УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЖИРНЫХ КИСЛОТ ИЗ СОАПСТОКА Российский патент 1997 года по МПК C11B13/02 

Изобретение относится к технике извлечения жиров, жирных кислот или жирных масел из соапстока и предназначено преимущественно для извлечения жирных кислот из соапстока с помощью химической реакции с серной кислотой; может быть использовано также для 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 отраслях промышленности.

Известна установка для извлечения жирных кислот из соапстока, содержащая цилиндрический реактор с коническим дном и крышкой, вытяжную трубу для отвода вторичных паров, соединенную с узлом газоочистки, выполненным в виде центробежного скруббера, линии подвода кислоты, соапстока, воды с мерниками, расходными емкостями и центробежными насосами (см. книгу Тетюнникова Б.Н. Науменко Л.В. Товбина И.М. Фаниева Г.Г. Технология жиров. М. Пищевая промышленность, 1970, с.121).

Недостатками данной установки являются низкая степень газоочистки, безвозвратные потери теплоты реакции и значительная длительность процесса разложения соапстока.

Указанные недостатки обусловлены низкой эффективностью центробежного скруббера, вызванной неравномерным распределением жидкости и газа по сечению аппарата и продольным перемешиванием в обоих фазах; потерями тепла с выбросами паров и тумана серной кислоты; снижением концентрации серной кислоты при перемешивании реакционной массы острым паром.

Известна также установка для извлечения жирных кислот из соапстока, включающая вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и коническим днищем и укрепленными в нем один под другим смесителем и душем для подвода воды, сепаратор, расположенный в верхней части и выполненный в виде змеевикового холодильника с каплеотбойным экраном, линии подвода исходного сырья, реагента, хладоагента, воды и линии отвода готового продукта, конденсата, вторичных паров и хладоагента (см. а.с. N 1661197 кл. С 11 В 13/02, 1989).

Недостатками данной установки являются большой расход охлаждающего агента для обеспечения эффективной работы сепаратора и сложность полного улавливания вредных выбросов в окружающую среду.

Указанные недостатки обусловлены малой поверхностью теплообмена змеевиковых теплообменников, наличием инертного газа в системе и газовыми выбросами в линиях подачи и отвода вторичных паров и промывных вод.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является установка, включающая вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и коническим днищем и системой подвода воды, соединенный с узлом конденсации паров, состоящим из сепаратора, вертикальной трубы, эжектора, фильтра-барботера, системы отвода и подвода хладоагента, фильтра тонкой очистки, линии подачи сырья, реагента, воды, а также линии отвода промывной воды с жироловушкой и отвода готового продукта (см. а.с. N 1726501 кл. С 11 В 13/02, 1992).

Недостатком данной установки является выделение паров и газов при осуществлении технологических операций переработки соапстока и отделения готового продукта от промывных вод, приводящие к загазованности промышленных помещений.

Указанный недостаток обусловлен невозможностью оперативного контроля и регулирования параметров процесса переработки соапстока серной кислотой, что приводит к перегреву реакционной массы, повышению давления в реакторе и выбросам паров и газов через линию подачи кислоты, а также через линию отвода промывных вод при их сливе в жироловушку.

Целью изобретения является улучшение условий труда за счет ликвидации газовых выбросов в производственное помещение.

Указанная цель достигается тем, что в установке для извлечения жирных кислот из соапстока, включающей реактор с вертикальным цилиндрическим корпусом, крышкой и коническим днищем, сепаратор, сообщенный через эжектор и вертикальную трубу с фильтром-барботером, линии подачи воды, исходного сырья, кислоты, отвода промывных вод с жироловушкой и слива жирных кислот, она снабжена установленной на линии подачи кислоты герметичной емкостью с вертикальной трубой в ней и патрубками подвода и отвода для ликвидации газовых выбросов, при этом патрубки подвода и отвода размещены соосно в верхней части герметичной емкости, вертикальная труба соединена с патрубком отвода и выполнена таким образом, что ее нижний срез размещен от оси патрубков на расстоянии равном, 28 32 диаметром ее, а жироловушка снабжена люком с герметичной крышкой и смотровым окном и подключена к эжектору.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение отличается тем, что установка снабжена установленной на линии подачи кислоты герметичной емкостью с вертикальной трубой в ней и патрубками подвода и отвода для ликвидации газовых выбросов, при этом патрубки подвода и отвода размещены соосно в верхней части герметичной емкости, вертикальная труба соединена с патрубком отвода и выполнена таким образом, что ее нижний срез размещен от оси патрубков на расстоянии равном, 28 32 диаметрам ее, а жироловушка снабжена люком с герметичной крышкой и смотровым окном и подключена к эжектору.

Благодаря этому обеспечивается локализация источников выделения паров и газов, а также полное их улавливание по централизованной схеме газоочистки.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображена общая схема установки; на фиг. 2 представлена фотография линии подачи кислоты с герметичной емкостью; на фиг. 3 представлена фотография верхней части жироловушки.

Установка для извлечения жирных кислот из соапстока включает реактор 1 с цилиндрическим корпусом 2, коническим днищем 3 и крышкой 4. На крышке 4 установлен поплавковый уровнемер 5 и размещены патрубки подвода соапстока 6, воды 7, кислоты 8, а также смотровой люк 9. Для слива промывной воды и жирных кислот служит патрубок 10.

На крышке 4 расположен патрубок 11 отвода вторичных паров, который соединен с сепаратором 12, сообщенным через эжектор 13, вертикальную трубу 14 с фильтром-барботером 15 и фильтром тонкой очистки 16.

К патрубкам 6, 7, 8 подведены трубопроводы линий подачи воды, соапстока и кислоты с вентилями 17, 18, 19. Кроме того на линии подачи кислоты установлена герметичная емкость 20 с патрубками подвода 21 и отвода 22. Патрубок подвода 21 сообщен с расходной емкостью кислоты 23, а патрубок отвода 22 соединен с трубой 24, опущенной в донную часть герметичной емкости 20.

Линия отвода промывной кислой воды имеет жироловушку 25 и соединена с патрубком 10 через вентиль 26, а линия отвода жирных кислот через вентиль 27.

Жироловушка 25 снабжена герметичной крышкой 28 с люком 29 и смотровым окном 30, а ее внутренний объем сообщен с эжектором 13.

Давление в реакторе 1 регистрируется с помощью манометра 31.

Установка работает следующим образом. Соапсток по линии при открытом вентиле 18 подается в реактор 1 и нагревается острым паром до 90 95^oC. Кислота (концентрацией 92 95%) поступает из расходной емкости 23 через патрубок 21 в герметичную емкость 20 и затем через трубу 24 и патрубок 22 при открытом вентиле 19 подается также в реактор 1, где смешивается с соапстоком. Процесс взаимодействия соапстока и кислоты сопровождается выделением большого количества тепла.

Выделяющееся тепло расходуется на испарение воды и кислоты. В результате в реакторе 1 повышается давление, которое регистрируется при помощи манометра 31.

Паровоздушная смесь поступает в сепаратор 12 через патрубок 11, в котором конденсируется. Процесс конденсации в сепараторе 12 малоэффективен вследствие присутствия инертного газа в системе. Из сепаратора 12 несконденсированные пары с инертным газом (воздухом) поступают в эжектор 13. В эжекторе 13 паровоздушная смесь за счет разрежения, создаваемого струей жидкости, вытекающей из сопла под давлением, увлекается в вертикальную трубу 14.

Вертикальная труба 14 и фильтр-барботер 15 образуют последнюю ступень узла конденсации, от которой зависит величина избыточного давления в реакторе 1 и скорость его снижения. Эффективность работы последней ступени влияет также на улавливание паров и газов при проведении различных технологических операций, например, слива промывных и кислых вод, поскольку выбросы на этой стадии отводятся в эжектор 13 и далее в вертикальную трубу 14.

Таким образом, характеристики последней ступени узла конденсации вторичных паров являются определяющими для всех стадий процесса.

В вертикальной трубе 14 поток жидкости, вытекающей из сопла, диспергируется, в результате увеличивается поверхность контакта фаз и повышается скорость массообменного процесса (конденсации).

В процессе разложения соапстока кислотой в реакторе 1 пары под давлением могут прорваться в помещение по линии подачи кислоты и через расходную емкость 13. Для устранения газовых выбросов по линии подачи кислоты установлена герметичная емкость 20, конструкция которой позволяет создать противодавление в системе гидростатическим столбом. При подаче кислоты из расходной емкости 23, благодаря сообщению выходного патрубка 22 через трубу 24 с донной частью, обеспечивается заполнение кислотой герметичной емкости 20 до уровня патрубков 21, 22 и поступление реагента в реактор 1.

Расстояние от нижнего среза трубы 24 до патрубков 21, 22 определяется диаметром вертикальной трубы 14.

Нижний предел 28 D_в.тр. обусловлен необходимостью обеспечения надежной изоляции линии подачи кислоты от выбросов из реактора 1 при максимальном избыточном давлении. При этом образующиеся пары в реакторе 1 полностью поступают в узел конденсации.

Верхний предел 32 D_в.тр. обусловлен увеличением объема кислоты, не используемой в производстве. С увеличением расстояния количество кислоты, расходуемой на обеспечение противодавления в линии, увеличивается.

Так при диаметре вертикальной трубы 14 100 мм высота столба кислоты составляет 2800 3200 мм. Это позволяет обеспечить изоляцию реактора 1 с избыточным давлением 0,5 0,6 кгс/см².

Неконденсирующийся газ (воздух) барботирует через слой конденсата фильтра-барботера 15, очищается в фильтре тонкой очистки 16 и удаляется в атмосферу.

Процесс извлечения жирных кислот из соапстока заканчивается по достижении реакционной массы требуемого уровня в аппарате, который фиксируется уровнемером 5. После чего подачу кислоты и соапстока прекращают, перекрывают вентили 18, 19 и начинают отстаивание массы. Отстоявшиеся кислые воды сливают по линии отвода промывных и кислых вод при открытом вентиле 26 через жироловушку 25. При сливе кислых вод образующиеся пары откачиваются эжектором 13 и конденсируются в вертикальной трубе 14. В данном случае имеет место централизованная схема улавливания парогазовых выделений, что позволяет обеспечить ликвидацию источников вредных выбросов на любой стадии производства.

Слив кислых вод прекращают после изменения цвета струи, который контролируется через смотровое окно 30. Для удаления следов кислоты жирную массу промывают водой. Промывная вода сливается из реактора 1 в той же последовательности.

Промывные жирные кислоты удаляют из реактора 1 при открытом вентиле 27.

Таким образом, предлагаемая установка для извлечения жирных кислот из соапстока обеспечивает локализацию и ликвидацию источников выделения вредных паров и газов в окружающую среду на любой стадии производства и их полное улавливание по централизованной схеме газоочистки, что значительно улучшает условия труда обслуживающего персонала.

Использование: изобретение относится к технике извлечения жиров или масел из соапстока, в частности, предлагаемая установка предназначена для извлечения жирных кислот из соапстока с помощью химической реакции с серной кислотой. Сущность изобретения: для улучшения условий труда за счет ликвидации газовых выбросов в производственное помещение. В установке для извлечения жирных кислот из соапстока устанавливают на линии подачи кислоты герметичную емкость 20, обеспечивающую изоляцию реактора 1 за счет создания противодавления гидростатическим столбом от вредных выбросов, локализацией и ликвидацией парогазовых выделений из жироловушки 25 и сообщения ее внутреннего объема с узлом конденсации вторичных паров через эжектор 13. 3 ил.

Установка для извлечения жирных кислот из соапстока, включающая реактор с вертикальным цилиндрическим корпусом, крышкой и коническим днищем, сепаратор, сообщенный через эжектор и вертикальную трубу с фильтром-барботером, линии подачи воды, исходного сырья, кислоты, отвода промывных вод с жироловушкой и слива жирных кислот, отличающаяся тем, что она снабжена установленной на линии подачи кислоты герметичной емкостью с вертикальной трубой в ней и патрубками подвода и отвода для ликвидации газовых выбросов, при этом патрубки подвода и отвода размещены соосно в верхней части герметичной емкости, вертикальная труба соединена с патрубком отвода и выполнена так, что ее нижний срез размещен от оси патрубков на расстоянии 28 32 диаметров ее, а жироловушка снабжена люком с герметичной крышкой и смотровым окном и подключена к эжектору.