液下泵应用于脂肪酸生产

皂脚脂肪酸提取工艺的设备需具备以下三个特点:

(一)耐腐蚀

在皂脚脂肪酸的提取过程中,不论是酸化工艺还是酸性水解工艺中都涉及到硫酸,因此要求设备要有很高的防腐能力,凡接触到硫酸的反应器或储存罐,所用材料应为衬铅(或搪铅)、杉木涂清漆、耐酸砖板或玻璃钢衬里、耐酸塑料、不锈钢等。对硫酸的防腐性以辉绿岩铸石板衬里为好,它的寿命比铅材长几倍到十几倍。不锈钢的一次性投资大,但使用成本低,因此它已逐渐取代了其他耐酸材料。

(二)高真空度

粗脂肪酸蒸馏时需要较高的真空度,这是脂肪酸沸点较高所决定的。一般植物油的主要脂肪酸在常压下的沸点达300℃,在这样的高温下蒸馏,将造成脂肪酸部分分解,生成酸酐、酮、烃、短碳链脂肪酸等。同时,不饱和脂肪酸还部分发生聚合作用,生成聚合脂肪酸、含氧酸、内酯、醇、烃及其他产物,从而降低产品的质量,减少得率。

理论上,蒸馏时真空度越高,温度就可以越低。但在实际生产中,由于抽真空设备能力的限制,往往不能满足这样的要求,一般W型真空泵及水喷射泵不适于热不稳定性脂肪酸的蒸馏操作,而水汽喷射泵、三级蒸汽喷射泵等能达到残压1.32kPa,使脂肪酸的沸点降到250℃以下,大大降低了分解和聚合所引起的产品损失,因而基本上是适用的。

(三)加热方式

对于高沸点的脂肪酸蒸馏,除要求有较高的真空度外,还必须选择合适的加热方式。目前的加热方式有多种,各有利弊,应根据具体条件选择。

(1)饱和水蒸气加热饱和水蒸气是很好的传热介质,但通常只在200℃以下使用。因250℃的饱和蒸汽已相当于4.OMPa的压力,这样高压力的锅炉一般的植物油生产厂是不具备的。

(2)烟道气加热烟道气加热虽然设备简单,投资少,但传热系数很低(约11.63~18.03W/m2•K),而且局部容易过热,温度难以控制。

(3)高沸点矿物油用高沸点矿物油加热,将油温控制在350℃以下是可行的,且此方法价格低廉。但此方法的热稳定性较差,对过热现象敏感。循环泵短时间停车也能造成油的过热和分解。使用时间久了,矿物油粘度急剧上升,变成胶质状玷污换热面。开始操作时如矿物油中含水分,往往会使设备振动。

(4)水银加热水银在400C时,饱和蒸气压力仅为0.2MPa且热稳定性好。但水银蒸气有剧毒,必须严加密闭。水银还价格昂贵,操作控制不易掌握。

(5)熔盐加热熔盐混合物(硝酸钾53%,亚硝酸钠40%,硝酸钠7%)的最大优点是常压下使用即可得高温,应用限度达540℃。但其熔点高(142℃),循环使用时需要压力蒸汽伴随保温。

(6)联苯混合物加热联苯混合物(有时称道生)是联苯(26.5%)及联苯醚(73.5%)的低共熔和共沸混合物,常压下沸点是258℃,凝固点123℃,临界温度528℃,临界压力4MPa。

加热时可使用道生蒸气或液体道生,最高使用温度370℃,道生作为载热体的主要优点是在低压下达到高温,能均匀方便地调节温度,装置费用较小,便于管理。道生渗透性强,管道应用无缝钢管,管道连接最好是焊接或用凹凸法兰及金属垫片。阀门宜用波形管密封阀。自然循环时,道生蒸汽室与被加热设备之间要有4m左右的位差。强制循环时,泵最好选用屏蔽泵,也可用液下泵增加一回流槽。道生有刺鼻气味。

(7)电加热电加热是将电热棒直接装在蒸馏釜内。电热棒由多孔瓷棒、镍铬合金电热丝、套管、硅酸铝耐火纤维等材料组合后装在U型不锈钢管内组成。这种装置简便清洁卫生,使用方便

(8)水解锅加热水解锅是用不锈钢制成的中空的圆柱体,在圆柱体底部装有直接蒸汽加热管,末端的蒸汽管呈圆盘形,并开有直径2~6mm的若干小孔。直接蒸汽从小孔中喷出,能均匀地使蒸汽与水解物接触。在水解锅顶部有排气管。在操作时,由于水解锅内呈封闭状态,直接蒸汽的冷凝和顶部排气管的少量放空使物料翻动。水解锅的直接蒸汽管道装有止退阀,以防锅炉在加水时水解锅内压力高,脂肪酸倒压进人锅炉内出现事故。