專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油專(zhuān)用蒸餾塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于具有沸點(diǎn)差異液體混合物通過(guò)真空蒸餾分離的化工設(shè)備，特別涉及一種使用高酸值原料油制得的粗生物柴油中間品經(jīng)真空蒸餾生產(chǎn)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20828-2007生物柴油的蒸餾塔。
背景技術(shù)：
生物柴油是一種優(yōu)良的石化柴油補(bǔ) 充和替代品。生物柴油是動(dòng)植物油脂與醇(甲醇或乙醇)經(jīng)酯交換反應(yīng)制得的脂肪酸單烷基酯，最典型的為脂肪酸甲酯，以BD100表示，執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20828-2007。生物柴油調(diào)和燃料(B5)執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 25199-2010。發(fā)達(dá)國(guó)家多使用精煉油脂生產(chǎn)生物柴油。國(guó)內(nèi)為避免與人爭(zhēng)糧、與糧爭(zhēng)地，則充分利用地溝油、酸化油等非食用油脂資源。采用地溝油、酸化油等含較多游離脂肪酸和雜質(zhì)的高酸值油脂，可一定程度上降低生產(chǎn)成本和利于廢棄油脂的非食品方向應(yīng)用。以高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油與以精煉油脂生產(chǎn)生物柴油工藝路線不同。高酸值油脂中游離脂肪酸與甲醇酯化產(chǎn)生的水對(duì)后續(xù)的酯化和酯交換有嚴(yán)重阻礙作用。高酸值油脂中含有的雜質(zhì)也會(huì)在酯化反應(yīng)中結(jié)成酸渣，影響反應(yīng)釜的使用和泵轉(zhuǎn)料操作。經(jīng)過(guò)酯化、酯交換、排酸渣等工序后可得到色澤深、不透明，含有一定量脂溶性雜質(zhì)的粗生物柴油。粗生物柴油需經(jīng)過(guò)蒸餾，利用沸點(diǎn)差異切割餾分，獲得色淺透明、符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20828-2007的生物柴油產(chǎn)品，粗生物柴油中的雜質(zhì)則以生物渣油方式排出。由于脂肪酸甲酯存在雙鍵等，在過(guò)高溫度時(shí)聚合、分解等會(huì)明顯加劇，造成生物柴油收率降低、品質(zhì)變差，故蒸餾過(guò)程需要使用真空條件，并嚴(yán)格避免鐵離子、水分等活性物質(zhì)的接觸。真空蒸餾單元中加熱與冷卻的換熱器、真空機(jī)組、泵、自控設(shè)備均可根據(jù)生產(chǎn)線設(shè)計(jì)需要選用標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，管件、材質(zhì)、建設(shè)過(guò)程的空間布局等也可依據(jù)化工原理簡(jiǎn)化選材和安裝。但目前為止尚無(wú)專(zhuān)門(mén)根據(jù)高酸值油脂制得的粗生物柴油化學(xué)性質(zhì)設(shè)計(jì)的高效、節(jié)能專(zhuān)用蒸餾塔。因主體設(shè)備——蒸餾塔的選型不合理、附屬設(shè)備配合不合適造成結(jié)焦、堵塞、產(chǎn)品品質(zhì)惡化、產(chǎn)量低下、排生物渣油困難、渣油浙青化、能耗高、工人操作困難、工藝不穩(wěn)等問(wèn)題極為常見(jiàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種針對(duì)高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油，可連續(xù)蒸餾，排出渣油、自動(dòng)化控制、節(jié)能高效、注重產(chǎn)品品質(zhì)保護(hù)、更高效的蒸餾塔。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油專(zhuān)用蒸餾塔，其特征在于，包括塔體，所述塔體的頂部設(shè)置有蒸餾塔頂部氣體出口，塔體內(nèi)從下往上設(shè)置有底部填料、中部填料和上部填料，塔體的底部設(shè)置有渣油出口，塔體中部還設(shè)置有進(jìn)料入口和底循環(huán)入口，且進(jìn)料入口和底循環(huán)入口位于底部填料與中部填料之間的位置。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述塔體包括塔身上段、塔身主體和塔底裙座。[0010]進(jìn)一步，所述塔身主體的側(cè)面設(shè)置有上部人孔、中部人孔、下部人孔。進(jìn)一步，塔身主體下部設(shè)置有溫度計(jì)探頭套筒。進(jìn)一步，塔身主體下部設(shè)置有對(duì)望視鏡。進(jìn)一步，所述底部填料為鮑爾環(huán)填料。進(jìn)一步，所述塔身上段設(shè)置有便于開(kāi)塔時(shí)沖洗的頂回流入口。進(jìn)一步，所述底部填料、中部填料和上部填料均通過(guò)托架安裝于塔體內(nèi)。本實(shí)用新型可連續(xù)蒸餾，具有排出渣油、自動(dòng)化控制、節(jié)能高效、注重產(chǎn)品品質(zhì)保護(hù)、更高效的優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型主要適用于高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油的蒸餾。本實(shí)用新型的特點(diǎn)可參閱本案圖式及以下較好實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明而獲得清楚地了解。

圖I為本實(shí)用新型的示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。如圖I所示，一種高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油專(zhuān)用蒸餾塔，包括塔體，塔體包括塔身上段3、塔身主體6和塔底裙座9。塔身上段3、塔身主體6、塔底裙座9均采用6mm厚304不銹鋼板焊接；蒸餾塔頂部封頭2、上部收縮封頭4、底部封頭13選用6mm厚橢圓封頭，304不銹鋼材質(zhì)，與蒸餾塔塔身主體6和塔身上段3焊接。蒸餾塔頂部氣體出口 I焊接于部封頭2上。上部人孔5、中部人孔7、下部人孔8焊接于塔身主體6側(cè)面，其中下部人孔8用于安裝浮球液位計(jì)，控制排渣油。塔底裙座9焊接于底部封頭13下。裙座承重圈11焊接于塔底裙座9，并有裙座筋板10加強(qiáng)和裙座固定螺孔用于安裝時(shí)的固定。渣油出口 12焊接在底部封頭13中央，用于引出渣油，自循環(huán)或排出。溫度計(jì)探頭套筒14焊接在塔身主體6下部，用于監(jiān)控渣油溫度。對(duì)望視鏡15安裝在塔身主體6下部，便于觀察渣油流動(dòng)情況，防止結(jié)焦，選用20mm厚玻璃，玻璃膠密封墊片。塔體內(nèi)從下往上設(shè)置有底部填料16、中部填料18和上部填料20，底部填料16和中部填料18之間界定出中部空間17，中部填料18和上部填料20之間界定出上部空間19，上部填料20之上為頂部空間。底循環(huán)入口 24、進(jìn)料入口 23均焊接在塔身主體6中部。塔身主體6中部保留足夠中部空間17便于料液分布和閃蒸蒸發(fā)。其下方的底部填料16為304材質(zhì)# 50鮑爾環(huán)填料，主要起增大蒸發(fā)面積，提高蒸餾效率的作用。中部填料18、上部空間19、上部填料20、頂部空間21，分布于蒸餾塔中上部，起精餾作用，確保蒸出的生物柴油清亮透明，品質(zhì)優(yōu)良。中部填料18選用304材質(zhì)250Y填料，上部填料20選用304材質(zhì)250Y填料。頂回流入口 22焊接在塔身上段3，用于開(kāi)塔時(shí)沖洗，盡快建立蒸餾平衡，待正常蒸餾時(shí)為保證蒸餾效率，常處于關(guān)閉狀態(tài)。每一層填料下均用L50 X 50 X 4，，304角鋼做托架，托架上依具體位置放大篦子、小篦子做托篦和壓箅，篦子層間放對(duì)應(yīng)填料。鮑爾環(huán)填料盡量平整、波紋填料分層成90。交錯(cuò)排布。進(jìn)料分布器使物料盡量分布均勻，但不得憋壓，否則會(huì)明顯影響塔的工作效率。[0022]蒸餾塔所用法蘭均使用PN25規(guī)格，與塔身同材質(zhì)。設(shè)備焊接完成后，設(shè)備主體采用I. OMPa水試壓30分鐘，所有焊口不得有泄漏。設(shè)計(jì)條件為常壓-O. IMPa，常溫-300°C。執(zhí)行JB 4708-2000標(biāo)準(zhǔn)。大于等于DN50開(kāi)孔需補(bǔ)強(qiáng)。視鏡、溫度計(jì)套筒等小件可在設(shè)備吊裝就位后現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)孔制作。安裝時(shí)為保證頂部冷凝液能利用高度差抵消真空影響順利連續(xù)出料，需安裝于高于地面2000mm的基礎(chǔ)或鋼架平臺(tái)上。安裝時(shí)還要留足必要的熱膨脹空間。所有連接處需要嚴(yán)格密封，耐溫300°C，確保蒸餾過(guò)程中 的塔內(nèi)高真空環(huán)境。塔身做保溫層，各物料管線做伴熱線和保溫層。選用導(dǎo)熱油作為熱源。附屬設(shè)備依具體生產(chǎn)要求選用。渣油經(jīng)外循環(huán)強(qiáng)制加熱后經(jīng)底循環(huán)入口 24再次進(jìn)入蒸餾塔內(nèi)蒸發(fā)，當(dāng)其中生物柴油含量足夠低，達(dá)到工藝指標(biāo)后排出渣油。排渣油適量，并注意趁熱及時(shí)吹掃，防止凝堵管道。新鮮原料經(jīng)進(jìn)料入口 23進(jìn)入塔內(nèi)蒸發(fā)。本實(shí)用新型在附屬設(shè)備配合到位的條件下可達(dá)到4t/h的產(chǎn)量，得到的生物柴油品質(zhì)良好。粗生物柴油連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)料，閃蒸迅速分離，塔內(nèi)停留時(shí)間短，使蒸餾過(guò)程的聚合和分解顯著降低；由于蒸餾過(guò)程的快進(jìn)快出也使重組分以常溫可以流動(dòng)的渣油狀態(tài)存在，并沒(méi)有形成橡膠狀的生物浙青；渣油可良好儲(chǔ)存，與石化渣油混合做燃料油用，或者單獨(dú)做燃料油用，并能顯著減少石化渣油燃燒過(guò)程有害氣體的排放。底部重組分的外循環(huán)強(qiáng)加熱可迅速減少渣油中生物柴油的含量，顯著提高蒸餾收率；與靜置的塔底釜式再沸器相比，泵的強(qiáng)制流動(dòng)可減少換熱器傳熱面的結(jié)焦，填料層的表面分布可顯著增加蒸發(fā)面積，對(duì)蒸發(fā)的促進(jìn)極為顯著；塔上部的雙段填料可顯著分離重組分，防止沖料和夾帶，使蒸出的生物柴油色淺透明；對(duì)浮球液位計(jì)、磁浮子液位計(jì)和電動(dòng)閥的應(yīng)用使塔操作更為簡(jiǎn)潔靈巧。304不銹鋼材料的選用顯著減少碳鋼設(shè)備在生物柴油蒸餾過(guò)程對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的不利影響。此蒸餾塔根據(jù)高酸值油脂制得的粗生物柴油化學(xué)性質(zhì)和相應(yīng)真空蒸餾的化工原理專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)檢驗(yàn)確認(rèn)簡(jiǎn)潔實(shí)用、節(jié)能高效，明顯的提高生物柴油的蒸餾效率、收率，降低能耗、成本并提高了生物柴油的質(zhì)量。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等同物界定。
權(quán)利要求1.ー種高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油專(zhuān)用蒸餾塔，其特征在于，包括塔體，所述塔體的頂部設(shè)置有蒸餾塔頂部氣體出ロ，塔體內(nèi)從下往上設(shè)置有底部填料、中部填料和上部填料，塔體的底部設(shè)置有渣油出ロ，塔體中部還設(shè)置有進(jìn)料入ロ和底循環(huán)入ロ，且進(jìn)料入ロ和底循環(huán)入ロ位于底部填料與中部填料之間的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油專(zhuān)用蒸餾塔，其特征在于，所述塔體包括塔身上段、塔身主體和塔底裙座。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油專(zhuān)用蒸餾塔，其特征在干，所述塔身主體的側(cè)面設(shè)置有上部人孔、中部人孔、下部人孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油專(zhuān)用蒸餾塔，其特征在于，所述塔身主體下部設(shè)置有溫度計(jì)探頭套筒。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油專(zhuān)用蒸餾塔，其特征在于，所述塔身主體下部設(shè)置有對(duì)望視鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油專(zhuān)用蒸餾塔，其特征在于，所述底部填料為鮑爾環(huán)填料。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油專(zhuān)用蒸餾塔，其特征在于，所述塔身上段設(shè)置有便于開(kāi)塔時(shí)沖洗的頂回流入ロ。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油專(zhuān)用蒸餾塔，其特征在于，所述底部填料、中部填料和上部填料均通過(guò)托架安裝于塔體內(nèi)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油專(zhuān)用蒸餾塔，包括塔體，所述塔體的頂部設(shè)置有蒸餾塔頂部氣體出口，塔體內(nèi)從下往上設(shè)置有底部填料、中部填料和上部填料，塔體的底部設(shè)置有渣油出口，塔體中部還設(shè)置有進(jìn)料入口和底循環(huán)入口，且進(jìn)料入口和底循環(huán)入口位于底部填料與中部填料之間的位置。本實(shí)用新型可連續(xù)蒸餾，具有排出渣油、自動(dòng)化控制、節(jié)能高效、注重產(chǎn)品品質(zhì)保護(hù)、更高效的優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型主要適用于高酸值油脂生產(chǎn)生物柴油的蒸餾。
文檔編號(hào)C11B3/12GK202576379SQ201220182940
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者姚東陽(yáng), 陳濤 申請(qǐng)人:陜西德融新能源股份有限公司