безреактивного расщепления жиров, включающая последовательно установленные и сообщенные между собой системой трубопроводов автоклав, понизитель давления, отстойник, соединенный через скруббер и систему вентиляции с атмосферой, жироловушку, сборники конденсата и глицериновой воды / Технологическая инструкция по безреактивному расщеплению жиров в автоклавах. ТИ КХК 7-8-98, ОАО "Нэфис", 1998, 22 с./.

Недостатками данной установки являются образование большого количества пара с высоким содержанием акролеина и других газообразных продуктов реакции расщепления жиров в момент выгрузки композиции из автоклава через понизитель давления в отстойник и загрязнение им воздуха рабочей зоны.

Указанные недостатки обусловлены высокой температурой выгружаемой в отстойник композиции. Большой объем образующихся при этом паров создает избыточное давление в отстойнике. Через имеющиеся в крышке технологические отверстия (люки, смотровые окна, поплавковый уровнемер, пробоотборники) пар с высоким содержанием газообразных продуктов реакции расщепления выделяется в помещение, загрязняя воздух рабочей зоны. Отводимый по системе вентиляции пар, проходя через скруббер, частично конденсируется, но низкая эффективность его работы, обусловленная высоким гидравлическим сопротивлением, и удаленность от зоны парообразования позволяют лишь незначительно сократить вредные выбросы в атмосферу.

Целью изобретения является сокращение выбросов в атмосферу и в воздух рабочей зоны.

Указанная цель достигается тем, что установка безреактивного расщепления жиров, включающая последовательно установленные и сообщенные между собой системой трубопроводов автоклав, понизитель давления, отстойник в виде цилиндрической емкости, снабженной крышкой и дном и соединенной через систему вентиляции с атмосферой, жироловушку, сборники конденсата и глицериновой воды, согласно изобретению она снабжена тремя последовательно установленными кожухотрубчатыми теплообменниками, струйным насосом и фильтром-барботером, сообщающими отстойник с системой вентиляции, при этом трубопровод, соединяющий понизитель давления с отстойником, снабжен рубашкой со штуцерами входа и выхода хладоагента, отстойник выполнен герметичным и снабжен пробоотборниками, выполненными в виде сифонных трубок, одни концы которых снабжены трехходовыми кранами, а противоположные - введены через крышку внутрь отстойника и размещены на различном расстоянии от его дна.

Отличительными признаками предлагаемой установки является то, что она снабжена тремя последовательно установленными кожухотрубчатыми теплообменниками, струйным насосом и фильтром-барботером, сообщающими отстойник с системой вентиляции, при этом трубопровод, соединяющий понизитель давления с отстойником, снабжен рубашкой со штуцерами входа и выхода хладоагента, отстойник выполнен герметичным и снабжен пробоотборниками, выполненными в виде сифонных трубок, одни концы которых снабжены трехходовыми кранами, а противоположные - введены через крышку внутрь отстойника и размещены на различном расстоянии от его дна.

Благодаря этому снижается температура сливаемой в отстойник композиции, сокращается объем выделяющегося пара, а также происходит наиболее полное его улавливание в теплообменниках с получением конденсата отдельных фракций.

Установка безреактивного расщепления жиров включает автоклав 1, понизитель давления 2, отстойник 3 в виде цилиндрической емкости с крышкой 4 и дном 7, теплообменники 8, 9 и 10, струйный насос 11, фильтр-барботер 12, вентилятор 13, пробоотборники 14, 15, 16 с трехходовыми кранами 17, вентили подачи воды 18, слива проб 19 и слива жирных кислот и глицериновой воды 20, теплообменники 21. На крышке отстойника предусмотрены технологические люки 6 для установки пробоотборников 14, 15, 16, обслуживания и ремонта отстойника, а также уровнемер 5 для контроля объема композиции в отстойнике.

Установка работает следующим образом. После окончания процесса расщепления в автоклаве 1 композицию с температурой 225^oC и давлением 25 атм пропускают через понизитель давления 2, в котором снижается температура до 165^oC, а давление выравнивается до атмосферного. Далее композицию подают в отстойник по трубопроводу, снабженному рубашкой со штуцерами подвода и отвода хладоагента, что позволяет дополнительно снизить температуру сливаемой в отстойник композиции до необходимого значения. Снижение температуры композиции приводит к уменьшению объема образующихся паров, большую часть которых составляют вода, а также жирные кислоты и акролеин.

Проходя последовательно через теплообменники 8, 9 и 10, температурный диапазон хладоагента на входе и выходе которых строго регламентирован (в теплообменнике 8: температура хладоагента на входе 105^oC, на выходе - 115^oC; в теплообменнике 9: температура хладоагента на входе не менее 60^oC, на выходе - не более 90^oC; в теплообменнике 10: температура хладоагента на выходе не более 45^oC), образовавшиеся пары сепарируются. В теплообменнике 8 конденсируются содержащиеся в паре жирные кислоты, которые самотеком возвращаются в отстойник 3. В теплообменнике 9 конденсируются пары воды, а в теплообменнике 10 - акролеин, температура кипения которого составляет 52^oC.

Расположение теплообменников 8, 9 и 10 в непосредственной близости от отстойника, т.е. над его крышкой, значительно увеличивает их эффективность.

Несконденсировавшиеся пары и содержащийся в системе перед началом процесса воздух отводят через струйный насос 11 в фильтр-барботер 12. Отсутствие воздуха в системе повышает эффективность процесса конденсации. Кроме того, фильтр-барботер 12 и струйный насос 11 дополнительно очищают выбрасываемый в атмосферу воздух.

Выполнение отстойника 3, уровнемера 5 и пробоотборников 14, 15, 16 герметичными позволило исключить попадание пара в воздух рабочей зоны.

Расположение концов сифонных трубок пробоотборников на различном расстоянии от дна отстойника позволило отбирать пробы из различных точек объема композиции. Для отбора пробы трехходовой кран 17 переводят в положение, соединяющее линию подачи воды с отстойником 3, и открывают вентиль 18. По окончании заполнения трубки водой переводят кран 17 в положение отбора пробы, закрывают вентиль 18 и открывают вентиль 19. После отбора пробы необходимого объема закрывают вентиль 19.

Отстоявшуюся композицию сливают через вентили 20. Глицериновые воды через жироловушку подают в сборник глицериновой воды, а жирные кислоты в сборник жирных кислот (жироловушка и сборники не показаны).

Глицериновую воду используют в качестве хладоагента в понизителе давления, после чего перекачивают на упаривание, а жирные кислоты подают на дальнейшую переработку.

Пары, образующиеся при сливе глицериновой воды и жирных кислот в сборники, отводят в струйный насос 11.

Таким образом, предлагаемая установка исключает загрязнение воздуха рабочей зоны и попадание вредных выбросов в атмосферу, а также позволяет получить конденсат отдельных фракций, которые могут быть использованы в производстве.

Предлагаемая конструкция установки безреактивного расщепления жиров планируется внедрить на ОАО "Нэфис" (Казанский химический комбинат им. М. Вахитова) в цехе производства глицерина.