Установка для извлечения жирных кислот из соапстока

 

Изобретение относится кмасложировой промышленности и может быть использовано при извлечении жирных кислот и масел из соапстоков. Цель - повышение производительности путем обеспечения непрерывного режима работы. В корпусе (К) укреплены распылитель воды и смеситель (С). С имеет цилиндроконическую форму. В нижней части С имеется патрубок подвода исходного сырья, в котором коаксиально укреплен патрубок подвода реагента. В верхней части С тангенциально расположены выводные патрубки. В верхней части К имеется патрубок отвода жирных кислог. а на крышке К смонтирован сепаратор в виде змеевикового холодника. 1 з.п. ф-лы, 2 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4823841/13 (22) 07.05.90 (46) 15.04.92. Бюл, ¹ 14 (71) Казанский химико-технологический институт им. С;М.Кирова (72) Р.Г.Сафин, И,Р.Хабибуллин, Л,Г.Голубев, В..Л.Чистяков, С.Н.Шепель и Ф.С.Зиятдинова (53) 665.1.002.5 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1661197, кл. С 11 В 13/03, 1989. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЖИРНЫХ КИСЛОТ ИЗ СОАПСТОКА (57) Изобретение относится к масложировой промышленности и может быть использоваИзобретение относится к технике извлечения жиров, жирных кислот или нежирных масел из соапстока, преимущественно предназначено для извлечения жирных кислот из соапстока с помощью химической реакции с серной кислотой, но может также быть использовано для очистки сильно окрашенных масел, технических животных жиров темных сортов. содержащих повы.шенное 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 нейтрализации и промывки нейтрализованных масел и жиров, содержащая устройство для переработки масла или жира водным раствором щелочи, для сепарации соапстока и нейтрального масла и устройство для промывки водой,,.,!Ж 1726502 А1 (я)5 С 11 В 13/02, В 01 F 5/04 но при извлечении жирных кислот и масел из соапстоков. Цель — повышение производительности путем обеспечения непрерывного режима работы. В корпусе (К) укреплены распылитель воды и смеситель (С). С имеет цилиндроконическую форму. В нижней части С имеется патрубок подвода исходного сырья, в котором коаксиально укреплен патрубок подвода реагента. В верхней части С тангенциально расположены выводные патрубки, В верхней части

К имеется патрубок отвода жирных кислот. а на крышке К смонтирован сепаратор в виде змеевикового холодника, 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Недостатком известной установки является то, что при смешивании масла или жира с водным раствором щелочи в дисковом смесителе происходит дробление частиц соапстока до неэффективно малого размера.

Объем рабочей камеры дискового смесителя — 1 л, время смешивания — 2 — 3 с. В связи с этим получение требуемой степени нейт- Ch рализации свободных жирных. кислот неиз- Ql бежно сопровождается образованием С) мелкодисперсных частиц соапстока. что снижает эффективность разделения фаз и приводит к увеличению потерь неитралиао- ЧВ ванного масла в соапстоке.

Известна установка для извлечения жирных кислот из соапстока, содержащая цилиндрический реактор с коническим дном, крышкой и вытяжной трубой. Нагрев и перемешивание соапстока осуществляется острым паром, подаваемым через перфорированный кольцевой змеевик. Для подачи кислоты и промывной воды под крышкой

1726502 помещается кольцевой душ, Аппарат снабжен штуцерами для подачи соапстока, спука продуктов реакции. Вытяжная труба сообщается с узлом газоочистки, представляющим собой центробежный скруббер, Скруббер включает в себя цилиндрический корпус, тангенциальный патрубок подвода газа, патрубок вывода газа, сливной патрубок с отводящей трубкой и отражающие форсунки в верхней части корпуса.

Недостатками данной установки являются низкая степень газоочистки, безвозвратные потери теплоты реакции и значительная длительность процесса реагирования кислоты с соапстоком.

Указанные недостатки обусловлены следующим рядом причин. Центробежные скрубберы имеют низкую эффективность из-за неравномерного распределения жидкости и газа по сечению аппарата, а также интенсивного продольного перемешивания в обеих фазах. Некоторое увеличение интенсивности взаимодействия фаз достигается при повышении скорости газа и плотности орошения, но при этом обычно наблюдается большой унос жидкости газом, Для скрубберов также характерен большой расход адсорбирующей жидкости, в результате чего концентрация улавливаемого вещества в сточной воде невелика. Это делает экономически нецелесообразным ее регенерацию и вызывает новую проблему очистки сточной воды.

Процесс взаимодействия кислоты и соапстока — экзотермический, Выделяющееся при этом тепло вызывает выброс паров и тумана серной кислоты в атмосферу и теряется безвозвратно.

При перемешивании реакционной массы острым паром происходит частичное разбавление серной кислоты образующимся конденсатом, Реакционная способность кислоты при этом уменьшается, а длительность процесса возрастает.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой i является 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, патрубки подвода исходного сырья и реагента и отвода готового продукта, кислых вод, конденсата и вторичных паров, сепаратор, выполненный в виде змеевикового холодильника с каплеотбойным экраном, укрепленным в верхней части корпуса на патрубке отвода вторичных паров, при этом смеситель представляет собой цилиндрическую емкость с тангенциальными выходными канат:ами в нижней части, причем верхняя часть емкости соединена с патрубками подвода исход-ного сырья и реагента, а патрубок отвода

5 конденсата укреплен на сепараторе. Установка снабжена поплавковым уровнемером, укрепленным на крышке корпуса.

Недостатками данной установки являются невысокая эффективность смесителя и

10 невозможность организации непрерывного и роцесса.

Указанные недостатки обусловлены тем, что в процессе загрузки не обеспечивается необходимое соотношение компонен15 тов реакции, вследствие чего из смесителя диспергирует парожидкостная смесь с различной концентрацией. Усреднение концентрации продукта происходит в процессе отстоя. В связи с необходимостью отстоя

20 прореагировавшей массы невозможно организовать непрерывный процесс, т.е. удалять извлеченные жирные кислоты сразу после завершения реакции для использования в последующих производственных one25 рациях. В связи с тем, что соапсток бывает разного качества (вязкость, плотность и т,д.), для реакции требуется различное количество кислоты, регулировка подачи которой в установке-прототипе затруднена.

30 Целью изобретения является повышение производительности путем обеспечения непрерывного режима работы установки.

Указанная цель достигается тем, что из35. вестная установка для извлечения жирных кислот из соапстока, включающая вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и коническим днищем, укрепленные в крышке поплавковый уровнемер и сепаратор, 40 выполненный в виде змеевикового холодильника с каплеотбойным экраном, расположенные в корпусе один над другим распылитель для подвода воды и смеситель, представляющий собой емкость с тангенци45 альными выводными патрубками, соединенные с емкостью патрубки подвода исходного сырья и реагента и укрепленные соответственно в крышке и днище патрубки отвода вторичных паров и кислой воды, со50 гласно изобретению снабжена путрубком отвода жирных кислот, расположенным в верхней части корпуса, емкость смесителя имеет цилиндрическую форму и расположена так, что ее цилиндрйческая часть обра55 щена к днищу и соединена с патрубком подвода исходного сырья, а коническая часть выполнена расширяющейся в направлении течения смеси, при этом патрубок подвода реагента укреплен коаксиально во входном участке цилиндрической части ем1726502

35 зующихся в результате реакции жирных кислот и кислой воды под действием ради40

50 кости, тангенциальные выводные патрубки расположены от днища на расстоянии, равном 1/2-1/3 высоты корпуса.

На фиг,1 представлена общая схема установки; на фиг,2 показан смеситель. . Установка для извлечения жирных кислот иэ соапстока содержит реактор, смеситель, узел газоочистки (фиг.1).

Реактор представляет собой вертикальный стальной цилиндрический корпус 1 с коническим днищем 2, крышкой 3 и вытяжной трубой 4; Реактор подвешивается на лапах 5. Внутренняя поверхность реактора футеруется кислотостойкой диабазовой или керамической плиткой на кислотоупорном цементе. Для подачи промывной воды под крышкой помещен кольцевой душ 6, Для слива кислой воды служит штуцер 7, для подачи соапстока и кислоты в смеситель— штуцера с патрубками 8 и 9.

Смеситель имеет вид герметичного стального цилиндроконического сосуда 10 (фиг.2). Его внутренняя поверхность футеруется подобно реактору. В верхней части смесителя по периферии установлен завихритель 11, представляющий собой восемь тангенциально расположенных патрубковсопл. Для регистрации изменения давления в смесителе установлен манометр 12.

Узел газоочистки устанавливается на вытяжной трубе и представляет собой две . коаксиально расположенные герметичные обечайки с глухими основаниями —.цилиндрическую внутреннюю 13 и прямоугольную внешнюю 14. Полость между.обечайками заполнена холодильным агентом, в ней установлен змеевик 15, нижний конец которого сообщен с обечайкой 13, а верхний — с атмосферой. На вытяжной трубе закреплен козырек 16. Обечайка 13 имеет конусную крышку. Для слива конденсата в обечайке

13 имеется штуцер 17. Подача и вывод хоподильного агента осуществляются через штуцера 18. Вывод готового продукта осуществляется через патрубок 19. На крышке реактора 3 установлены поплавковый уровнемер 20 и смотровой люк 21. . Установка работает следующим образом.

Соапсток через патрубок 8 подается насосом в смеситель 10, при этом серная кислота (концентрацией 92-95 ) инжектируется через соосно расположенный патрубок 9. Смешение соапстока с кислотой происходит в цилиндрической части смесителя, Процесс взаимодействия соапстока и кислоты сопровождается выделением большого количества тепла, Выделяющееся тепло будет расходоваться на испарение воды, образующейся в процессе химической.реак510

30 ции кислоты с соапстоком. В результате в смесителе создается двухфазная система (пар — реагирующие компоненты) и повышается давление, Из цилиндрической части смесителя смесь поступает в коническую. где происходит дальнейший рост давления и расширение потока, что способствует увеличению поверхности контакта фаз. Эти факторы увеличивают скорость взаимодействия реагирующих компонентов.

Соотношение живых сечений патрубков подачи соапстока и кислоты пропорционально соотношениям их расходов, благодаря чему обеспечивается требуемое соотношение компонентов.

В связи с тем, что соапсток может иметь различные физические характеристики (плотность, вязкость и т.д.), при перекачивании насосом его поток обладает соответствующим давлением, В зависимости or давления рабочей среды (соапстока) прспорционально изменяется расход увлекаемого потока инжектируемой жидкости (кислоты), в результате чего происходит саморегулирование расхода кислоты в зависимости от качества соапстока.

Образующаяся в смесителе парожидкостная смесь под давлением диспергирует через тангенциальные выходные каналы 11 в радиальном направлении. Наряду с радиальным течением реакционной массы в реакторе имеет место тангенциальное течение массы по концентрическим окружностям.

Вследствие разности удельных весов обраальных и тангенциальных течений происходит их разделение. Так, более тяжелая вода идет к периферии реактора и скапливается в нижней части, а жирные кислоты поднимаются.

Расположение тангенциальных выходных каналов смесителя на уровне 1/2-1/3 высоты.от дна реактора вызвано тем, что в результате реакции образуется смесь, состоящая из жирных кислот (60 — 70 Д) и кислот воды (30 — 40 ь).

Скапливающиеся в верхней части реактора жирные кислоты непрерывно удаляются через патрубок 19, а кислая вода сливается через патрубок 7.

Возникшие в процессе реакции пары серной кислоты поступают через трубу 4 в обечайку 13, частично конденсируются на ее внутренней поверхности, охлаждаемой холодильным агентом (водой с Т = 10-12 С).

Конденсат стекает по конической крышке обечайки 13, попадает на козырек 16, с которога капает вниз. На данном участке имеет места поверхностная конденсация.

1726502

Несконденсировавшиеся пары кислоты поступают в змеевик 15, где конденсируются. Конденсат стекает вниз и сливается через штуцер 17.

Преимущества предлагаемой установки для извлечения жирных кислот из соапстока иллюстрируются приведенным конкретным

Габариты реактора,м:

Высота 3

Диаметр 3,4

Объем реактора, м 27

Диаметр вытяжной трубы, м 0,35

Габариты сепаратора, м:

Ширина 0,7 Высота 0,7

Габариты змеевикового холодильника

Прохоуное сечение, м.

Длина, м

Габариты смесителя, м:

Общая высота 1

Высота цилиндрической части . 0,7

Диаметр цилиндрической части

Диаметр основания корпуса 0,7

Количество сопл патрубков, шт. 8

Диаметр патрубка . подачи соапстока

Диаметр патрубка подачи кислоты 0,024

0,0026

0,3

0,075 примером осуществления, Пример. Технические характеристики установки:

Высота от дна реактора до сопел патрубков, м 1,2

Формула изобретения

5 1, Установка для извлечения жирных кислот из соапстока, включающая вертикаль-ный цилиндрический корпус с крышкой и коническим днищем, укрепленные в крышке поплавковый уровнемер и сепаратор. вы10 полненный в виде змеевикового холодильника с каплеотбойным экраном, расположенные в корпусе один над другим распылитель для подвода воды и смеситель, представляющий собой емкость с тангенци15 альнымивыводными патрубками, соединенные с емкостью патрубки. подвода исходного сырья и реагента и укрепленные соответственно в крышке и днище патрубки отвода вторичных паров и кислой воды, от20 л и ч à ю щ а я с я тем, что, с целью повыше- ния производительности путем обеспечения непрерывного режима работы, она снабжена патрубком отвода жирных кислот, расположенным в верхней части корпуса, 25 емкость смесителя имеет цилиндроконическую форму и расположена таким образом, что ее цилиндрическая часть обращена к днищу и соединена с патрубком подвода исходного сырья, а коническая часть выпол30 нена расширяющейся в направлении течения смеси, при этом патрубок подвода реагента укреплен коаксиально во входной участке цилиндрической части емкости.

2. Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а а35 с я тем, что тангенциальные выводные патрубки расположены от днища на расстоянии

1/2-1/3 высоты корпуса.

1726502

Составитель И.Хабибуллин

Редактор А.Маковская Техред М.Моргентал Корректор Л.Бескид

Производственно-издательский комбинат "Патент". r, Ужгород, ул.Гагарина, 101. Заказ 1248 Тираж, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5