本實(shí)用新型涉及一種用于脂肪酸酯脫酸脫臭的汽提填料塔，同時(shí)也適用于動(dòng)植物油脂的脫酸、脫臭。

背景技術(shù)：

脂肪酸酯用途廣泛。例如，生物柴油(一種替代燃料)包含酯(例如脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯等)。一些低分子量的酯是揮發(fā)性的，具有令人愉快的氣味，這使得它們可用作芳香劑或調(diào)味劑。脂肪酸酯也被用作大漆、油漆、清漆等的溶劑。酯也可以用作樹脂和塑料中的軟化劑、增塑劑、阻燃劑以及在汽油和油中的添加劑。此外，酯可以在聚合物、薄膜、紡織品、染料和藥品的制造中使用。因此，脂肪酸酯在當(dāng)今時(shí)代是非常有用的。

脂肪酸酯可以從石油中提取。但是這種方法耗能高且昂貴。并且，頻繁裂化粗石油中的長(zhǎng)鏈烴以產(chǎn)生更小的單體是個(gè)低效的方法。然后這些單體被用作原材料以制造更復(fù)雜的特殊化學(xué)品。裂化汽油或石油的這種方法是對(duì)環(huán)境有害的。由于這些起始材料的成本與石油價(jià)格掛鉤，因此制備這些脂肪酸酯的成本也將隨著石油價(jià)格的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)。

由于石油提取存在環(huán)境破壞的風(fēng)險(xiǎn)，因此脂肪酸酯的生產(chǎn)目前廣泛使用的方法是利用從動(dòng)植物油中提取的單體脂肪酸與烷基醇(如甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、異辛醇等)酯化，再經(jīng)脫酸、脫臭等工序制成。如常用的脂肪酸甲酯、十二十四酸異丙酯、十六十八酸異丙酯、異辛酯，油酸丁酯、異辛酯等都可以通過(guò)該方法制成。

脂肪酸與烷基醇酯化反應(yīng)結(jié)束后，還有少量游離脂肪酸存在，游離脂肪酸會(huì)嚴(yán)重影響油酯的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性和使用品質(zhì)，如酸敗味、煙點(diǎn)低等問(wèn)題。因此游離脂肪酸的含量受到嚴(yán)格控制，特別是用于與人體皮膚接觸的護(hù)膚品、用于添加到高端潤(rùn)滑油中油酸酯等，其游離脂肪酸含量要求小于0.1％。所以在生產(chǎn)過(guò)程中脫酸是十分關(guān)鍵的工藝之一，游離脂肪酸脫不凈，直接影響酯產(chǎn)品的質(zhì)量，無(wú)法應(yīng)用于下游產(chǎn)品中。

目前，國(guó)內(nèi)外的油脂脫酸工藝已從原來(lái)的堿煉的化學(xué)脫酸法發(fā)展到真空精餾的物理脫酸法。物理脫酸法的突出優(yōu)點(diǎn)是：工藝簡(jiǎn)潔，無(wú)廢水，油脂得率高，產(chǎn)品質(zhì)量好。物理脫酸法利用游離脂肪酸的沸點(diǎn)低于脂肪酸酯的沸點(diǎn)進(jìn)行脫酸，其核心設(shè)備是汽提填料塔，油酯液從塔頂部進(jìn)入，油酯液在重力的作用向下移動(dòng)，水蒸汽從塔底部噴入，在塔頂真空的抽引下，水蒸汽向上升。水蒸汽與油酯液呈逆流連續(xù)通過(guò)填料層的空隙，在填料表面接觸，油酯液中的游離脂肪酸在高溫、高真空狀態(tài)下達(dá)到沸點(diǎn)、汽化并與水蒸汽溶合共沸，流向塔頂冷凝后移出系統(tǒng)外，達(dá)到脫酸目的；沸點(diǎn)高的油酯繼續(xù)向下移動(dòng)作為脫酸后的產(chǎn)品。

為了有效脫除產(chǎn)品中的游離酸，汽液兩相不僅要表面充分接觸，而且接觸次數(shù)越多，游 離脂肪酸越容易脫離油酯。但現(xiàn)有物理脫酸法技術(shù)存在以下問(wèn)題：

1、常規(guī)的汽提塔塔內(nèi)桶是固定不動(dòng)的，油酯液體自塔頂噴入后在填料表面容易分布不均或成細(xì)流或走短路，使填料的實(shí)際有效理論塔板數(shù)降低至60％左右；

2、為了有足夠的接觸交換次數(shù)，常規(guī)的汽提塔必須提高填料高度，常規(guī)的填料高度5000～10000mm，填料高度越高，整塔的壓力降越大，需要提高塔底加熱溫度來(lái)使游離脂肪酸汽化，但當(dāng)游離脂肪酸的汽化溫度超過(guò)240℃時(shí)會(huì)發(fā)生分子裂解，產(chǎn)生難聞異味，導(dǎo)致產(chǎn)品不合格。

所以既要降低塔填料高度，又要保持汽提分離效果，需研制出一種新型的汽提填料塔。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種新型的自旋式汽提填料塔。具有脫酸效率高、產(chǎn)品質(zhì)量高的優(yōu)點(diǎn)，解決了常規(guī)的汽提塔效率低、脫酸效果差的技術(shù)問(wèn)題。

本實(shí)用新型提供了一種新型的自旋式汽提填料塔，它包括塔體、上支撐架、下支撐架、中心軸、塔內(nèi)筒、位于塔內(nèi)筒上方的進(jìn)料裝置、位于塔內(nèi)筒下方的驅(qū)動(dòng)裝置；

上支撐架和下支撐架設(shè)置與中心軸配套的中心孔，以中心孔為中心延伸支腳，支腳末端與塔體焊接相連；中心軸與上支撐架和下支撐架通過(guò)滾珠軸承相連；

塔內(nèi)筒包括筒體、中間的填充材料金屬絲網(wǎng)、用于封口的蓋板、用于支撐的底板；所述蓋板與底板為圓環(huán)形帶孔板，開孔率為40％-66％，優(yōu)選50％-60％；其內(nèi)孔及外環(huán)沿著圓周均帶有翻邊；通過(guò)螺栓將蓋板與底板的翻邊與中心軸及筒體相連，從而將整個(gè)塔內(nèi)桶連接在中心軸上；塔內(nèi)桶位于上支撐架和下支撐架之間。本實(shí)用新型的塔內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，從塔頂部流下的液體流被快速旋轉(zhuǎn)的填料金屬絲網(wǎng)切割分散成無(wú)數(shù)微細(xì)液滴，形成霧狀，極大擴(kuò)展了液體的表面積，與從底部噴入的水蒸汽接觸面增大，液體中游離脂肪酸更容易蒸發(fā)及溶入水蒸汽中，同時(shí)霧狀酯液完全覆蓋，填料表面不留任何死角，極大提高了填料的效率，從而達(dá)到游離脂肪酸與油酯的徹底分離。本發(fā)明的蓋板與底板為圓環(huán)形帶孔板，開孔率為40％-66％，優(yōu)選50％-60％，開孔率太小，影響物料的流動(dòng)，開孔率太大，影響裝置的穩(wěn)固性。

驅(qū)動(dòng)裝置包括葉輪、蒸汽噴嘴；葉輪內(nèi)孔沿圓周方向帶有翻邊，通過(guò)螺栓將翻邊與中心軸相連；蒸汽噴嘴位于葉輪下方，噴入蒸汽可使葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，葉輪帶動(dòng)中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)塔內(nèi)筒轉(zhuǎn)動(dòng)；本實(shí)用新型利用本身就會(huì)噴入的水蒸汽作動(dòng)力來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)塔內(nèi)桶從而帶動(dòng)填料轉(zhuǎn)動(dòng)，更有效的利用水蒸氣，做完功后的水蒸汽在塔頂真空泵的抽引下上升進(jìn)入填料層，與酯液接觸，與游離脂肪酸共沸一起上升移出塔外；而傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)軸密封易漏氣，影響分離效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

進(jìn)料裝置包括壓力式分布器。

筒體與蓋板或底板之間連接的螺栓不少于8顆。

上支撐架、下支撐架的支腳為3-6根。

葉輪的葉片為8-12葉。

塔體直徑為0.6米-2米。塔內(nèi)筒的直徑為塔體直徑的95％-97％。葉輪的直徑為塔體直徑的85％-90％。塔內(nèi)筒的直徑小于塔體直徑，意味著塔內(nèi)桶與塔體之間有縫隙，從而可以實(shí)現(xiàn)塔內(nèi)桶可以在塔體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)?？p隙不能太小，太小的話塔內(nèi)桶晃動(dòng)的話可能撞到塔體從而產(chǎn)生危險(xiǎn)；縫隙也不能太大，太大的話頂部噴入的物料可能從縫隙直接落下來(lái)，而沒(méi)有被填料金屬絲網(wǎng)切割、霧化，因此造成與水蒸氣接觸不充分，從而引起游離脂肪酸未分離完全，造成產(chǎn)品質(zhì)量不合格。本實(shí)用新型控制塔內(nèi)筒的直徑為塔體直徑的95％-97％，縫隙既不會(huì)過(guò)小也不會(huì)過(guò)大，產(chǎn)品脫酸效果好、產(chǎn)品質(zhì)量高。

塔體下部設(shè)置有視鏡及光電測(cè)速儀，光電測(cè)速儀通過(guò)視鏡檢測(cè)塔內(nèi)筒的轉(zhuǎn)速。內(nèi)膽轉(zhuǎn)速的快慢由噴入蒸汽的壓力來(lái)調(diào)節(jié)，由光電測(cè)速儀與壓力儀表及電動(dòng)蒸汽閥門聯(lián)動(dòng)，壓力越高，動(dòng)力越足，轉(zhuǎn)速越快，通常塔外蒸汽壓力0.1-0.3mpa時(shí)可控制轉(zhuǎn)速為60～150轉(zhuǎn)/分；內(nèi)筒轉(zhuǎn)速不能過(guò)快，過(guò)快的話容易將物料甩向筒體甚至塔內(nèi)桶與筒體之間的縫隙，導(dǎo)致物料與水蒸氣接觸不夠，造成產(chǎn)品質(zhì)量不合格；內(nèi)筒轉(zhuǎn)速也不能過(guò)慢，過(guò)慢的話填料金屬絲網(wǎng)對(duì)物料的切割、霧化不夠，也能造成產(chǎn)品質(zhì)量不合格，本實(shí)用新型通過(guò)調(diào)整蒸汽噴入量控制塔內(nèi)筒的轉(zhuǎn)速為30～120轉(zhuǎn)/分，優(yōu)選60～80轉(zhuǎn)/分，脫酸效果好、收率高、產(chǎn)品質(zhì)量好。

塔內(nèi)桶填料高度為2500-3500mm。

本實(shí)用新型還提供了一種利用上述自旋式汽提填料塔對(duì)脂肪酸酯進(jìn)行脫酸脫臭的方法，其步驟包括：

a、塔頂抽真空，控制塔頂真空殘壓：≤200pa；

b、蒸汽噴嘴噴入蒸汽并通過(guò)調(diào)整蒸汽噴入量控制塔內(nèi)筒的轉(zhuǎn)速為30～120轉(zhuǎn)/分，優(yōu)選60～80轉(zhuǎn)/分；內(nèi)膽轉(zhuǎn)速的快慢由噴入蒸汽的壓力來(lái)調(diào)節(jié)，由光電測(cè)速儀與壓力儀表及電動(dòng)蒸汽閥門聯(lián)動(dòng)，壓力越高，動(dòng)力越足，轉(zhuǎn)速越快，通常塔外蒸汽壓力0.1-0.3mpa時(shí)可控制轉(zhuǎn)速為60～80轉(zhuǎn)/分；

c、進(jìn)料裝置噴入210～240℃的物料；

d、物料與蒸汽在塔內(nèi)充分混合后，蒸汽從塔體上部管道排出經(jīng)冷凝后作為廢料，收集從塔體下部管道流出的產(chǎn)品，即可。

附圖說(shuō)明

圖1自旋式汽提填料塔的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為自旋式汽提填料塔的整體結(jié)構(gòu)示意圖的A部放大圖；

圖3為上支撐架及下支撐架的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

通過(guò)下面給出的具體實(shí)施例，可以進(jìn)一步清楚的了解本實(shí)用新型，但他們不是對(duì)本實(shí)用新型的限定。

實(shí)施例1：

如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種自旋式汽提填料塔，包括塔體1、上支撐架3、下支撐架4、中心軸5、塔內(nèi)筒、位于塔內(nèi)筒上方的進(jìn)料裝置2、位于塔內(nèi)筒下方的驅(qū)動(dòng)裝置；進(jìn)料裝置2包括常規(guī)的壓力式分布器13，可將物料均勻噴灑于塔內(nèi)桶上；

如圖3所示上支撐架3和下支撐架4設(shè)置與中心軸5配套的中心孔，以中心孔為中心延伸3-6跟支腳6，支腳6末端與塔體1焊接相連；中心軸5與上支撐架3和下支撐架4通過(guò)滾珠軸承相連；中心軸和支撐架將塔內(nèi)桶、驅(qū)動(dòng)裝置連接在塔體1上，起到了連接及承重的作用；

如圖1、圖2所示，塔內(nèi)筒包括筒體7、中間填充2500-3500mm高的金屬絲網(wǎng)10、用于封口的蓋板8、用于支撐的底板9；所述蓋板8與底板9為圓環(huán)形帶孔板，其內(nèi)環(huán)及外環(huán)均帶有翻邊；通過(guò)螺栓將蓋板8與底板9的翻邊與中心軸5及筒體7相連，從而將整個(gè)塔內(nèi)桶連接在中心軸5上；筒體7與蓋板8或底板9之間連接的螺栓不少于8顆；塔內(nèi)桶位于上支撐架3和下支撐架4之間；

驅(qū)動(dòng)裝置包括葉片為8-12葉的葉輪11、蒸汽噴嘴12；葉輪11內(nèi)孔沿圓周方向帶有翻邊，通過(guò)螺栓將翻邊與中心軸5相連；蒸汽噴嘴12位于葉輪11下方，噴入蒸汽可使葉輪11轉(zhuǎn)動(dòng)，葉輪11帶動(dòng)中心軸5轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)塔內(nèi)筒轉(zhuǎn)動(dòng)，葉輪11位于塔內(nèi)桶及下支撐架4之間；

塔體1直徑為0.6米-2米；筒體7的直徑為塔體1直徑的95％-97％；葉輪11的直徑為塔體1直徑的85％-90％；

塔體下部設(shè)置有視鏡14及光電測(cè)速儀15，光電測(cè)速儀15通過(guò)視鏡14檢測(cè)塔內(nèi)筒的轉(zhuǎn)速。塔內(nèi)桶轉(zhuǎn)速的快慢由噴入蒸汽的壓力來(lái)調(diào)節(jié)。如圖1所示，蒸汽從蒸汽管道19進(jìn)入蒸汽氣泡21，通過(guò)光電測(cè)速儀15及壓力式電動(dòng)閥門20聯(lián)動(dòng)控制壓力，壓力越高，動(dòng)力越足，蒸汽流量越大(通過(guò)蒸汽流量計(jì)18檢測(cè)流量)，轉(zhuǎn)速越快，塔外蒸汽壓力0.1-0.3mpa可控制轉(zhuǎn)速60～80/分。

本實(shí)用新型的脂肪酸酯脫酸脫臭的方法，其步驟包括：

a、塔頂抽真空，控制塔頂真空殘壓：≤200pa；

b、蒸汽噴嘴12噴入蒸汽并通過(guò)調(diào)整蒸汽噴入量控制塔內(nèi)筒的轉(zhuǎn)速為30～120轉(zhuǎn)/分，優(yōu)選60～80轉(zhuǎn)/分；

c、進(jìn)料裝置2噴入210～240℃的物料；

d、物料與蒸汽在塔內(nèi)充分混合后，蒸汽從塔體上部管道16排出經(jīng)冷凝后作為廢料，收集 從塔體下部管道17流出的產(chǎn)品，即可。

實(shí)施例2：葉輪11位于下支撐架4下方，其余與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例3：考察內(nèi)筒轉(zhuǎn)速與脫酸效果：

條件：實(shí)施例1自旋式汽提塔，塔體直徑DN1000；填料規(guī)格：CY700型；高度：3000mm；

步驟：

a、塔頂抽真空，控制塔頂真空殘壓：≤200pa；

b、蒸汽噴嘴噴入蒸汽并通過(guò)調(diào)整蒸汽噴入量控制塔內(nèi)筒的轉(zhuǎn)速為約80轉(zhuǎn)/分；

c、進(jìn)料裝置噴入220℃的十二十四酸異丙酯，進(jìn)料速度為1500L/小時(shí)；

d、物料與蒸汽在塔內(nèi)充分混合后，蒸汽從塔體上部管道排出經(jīng)冷凝后作為廢料，收集從塔體下部管道流出的產(chǎn)品，檢查游離酸含量，結(jié)果見(jiàn)下表1。

表1：內(nèi)筒轉(zhuǎn)速與脫酸效果

結(jié)論：從上表可以看出，內(nèi)筒轉(zhuǎn)速30～120轉(zhuǎn)/分時(shí)游離酸含量小于0.5％，內(nèi)筒轉(zhuǎn)速為60～80轉(zhuǎn)/分時(shí)，游離酸含量小于0.2％。轉(zhuǎn)速太大或太小均可影響產(chǎn)品質(zhì)量。

實(shí)施例4：

填料高度與產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)的對(duì)比：

條件：實(shí)施例1自旋式汽提塔，塔體直徑：DN1000；填料規(guī)格CY700型；

步驟：

a、塔頂抽真空，控制塔頂真空殘壓：≤200pa；

b、蒸汽噴嘴噴入蒸汽并通過(guò)調(diào)整蒸汽噴入量控制塔內(nèi)筒的轉(zhuǎn)速為約80轉(zhuǎn)/分；

c、進(jìn)料裝置噴入220℃的十二十四酸異丙酯，進(jìn)料速度為1500L/小時(shí)；

d、物料與蒸汽在塔內(nèi)充分混合后，蒸汽從塔體上部管道排出經(jīng)冷凝后作為廢料，收集從塔體下部管道流出的產(chǎn)品，檢查各指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)下表2。

表2：填料高度與產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)的對(duì)比

結(jié)論：填料高度過(guò)高過(guò)過(guò)低都會(huì)產(chǎn)生產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，本實(shí)用新型選擇填料高度在2500-3500mm，產(chǎn)品質(zhì)量合格。