一種粗甘油的濃縮方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種粗甘油的濃縮方法，更具體地說，本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)生物柴油 得到的粗甘油的提濃方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 生物柴油作為潛在的柴油能源替代品，近年來得到越來越多的重視。生物柴油具 有幾乎不含硫和芳烴，十六烷值高，潤滑性能好，存儲運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)，可以按一定比例與 石化柴油調(diào)和使用，降低油耗，并降低有毒氣體的排放。
[0003]生物柴油可通過動植物油脂經(jīng)酯化和酯交換反應(yīng)制得，其主要成分是脂肪酸單烷 基酯，此外，還可能含有允許量的甘油單酯、甘油二酯等物質(zhì)。酯交換法有化學(xué)法和生物酶 法之分，其中酯交換的化學(xué)法是目前工業(yè)生產(chǎn)生物柴油的主要方法，可以有酸催化、堿催 化、超臨界和亞臨界等方法。
[0004]酯交換的方法生產(chǎn)生物柴油會副產(chǎn)甘油，生物柴油的原料不同，得到的粗甘油的 濃度也不同，其濃度一般低于40 %，需要提濃至80 %以上才具有市場價值。
[0005] 專利CN10147544B中提到甘油的濃縮，采用的是傳統(tǒng)的蒸發(fā)脫水方式，能得到濃 度高于80%的甘油，但一次蒸發(fā)的能耗很高。
[0006] 專利89103020. 4中對三效蒸發(fā)提濃甘油有詳細(xì)的說明，相比于傳統(tǒng)的蒸餾，三效 蒸發(fā)有其顯著的節(jié)能特點(diǎn)，蒸汽使用量是傳統(tǒng)蒸餾50%甚至更低，但三效蒸發(fā)因其上下效 之間的換熱關(guān)聯(lián)，生產(chǎn)中對其操作要求比較高，操作波動會顯著影響甘油的濃度；另一方 面，雖然其蒸汽使用量已經(jīng)顯著減少，但50%的蒸汽使用量仍然使生產(chǎn)成本維持在較高的 水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種更加節(jié)能粗甘油的濃縮方法。該方法不需要 外供蒸汽作為熱源，能耗低，并且設(shè)備少，操作簡單，可得到濃度穩(wěn)定的粗甘油。
[0008]本發(fā)明提供了一種粗甘油的濃縮方法，包括以下步驟：
[0009] (1)將粗甘油在第一蒸餾塔中蒸餾，得到蒸汽和濃縮后的甘油；
[0010] (2)將步驟（1)中得到的蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)增壓升溫，升溫后的蒸汽返回步驟（1)中， 作為粗甘油蒸餾的熱源。
[0011] 優(yōu)選地，所述的粗甘油的濃縮方法，進(jìn)一步包括：
[0012] (3)步驟⑵中的蒸汽作為粗甘油蒸餾的熱源，并被降溫冷凝，得到的凝液作為步 驟（1)中第一蒸餾塔的塔頂回流。
[0013]本發(fā)明提供了一種粗甘油的濃縮裝置，所述的濃縮裝置包括依次連通的第一蒸餾 塔、壓縮機(jī)和第一換熱器，所述的第一蒸餾塔塔頂氣相出口連通壓縮機(jī)入口，所述的壓縮機(jī) 出口連通第一換熱器管程或殼程入口，第一換熱器另一程出口連通蒸餾塔進(jìn)料口。
[0014]本發(fā)明提供的粗甘油濃縮裝置中，所述的蒸餾塔為任一類型的蒸餾塔，用于粗甘 油中甘油和水的分離。所述的壓縮機(jī)為任一類型的蒸汽壓縮機(jī)，用于分離出的蒸汽的壓縮 升溫。所述的換熱器為任一類型的換熱器，優(yōu)選立式換熱器，用于粗甘油蒸餾的加熱。
[0015] 本發(fā)明提供的粗甘油濃縮方法的有益效果為：
[0016] 本發(fā)明提供的方法將粗甘油蒸餾得到的蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)增壓升溫后作為自身蒸餾 的熱源，不需要外供蒸汽，能耗更低，并且本發(fā)明提供的方法中涉及的設(shè)備少，更易操作，可 得到濃度穩(wěn)定的濃縮甘油產(chǎn)品。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明提供的粗甘油濃縮方法及設(shè)備的流程示意圖；
[0018] 圖2是本發(fā)明提供的粗甘油濃縮方法的另一種實(shí)施方式的餾程示意圖；
[0019] 圖3是對比例的粗甘油濃縮方法的流程示意圖。
[0020] 其中：A-第一蒸餾塔；B-壓縮機(jī)；C-第一換熱器、E-第二換熱器；D-冷卻器；F-第 二蒸餾塔；1~6-管線。
[0021] AU A2、A3- -、二、三效蒸發(fā)器；Bl、B2、B3- -、二、三效蒸發(fā)罐；Cl-粗甘油預(yù)熱 器；Dl-蒸汽冷凝器；12- -效進(jìn)料；13- -效蒸發(fā)器出料；14- 一效蒸發(fā)器蒸汽；15-二效蒸 發(fā)器進(jìn)料；16-二效蒸發(fā)器出料；17-二效蒸發(fā)器蒸汽；18-三效蒸發(fā)器進(jìn)料；19-三效蒸發(fā) 器出料；20-三效蒸發(fā)器蒸汽；21-三效蒸發(fā)器出料；22-三效蒸發(fā)器蒸汽；23-蒸汽凝液。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 以下詳細(xì)說明本發(fā)明提供的粗甘油濃縮方法的【具體實(shí)施方式】。
[0023] -種粗甘油的濃縮方法，包括以下步驟：
[0024] (1)將粗甘油在第一蒸餾塔中蒸餾，得到蒸汽和濃縮后的甘油；
[0025] (2)將步驟（1)中得到的蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)增壓升溫，升溫后的蒸汽返回步驟（1)中， 作為粗甘油蒸餾的熱源。
[0026] 本發(fā)明提供的方法中，所述的粗甘油是含水量為30wt%~90wt%的甘油水溶液， 優(yōu)選含水量為50wt %~90wt %。
[0027] 本發(fā)明提供的方法中，甘油在溫度高于160°C后會縮合結(jié)焦，所述的粗甘油的蒸餾 溫度為l〇〇°C~160°C，優(yōu)選為IKTC~150°C。
[0028] 更具體地，步驟（1)中所述的第一蒸餾塔的操作條件為，塔頂溫度為不低于 KKTC，塔頂壓力為不低于0.1 MPa，塔底溫度為110~160°C ;蒸汽由塔頂出料，溫度為不低 于0.1 MPa，塔底出料為濃縮后的甘油產(chǎn)品，組成為50wt%~90wt%。
[0029] 本發(fā)明提供的方法中，將粗甘油進(jìn)行蒸餾，得到蒸汽和濃縮后的甘油，蒸汽經(jīng)壓縮 機(jī)進(jìn)行增壓升溫，步驟（2)中蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)增壓升溫后，溫度為120~170°C，壓力為0. 2~ 1.0 MPa。升溫后的蒸汽作為粗甘油蒸餾再沸器的熱源，不需要外供蒸汽。
[0030] 本發(fā)明提供的方法中，粗甘油是經(jīng)蒸餾過程進(jìn)行濃縮，需要有一定的回流，可以從 外部引入新鮮水進(jìn)行回流，也可以將作為再沸器熱源的蒸汽冷凝后得到的凝液進(jìn)一步冷卻 作為蒸餾的回流。
[0031] 優(yōu)選地，所述的粗甘油的濃縮方法，進(jìn)一步包括：
[0032] (3)步驟⑵中的蒸汽作為粗甘油蒸餾的熱源后冷凝，得到的凝液作為步驟⑴中 第一蒸餾塔的塔頂回流。其中，所述的蒸汽與粗甘油原料換熱，溫度為120~170°C，經(jīng)換熱 到100~150°C后，作為塔頂回流返回粗甘油蒸餾塔中。
[0033] 本發(fā)明提供的方法中，所述的粗甘油的蒸餾壓力不低于0.1 MPa(絕對壓力）。因蒸 汽經(jīng)壓縮機(jī)增壓升溫作為自身的熱源，為降低能耗，壓縮機(jī)的入口壓力需不低于常壓。
[0034] 本發(fā)明提供的方法中，蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)增壓后的出口溫度應(yīng)高于其進(jìn)口溫度KTC以 上，所述的壓縮機(jī)出口溫度為IKTC~170°C，優(yōu)選為120°C~160°C。
[0035] 本發(fā)明提供的方法中，所述的凝液進(jìn)一步冷卻溫度不低于40°C。
[0036] 優(yōu)選地，所述的粗甘油的濃縮方法，進(jìn)一步包括：
[0037] (4)將步驟（1)中得到的濃縮后的甘油引入第二蒸餾塔中進(jìn)一步蒸餾，得到蒸汽 和濃縮甘油產(chǎn)品。
[0038] 所述的第二蒸餾塔的蒸餾溫度為KKTC~180°C，優(yōu)選為KKTC~150°C。
[0039] 更具體地，步驟（1)中粗甘油蒸餾在蒸餾塔中進(jìn)行，塔頂溫度為不低于KKTC，塔 頂壓力為不低于0.1 MPa，塔底溫度為110~160°C;蒸汽由塔頂出料，溫度為不低于100°C， 塔底出料為濃縮后的甘油產(chǎn)品，組成為50wt%~90wt%。
[0040] 所述的第二蒸餾塔的再沸器熱源由經(jīng)壓縮機(jī)增壓升溫的蒸汽提供。
[0041] 一種粗甘油的濃縮裝置，包括依次連通的蒸餾塔、壓縮機(jī)和換熱器，所述的蒸餾塔 塔頂氣相出口連通壓縮機(jī)入口，所述的壓縮機(jī)出口連通換熱器管程或殼程入口，換熱器另 一程出口連通蒸餾塔進(jìn)料口。
[0042] 優(yōu)選地，還包括第二蒸餾塔和第二換熱器，所述的蒸餾塔塔底物料出口與第二換 熱器連通，第二換熱器出口連通第二蒸餾塔進(jìn)料口，所述的壓縮機(jī)出口連通第二換熱器另 一程入口。
[0043] 本發(fā)明提供的方法中，所述的第一蒸餾塔、第二蒸餾塔為任一類型的蒸餾塔，用于 粗甘油中甘油和水的分離。只需保證甘油不從塔頂分離出來，優(yōu)選只有精餾段的蒸餾塔。 [0044] 所述的壓縮機(jī)為任一類型的蒸汽壓縮機(jī)，可以是螺桿式、離心式等，用于分離出的 蒸汽的壓縮升溫。
[0045] 所述的換熱器為任一類型的的換熱器，優(yōu)選立式換熱器，作為粗甘油蒸餾的再沸 器使用，粗甘油優(yōu)選從換熱器底部進(jìn)料。
[0046] 以下參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明提供的粗甘油濃縮裝置和方法，但本發(fā)明不因此受 到限制。
[0047] 附圖1為本發(fā)明提供的粗甘油濃縮方法和裝置的流程示意圖，如附圖1所示，一種 粗甘油的濃縮設(shè)備包括依次連通的第一蒸餾塔A、壓縮機(jī)B和第一換熱器C，所述的第一蒸 餾塔A塔頂氣相出口連通壓縮機(jī)B入口，所述的壓縮機(jī)B出口連通第一換熱器C管程或殼 程入口，第一換熱器C另一程出口連通第一蒸餾塔A進(jìn)料口。
[0048] -種粗甘油的濃縮方法，粗甘油經(jīng)第一換熱器C預(yù)熱后進(jìn)入第一蒸餾塔A中蒸餾， 第一蒸餾塔A的操作壓力為不低于0.1 Mpa，溫度為100~160°C。第一蒸餾塔A塔頂?shù)玫降?蒸汽溫度為不低于KKTC，壓力為不低于0.1 Mpa，蒸汽經(jīng)管線2進(jìn)入壓縮機(jī)B中增壓升溫， 壓力為0. 2~1.0 MPa，溫度為120~170°C，增壓后的蒸汽經(jīng)管線3進(jìn)入第一換熱器C中作 為熱源與粗甘油原料換熱，換熱后蒸汽溫度降低，蒸汽溫度為120~170°C，再經(jīng)冷卻器D進(jìn) 一步降溫到100~150°C后經(jīng)管線7作為回流液返回第一蒸餾塔A的塔頂。
[0049] 附圖2為本發(fā)明提供的粗甘油濃縮方法和裝置的另一種實(shí)施方式的流程示意圖， 與附圖1不同的是，所述的粗甘油濃縮裝置還包括第二換熱器E和第二蒸餾塔F，第一蒸餾 塔塔底物料出口依次連通換熱器E和第二蒸餾塔F。
[0050]來自第一蒸餾塔A的塔底濃縮甘油經(jīng)管線5進(jìn)入第二換熱器E中與來自壓縮器B 的增壓升溫后的蒸汽換熱后進(jìn)入第二蒸餾塔F中進(jìn)一步蒸餾，第二蒸餾塔的操作條件為蒸 餾溫度100~180°C，第二蒸餾塔塔頂?shù)玫降恼羝?jīng)管線7排出裝置，塔底得到濃縮后的甘 油產(chǎn)品經(jīng)管線6出裝置。
[0051] 以下通過實(shí)施例說明本發(fā)明提供的粗甘油濃縮方法的效果，但本發(fā)明并不因此而 受到任何限制。
[0052] 實(shí)施例1
[0053] 按圖1所示流程實(shí)施。將50°C，3180kg/h粗甘油（甘油含量14. 2wt%，水含量 85. 8wt%