Установка для извлечения жирных кислот из соапстока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1726501 91 11 В 13/ Т И Б я извлечения в непрерывном ь, состоящая из" истемы подачи нного типарератора, прйеми нейтрального промышДр ются бы смесит ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР В 1661197; кл, С 11 В 13/02, 1989.(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЖИРНЫХ КИСЛОТ ИЗ СОАПСТОКА(57) Изобретение относится к оборудованию для масложировой промышленности и моИзобретение относится к технике извлечения жиров, жирных кислот или жирных масел из соапстока и предназначено преимущественно для извлечения жирных кислот иэ соапстока с помощью химической реакции с серной кислотой; может быть ис- . пользовано также для очистки сильно окрашенных масел, темных сортов технических животных жиров, содержащих повышенноеколичество минеральных солей, путем химической реакции с серной кислотой и может найти применение в химической, мыловаренной и смежных с ними отраслях промышленности. Известна установка дл жирных кислот из соапстока потоке системы Альфа Лавал системы подачи соапстока, с кислоты, смесителя эжекцио актора, разделяющего сепа ника для жирных кислот жет 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 для сбора конденсата и выходным фильтром тонкой очистки. К состоит из вертикальной трубы Щ, нижняя часть которой имеет фильтр-барботер и соединена через рециркуляционный насос, кожухотрубный холодильник и эжектор с верхней частью. Кроме того верхняя часть сообщена с выходом змеевикового холодильника, 1 з,п. ф-лы, 1 ил. 1 табл. жира и промежуточнои коробки для подкисленной воды;,Основным недостатком данной установки является ее сложность в эксплуатации. Указанный недостаток обусловлен тем,что в настоящее время в химической промышленности отсутствуют высокоскорост- Эные методы и устройства для определения 10 с,степени разложения соапстока (средняядлительность анализа составляет 3-4 ч), поэтому не представляется возможным операвно вмешиваться в ход процесса и отклонении его от нормального режима, что очень часто имеет место из-за большого разброса физико-химических свойств исходного продукта. В связи с этим установки непрерывного разложения соапстока не нашли широкого применения в мыловареннойленности.угими недостатками установки являстрый выход из строя эжекционного еля и невысокая интенсивность про1726501 50 текания реакции разложения соапстока в реакторе. Данные недостатки обусловлены тем, что при высоких скоростях движения реагирующих компонентов происходит разрушение защитной пленки на поверхности металла и интенсивность коррозии возрастает. Отсутствие перемешивания реакционной массы не обеспечивает непрерывного обновления поверхностей взаимодействующих компонентов, что в итоге снижает интенсивность. взаимодействия соапстока с кислотой,Известна установка для извлечения жирных кислот из соапстока, содержащая цилиндрический реактор с коническим дном, крышкой и вытяжной трубой для отвода вторичных паров. Нагрев и перемешивание соапстока осуществляются острым паром, подаваемым через перфорированный кольцевой змеевик. Для подачи кислоты и промывной воды под крышкой помещается кольцевой душ, Аппарат снабжен штуцерами для подачи соапстока и отвода продуктов реакции. Вытяжная труба сообщается с узлом газоочистки, представляющим собой центробежный скруббер. Скруббер содержит 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 рядом причин. Центробежные скрубберы имеют низкую эффективность, вызванную неравномерным распределением жидкости и газа по сечению аппарата, а также интенсивным продольным перемешиваниемв обеих фазах. Некоторое увеличение интенсивности взаимодействия фаз достигается при повышении скорости газа и плотности орошения, но это обычно сопровождается большим уносом жидкости . газом. Для скрубберов также характерен большой расход адсорбирующей жидкости, в результате чего концентрация улавливаемого вещества в сточной воде невелика. Зто 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 4частичное разбавление серной кислоты образующимся конденсатом. Реакционнаяспособность кислоты при этом уменьшается, а длительность процесса возрастает,5 Известна установка для извлеченияжирных кислот из соапстока, выбранная вкачестве прототипа, включающая вертикальный цилиндрический корпус с крышкойи коническим днищем и укрепленными в10 нем один под другим смесителем и душемдля подвода воды, В верхней части корпуса .укреплен сепаратор, выполненный в видезмеевикового холодильника с каплеотбойным экраном. Установка снабжена также15 патрубками подвода исходного сырья, реагента, хладоагента, воды и отвода готовогопродукта, конденсата, вторичных паров ихладоагента.Недостатками данной установки явля 20 ются большой расход охлаждающего агента. для обеспечения эффективной работы сепаратора и трудность полного улавливаниявредных выбросов в окружающую среду,Указанные недостатки обусловлены25 следующими причинами. Змеевиковые теплообмен ники имеют низкую эффективность, вызванную малой площадьюконтакта фаз, осуществляемого через стенку. Некоторое увеличение интенсивности30 взаимодействия фаз достигается при повышении перепада температуры за счетувеличения расхода охлаждающего агента,Наличие инертного газа в системе такжеухудшает условия конденсации паров, Зти35 недостатки затрудняют полный улов вредных выбросов, что приводит к загрязнениюокружающей среды и перерасходу кислоты.Цель изобретения - сокращение энергозатрат при ликвидации вредных выбросов40 в окружающую среду,Указанная цель достигается тем, что известная установка для извлечения жирныхкислот из соапстока,. включающая вертикальный цилиндрический корпус с крышкой45 и коническим днищем и укрепленными внем один под другим смесителем и душем для подвода воды, сепаратор, укрепленный в верхней части корпуса, выполненный в виде змеевикового холодильника с каплеотбойным экраном, патрубки подвода исходного сырья, реагента, хладоагента, воды и отвода готового продукта, конденсата, вторичных паров и хладоагента, снабжена конденсатором вторичных паров; емкостью для сбора конденсата и выходным фильтром тонкой очистки, при этом конденсатор вторичных паров состоит из вертикальной трубы, в нижней части которой смонтирован фильтр-барботер, а верхняя часть соединена с выходом змеевикового холодильника и5 10 20 25 30 35 50 55 имеет эжектор, кожухотрубного холодильника и рециркуляционного насоса, причем нагнетательный патрубок эжектора соединен с нижней частью фильтра-барботера через трубчатый холодильник и рециркуляционный насос, а выходной фильтр тонкой очистки соединен с верхней частью фильтра-барботера. Кроме того, фильтрующие элементы выходного фильтра тонкой очистки выполнены из полипропилена, а фильтрующие элементы фильтра-барботера - из фторопласта.На чертеже представлена общая схема установки,Установка для извлечения жирных кислот из соапстока содержит вертикальный стальной цилиндрический корпус 1 с коническим днищем 2, крышкой 3 и патрубок 4 отвода вторичных паров. Корпус подвешивается на лапах 5. На крышке 3 установлены поплавковый уровнемер б и смотровой люк 7, Внутренняя. поверхность корпуса и днища футеруются кислотостойкой диабазовой или керамической плиткой на кислотоупорном цементе. Для подачи промывной воды под крышкой помещен кольцевой душ 8, Для слива кислой воды и жирных кислот служит штуцер 9 для подачи соапстока и кислоты в мешатель, штуцера 10. Смеситель имеет вид герметичного стального цилиндрического сосуда 11, Его внутренняя поверхность также футеруется. В верхней части смесителя располатаются штуцера 12 подачи кислоты и соапстока,соединенные трубами 13 со штуцерами 10, В нижней части смесителя по периферии установлен завихритель 14, представляющий собой восемь тангенциально расположенных патрубков-сопл. Для регистрации изменения давления в смесителе служит манометр 15. Сепаратор установлен на патрубке 4 отвода вторичных паров, снабженном каплеотбойным экраном 16, и представляет собой змеевиковый холодильник 17, размещенный в герметичной емкости 18. Емкость 18 снабжена патрубками 19 подвода и отвода охлаждающего агента и выполнена в виде двух коаксиально расположенных обечаек с глухими основаниями,Нижний конец змеевикового холодильника 17 сообщен с внутренней обечайкой емкости 18, расположенной соосно с патрубком 4 отвода вторичных паров и снабженной патрубком 20 слива конденсата. Верхний выходной конец змеевикового холодильника 17 подсоединен к вертикальной трубе 21,. в верхнюю часть которой соосно введен эжектор. 22. Нижняя часть трубы 21. соединена с перфорированным диском 23,. на котором расположен фторопластовый фильтр 24 фильтра-барботера 25. Сборник конденсата сообщается с окружающей средой через полипропиленовый рукавный фильтр 26тонкой очистки. Рабочее сопло эжектора 22соединено трубопроводом, снабженнымцентробежным рециркуляционным насосом27 антикоррозионного исполнения и холодильником 28, с фильтром-барботером 25.Установка снабжена также емкостью 29для сбора охлаждающего агента, сообщенной с последовательно соединенными холодильником 28 и рубашкой змеевиковогохолодильника, и емкостью 30 для сбора конденсата, сообщенной с патрубком 20 дляслива конденсата из сепаратора и с фильтром-барботером 25,Установка работает следующим образом.Соапсток и серную кислоту (концентрацией 92-95) подают в смеситель 11, гдеони смешиваются между собой (количествоподаваемой кислоты составляет 9 - 10 отмассы соапстока). Процесс взаимодействиясоапстока и кислоты сопровождается выделением большого количества тепла. Выделяющееся тепло расходуется на испарениеводы, образующейся в. процессе химической реакции кислоты с соапстоком. В результате в смесителе создается двухфазнаясистема пар - реагирующие компоненты) иповышается давление, регистрируемое помонбметру 15,Образующаяся парожидкостная смесьпод давлением диспергируется через патрубки в радиальном направлении. Наряду срадиальным течением реакционной массы вреакторе имеет место тангенциальное течение жидкости по концентрическим окружностям, параллельным основанию смесителя,Наличие тангенциального и радиального течений массы в установке обеспечиваетвысокую эффективность и интенсивноеперемешивание, Возникшие в процессевзаимодействия пары серной кислоты поступают через патрубок 4 во внутреннююобечайку емкости 18 и частично конденсируются на ее внутренней поверхности, охпаждаемой холодильным агентом (например,водой с Т40-42 С). Во избежание попадания образовавшегося конденсата обратно в реактор патрубок 4 .оснащенкаплеотбойным экраном 16.Несконденсировавшиеся пары поступают в змеевиковый холодильник 17 сепаратора. Образовавшийся конденсат сливаетсячерез штуцер 20. Из сепаратора несконденсировавшиеся пары откачиваются эжектором 22. Рабочей жидкостью в зжекторе 22служит охлажденный в холодильнике 28конденсат, который закачивается насосом27 из фильтра-барботера 25, В процессеэжектирования пары конденсируются и адсорбируются каплями рабочей жидкости втрубе 21. Конденсат по трубе 21 стекает вфильтр-барботер 25, где установлен на перфорированном диске 23 фторопластовыйфильтр 24. Остатки несконденсировавшихся паров барбатируют через слой конденсата, заполняющего фторопластовый фильтр24, полностью улавливаются, а инертныйгаэ, проходя через рукавный полипропиленовый фильтр 26 тонкой очистки, удаляетсяв атмосферу.Применение эжектора 22 позволяетинтенсивно откачивать инертные газы,отрицательно влияющие на условия конденсации паров в сепараторе, и несконденсировавшиеся пары из установки, Зжекторвыступает также в качестве конденсаторасмешения, В трубе 21 капли эжектируемойрабочей жидкости (охлажденный конденсат)абсорбируют пары,Размещение нижнего конца трубы 21.ниже уровня конденсата в фильтре-барботере 25 обеспечивает необходимыйгидрозатвор, препятствующий выходу несконденсировавшихся паров в атмосферу.Образующийся в процессе улавливанияконденсат (слабая разбавленная сернаякислота) сливается в емкость 30, откуда поступает на переработку, или используется впроизводстве. Использованный охлаждаю. щий агент (вода) собирается в емкости 29 ииспользуется в технических и хозяйственных целях на производстве.Проведение процесса извлечения жирных кислот из соапстока без присутствияинертного газа и использование.газоочистной системы предлагаемой конструкции позволяет полностью ликвидировать вредныевыбросы. Снижение. количества потребляемого охлаждающего агента и использование в качестве абсорбирующей жидкостиохлаждаемого конденсата позволяет сократить энергозатраты. Получение конденсатас высокой концентрацией кислоты делаетэкономически целесообразным ее регенерацию и дальнейшее использование.Процесс извлечения жирных кислот изсоапстока заканчивается по достижении реакционной массой требуемого уровня в аппарате, после чего подачу кислоты исоапстока прекращают и начинают отстаивание массы. Отстоявшиеся кислые водысливают через жироловушку в общекомбиНатовскую жироловушку. Для удаления следов минеральной кислоты жирную массупромывают горячей водой, Промытые жирные кислоты сливают в приемные резервуары.Преимущества предлагаемой ус ановкидля извлечения жирных кислот иэ соапстокаиллюстрируются приведенным ниже конк- ретным примером осуществления.5 П р и м е р. Технические характеристикиустановки:Объем корпуса реактора, м 27Объем смесите 10 ля,мКоличество сопл-патрубков, шт, .8Диаметр вытяжной трубы, м 0,35 15 Габариты сепаратора, м:ширина 0,7высота 0.7Габариты змеевикового холодильника:проходное сече 20 ние, мдлина, мДлина эжекционнои трубы, м 5Диаметр сопла 25 эжектора, м 0.019Габариты конденсатосборника,м;диаметр 0,7высота 0,8Длина холодильника, м 4 30 Габариты рукавного фильтра, м:диаметр 0,6высота 1Количество рукавов, шт 7Насос центробежный, консольный типа К.35 Технические параметры процесса извлечения жирных кислот из соапстока.Длительность операции,.мин:разложения соапстокасерной кислотой 60 40 отстоя 60промывки 60слива жирных кислот 60Для демонстрации технической эффективности предлагаемой установки анало гичные испытания были проведены наустановке-прототипе, выбранной в качествебазового объекта.Результаты проведенных испытанийсведены в таблицу.50 Из приведенной таблицы видно, чтоприменение предлагаемой установки позволяет по сравнению с прототипом полностью ликвидировать вредные выбросыпаров серной кислоты; полностью утилизи ровать и использовать охлаждающий агент - .воду в производстве; сократить расходохлаждающего агента в 1,2-1,5 раза; полностью утилизировать конденсат (разбавленную серную кислоту) в производстве длявторичного использования.1726501 10 Результаты испытаний установки дляизвлечения жирных кислот из соапстока Температу ра, фС Избыточное да еле" ние, атм.Операции техноло" гическог процесса Длительностьопераций,мин Расход ох"лаждающейводы,мз/ч Степень очистки воздущного выброса от паров,3 охлаждающей воды на выходе конденсата охлаждающей водына входе в реакторев смесителе ИзобПрототип ретение Про- Изоб. тотип ретение т ттг тгг о,5 о,1 тт5 50 - 60 0-15 5 100 Выброс отсут ству- ет Отстой Промыв бо гФормула изобретения 1. 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, укрепленный в верхней части корпуса, выполненный в виде эмеевикового холодильника с каплеотбойным экраном, патрубки подвода исходного сырья, реагента, хладоагента, воды и отвода готового продукта, конденсата, вторичных паров и хладоагента, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью сокращения энергозатрат при ликвидации вредных выбросов в окружающую среду, она снабжена конденсатором. вторичных паров, емкостью для сбора конденсата и выходным фильтром тонкой очистки, при этом конденсатор вторичных паров состоит из вертикальной трубы, в нижней части которой Чмонтирован фильтр-барботер, а верхняя часть соедине на с выходом змеевикового холодильника иимеет эжектор кожухотрубного холодильника и рециркуляционного насоса, причем нагнетательный патрубок эжектора соединен с нижней частью фильтра барботера через 10 трубчатый холодильник и рециркуляционный насос, а выходной фильтр тонкой очистки соединен с верхней частью фильтра-барботера,2, Установка по пЛ, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что фильтрующие элементы выходного фильтра тонкой очистки выполнены из полипропилена, а фильтрующие элементы фильтра-барботера - из фторопласта,, ул. Гагарина, 101 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж Заказ 1248 ВНИИПИ Госуд Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5