一种油脂水解装置及油脂水解方法
技术领域
本发明属于脂肪酸生产技术领域，具体涉及一种油脂水解装置，另外，本发明还涉及一种油脂水解方法。
背景技术
油脂水解的传统方法有酸化法、中高压水解法等方式。酸化法存在废水处理负荷大，排污、治污强度高、且水解率低。中高压水解法虽然水解率高，但是需要外供高温高压蒸汽以满足水解过程所需的温度和压力，中高压水解法不能大力推广的原因就是生产装置的高压系统形成的巨额投资和过高的操作费用。
发明内容
基于上述背景问题，本发明旨在提供一种油脂水解装置，可以实现油脂的低压连续水解，降低了设备成本，且改善了安全生产条件。本发明的另一目的是提供一种油脂水解方法。
为达到上述目的，本发明实施例提供的技术方案是：
一方面，本发明提供一种油脂水解装置，包括：热交换塔，用于供原料、水解产物换热，以及供水解产物分离；水解反应塔，用于供原料反应，所述水解反应塔与热交换塔连通，以供原料进入水解反应塔内反应，并使水解产物进入热交换塔内换热、分离；加热炉，连通在所述热交换塔和水解反应塔之间，以使进入水解反应塔的原料成气相。
其中，所述热交换塔的顶端与加热炉连通，以使换热后的原料进入到加热炉内加热成气相，所述加热炉与水解反应塔的顶端连通，以使气相原料进入到水解反应塔内。
在一个实施例中，所述热交换塔内设有连通的换热器和分离器，所述换热器设置在分离器的上方，所述换热器的底部连通有第一原料入口以供油脂进入换热。
其中，所述换热器中的温度为40-380℃，所述加热炉的温度为300-380℃。
其中，所述分离器的顶部连通有气体产物出口，底部连通有液体产物出口，所述分离器的底端还连通有排渣口。
在一个实施例中，所述换热器和分离器之间还设有冷却器，冷却器内的温度为40-60℃。
在一个实施例中，所述水解反应塔内设有连通的水解器和蒸发器，所述水解器设置在蒸发器的上方，且所述水解器的底部连通有第二原料入口以供水进入并通过蒸发器汽化。
其中，所述水解器内的压力为0.06-0.08MPa，温度为330-380℃；所述蒸发器内的压力0.06-0.08MPa，温度为330-380℃。
优选地，所述热交换塔的直径为0.6-1.2m，高度为8-18m；所述水解反应塔的直径为0.8-3m，高度为8-18m。
另一方面，本发明实施例还提供一种油脂水解方法，原料经热交换塔换热后，进入到加热炉中加热成气相，气相原料进入到水解反应塔内反应得到水解产物，水解产物中的气相在压力差的驱动下进入到热交换塔内换热。
与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下效果：
1、本发明的水解装置可以控制整个水解过程的压力在0.06-0.08MPa之间，远低于传统中高压水解法的压力5.5MPa，整个水解过程的温度在30-380℃，属于中低温操作条件，整个水解过程连续平稳、安全可靠。
2、本发明去除了高压锅炉供热方式，水解反应热量由水解产物余热回收和加热炉供给，去除了高压锅炉和高压反应器，降低了设备成本，改善了安全生产条件。
3、本发明的水解装置可以集成化、模块化，便于实现标准化、规格化，从而有利于推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例1中油脂水解装置的结构示意图；
图2为本发明实施例2中油脂水解装置的结构示意图；
图3为本发明实施例3中油脂水解装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于说明书附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅为了方便描述目，不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1
一种油脂水解装置，如图1所示，包括：热交换塔1、水解反应塔2和加热炉3，所述加热炉3连通在所述热交换塔1和水解反应塔2之间，一方面使从热交换塔1输送过来的原料成气相，并进入到水解反应塔2内水解，另一方面使反应生成的水解产物进入到热交换塔1内换热，因此，热交换塔1和水解反应塔2之间设有两路输送管道。
具体的，所述热交换塔1的侧壁上开设有第一原料入口101和原料出口102，第一原料入口101设置在原料出口102的上方，油脂和催化剂等原料通过原料泵(图中未画出)从第一原料入口101进入到热交换塔1内换热，原料入口时的温度为40-50℃，经热交换塔1换热后原料温度升高至120-180℃。所述热交换塔1的顶端与加热炉3连通，以使换热后的原料进入到加热炉3内加热成气相，所述加热炉3又与水解反应塔2的顶端连通，从而使气相原料进入到水解反应塔2内。
进入到水解反应塔2内的气相原料与水解反应塔2内的水蒸汽接触反应得到水解产物，得到的水解产物中的气相再从水解反应塔2进入到热交换塔1内进行热交换，初始温度为330-380℃，经热交换塔1换热后温度降为160-280℃。水解产物的水解产物输送的动力来源于压力差，由于水解反应塔2内的压力为0.06-0.08MPa，而热交换塔1内的压力为0.015-0.03MPa，因此在压力差的作用下，水解产物的气相会沿着输送管道进入到热交换塔1内换热，由于水解反应是连续的，因此进入到热交换塔1内的水解产物是与后续进入的原料进行热交换，从而冷却降温。
在本实施例中，如图1所示，所述水解反应塔2的顶端开设有第一人孔201，上部开设有第二人孔202，底部开设有第三人孔203，所述水解反应塔2的底部开设有第一液体计口204，所述热交换塔1的底部还开设有第二液体计口103。
本发明是将原料汽化后再进行水解反应，从而将压力控制在0.08MPa以内，远低于中高压水解法的操作压力，不仅能够降低设备成本投入，而且能够保证生产安全可靠。
实施例2
本实施例提供一种油脂水解装置，如图2所示，包括：热交换塔、水解反应塔和加热炉1，所述热交换塔的顶端与加热炉1连通，所述加热炉1又与水解反应塔的顶端连通，即所述加热炉1连通在所述热交换塔和水解反应塔之间，一方面使从热交换塔输送过来的原料成气相，并进入到水解反应塔内水解，另一方面使反应生成的水解产物进入到热交换塔热，因此，热交换塔和水解反应塔之间设有两路输送管道。
具体的，所述热交换塔内设有连通的换热器2和分离器3，所述换热器2设置在分离器3的上方，所述换热器2的底部连通有第一原料入口201，顶部连通有原料出口202，油脂和部分催化剂等原料进入通过原料泵从第一原料入口201进入到换热器2内换热，具体是与后述的水解产物进行换热，原料入口时的温度为40-50℃，经换热器2换热后原料温度升高至120-180℃。在本实施例中所述换热器2为列管式换热器，但是并不局限于此。
通过换热器2换热后的原料进入到加热炉1内加热成气相，加热炉1中的温度为300-380℃，气相原料继续输送至水解反应塔内。
在本实施例中，所述水解反应塔内设有连通的水解器4和蒸发器5，所述水解器4设置在蒸发器5的上方，且所述水解器4的底部连通有第二原料入口401以供水和部分催化剂进入并通过蒸发器5汽化，汽化后的水等原料与上述气相原料接触进行水解反应生成水解产物。
具体的，所述第二原料入口401设有三个，且三个所述第二原料入口401上下分布；水解器4内的压力为0.06-0.08MPa，温度为330-380℃，蒸发器5内的压力0.06-0.08MPa，温度为330-380℃。即本发明可以控制水解反应的压力0.08MPa以内，远低于中高压水解法的操作压力，不仅能够降低设备成本投入，而且能够保证生产安全可靠。
由于水解器4的压力大于换热器2的压力，因此，在压力差的驱动下，水解产物中的气相从水解器4返回到换热器2内与新输送过来的原料进行换热降温，水解产物的气相的初始温度为为330-380℃，经换热器2换热后温度降为160-280℃，降温后的水解产物进入到分离器3内分离。
在本实施例中，所述分离器3的顶部连通有气体产物出口301，底部连通有液体产物出口302，所述分离器3的底端还连通有排渣口303。分离后的燃料气从气体产物出口301排出，混合脂肪酸从液体产物出口302排出。具体的，所述分离器3的操作压力为0.015MPa，温度为60℃。
本实施例的整个水解过程的压力在0.03-0.08MPa之间，远低于传统中高压水解法的压力5.5MPa，整个水解过程的温度在30-380℃，属于中低温操作条件，整个过程连续平稳、安全可靠。
在本实施例中，所述热交换塔的直径为0.6-1.2m，高度为8-18m，水解反应塔的直径为0.8-3m，高度为8-18m，具体尺寸参数可以根据使用情况进行调节。
实施例3
实施例3与实施例2不同的是，所述热交换塔内还设有冷却器6，如图3所示，所述冷却器6设置在换热器2和分离器3之间，经过换热器2降温后的水解产物先进入到冷却器6内冷却，然后再进入分离器3内分离。具体的，所述冷却器6的操作压力为0.02MPa，温度为40-60℃。
实施例4
一种油脂水解方法，采用实施例2的水解装置，油脂和部分催化剂通过原料泵从第一原料入口201输入换热器2内换热，换热后的原料进入到加热炉1内加热，加热温度300-380℃，以使原料成气相，气相原料沿着输送管道进入到水解器4内。从第二原料入口401输入的水在蒸发器5的作用下汽化成水蒸气，水蒸气与气相物料接触反应生成水解产物，生成的水解产物中的气相在压力差的作用下沿着另一输送管道进入到换热器2中，与新输入的原料进行热交换降温，降温后的水解产物最后进入到分离器3中分离，分离后得到液相的混合脂肪酸。
需要说明的是，本发明中所述的换热器、分离器、水解器、蒸发器、冷却器、加热炉等均为现有产品，其具体结构本实施例将不再赘述。
另需说明的是，本发明不仅可以用于油脂的水解，还可以用于皂角的加工处理。
应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
