專利名稱：低壓連續(xù)水解生產(chǎn)脂肪酸的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種低壓連續(xù)水解生產(chǎn)脂肪酸的方法，特別是利用各種油脂在生產(chǎn)脂肪酸的過程中能在低壓條件下連續(xù)水解制取脂肪酸的方法。
背景技術：
傳統(tǒng)的脂肪酸生產(chǎn)方法有皂化法、酸化法和中高壓水解法等幾種方式。除高壓法外，其余幾種方式均需在催化劑的作用下進行，去除殘留的催化劑比較困難，廢水處理負荷大，排污、治污強度高、水解率低，均低于95％。中高壓水解法生產(chǎn)脂肪酸雖不用催化劑，水解率高，但是均需外供高溫高壓蒸汽用以滿足水解過程所需要的溫度和壓力，中壓水解條件為壓力2.5～3.5Mpa溫度，230～250℃(見CN1074043C)；高壓水解條件為壓力5～5.5Mpa，溫度230～260℃(見《脂肪酸及其深加工手冊》)，反應時間均大于3小時，所得脂肪酸的酸值一般為180mgKOH/g。
中高壓法不能大力推廣的原因是生產(chǎn)裝置的高壓系統(tǒng)形成的巨額投資和過高的操作費用使中小企業(yè)無力承擔，造成脂肪酸生產(chǎn)成本居高不下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術不足，提供一種低壓連續(xù)水解生產(chǎn)脂肪酸的方法，通過改變水解的溫度條件，降低操作壓力，進而降低全系統(tǒng)設備的壓力等級，縮短工藝路線，大幅度降低設備投資，縮短反應時間，大幅度提高裝置生產(chǎn)能力。
本發(fā)明的詳細方法步驟是將原料(各種油脂、酸化油等)及水，經(jīng)計量由泵輸送，水油重量比為5～30∶100，泵出口壓力控制在0.02～0.5Mpa范圍內(nèi)，最好在0.1～0.4Mpa之間，原料經(jīng)過換熱器換熱后進入加熱爐加熱至250～500℃之間后進入反應器，在反應器中反應2～30分鐘后引出反應產(chǎn)物，分離后得粗脂肪酸和燃料氣或直接蒸餾得到脂肪酸。
本發(fā)明中可根據(jù)不同原料油品，調節(jié)水油比、反應溫度、反應壓力、反應時間；原料與水混合、均化程度越高越有利于反應。燃料氣進入加熱爐可做燃料使用，粗脂肪酸還可經(jīng)蒸餾后可得脂肪酸及殘渣。蒸餾即可以是常壓蒸餾也可以是減壓蒸餾。
從反應器引出的反應產(chǎn)物即可以經(jīng)過冷卻器冷卻后進入分離器，分離得粗脂肪酸和燃料氣，粗脂肪酸還可經(jīng)蒸餾后得脂肪酸及殘渣，也可以不經(jīng)冷卻直接進入分餾系統(tǒng)，分別得到燃料氣、脂肪酸、殘渣。
本發(fā)明通過提高水解溫度，使之在油脂或酸化油的很高的反應溫度下進行水解，該溫度下使得副產(chǎn)甘油裂解，不生產(chǎn)甘油而產(chǎn)生燃料氣體，打破了原技術中反應相平衡，使得反應在低壓條件下即可進行，并且極大地縮短了反應時間，提高了水解率；由于降低了油氣分壓，可連續(xù)出料連續(xù)蒸餾，還改變了過去必須使用減壓蒸餾的蒸餾模式，使流程簡化能耗降低。
本發(fā)明的主要技術特點是第一、油脂或酸化油等制取脂肪酸的原料均可在不加催化劑、常壓高溫條件下進行水解，水解壓力為小于0.4Mpa，溫度為250～500℃之間。與高溫高壓法和高溫中壓法相比，降低了操作壓力和裝置的壓力等級，同時減去了高壓蒸汽系統(tǒng)大幅度的降低了投資額度，提高了生產(chǎn)的安全系數(shù)。
第二、水解是連續(xù)進行，反應時間短，反應時間只需2～30分鐘(原料不同，反應時間不同)，提高了裝置的生產(chǎn)能力，提高了投資效益。
第三、去除了甘油回收系統(tǒng)，不生產(chǎn)甘油而產(chǎn)生燃料氣體，雖甘油價格高于燃料氣體，但計算其生產(chǎn)成本及總體收益，后者遠大于前者。不回收甘油，縮短了工藝流程，簡化了操作程序，降低了操作費用。產(chǎn)生的燃料氣能滿足生產(chǎn)過程的燃料需求，燃料產(chǎn)生的收益與甘油回收產(chǎn)生的效益相當。
第四、減少了工藝用水，用水量可控制在進料量的30％之內(nèi)，工藝水可循環(huán)使用，減去了污水處理負荷和污水排放強度。
第五、反應產(chǎn)物經(jīng)冷卻后可獲得粗脂肪酸和燃料氣，亦可直接進入蒸餾系統(tǒng)進行蒸餾，獲得脂肪酸。
本發(fā)明由于不使用高壓蒸汽而去除高壓蒸汽系統(tǒng)，縮短工藝路線，減少工藝用水量，降低水系統(tǒng)負荷及排污強度；去除甘油回收系統(tǒng)，降低能耗減少生產(chǎn)費用；縮短反應時間，大幅度提高裝置生產(chǎn)能力。


圖1為本發(fā)明的低壓連續(xù)水解生產(chǎn)脂肪酸的一種工藝流程示意圖。圖中1-原料泵，2-水泵，3-換熱器，4-冷卻器，5-分液罐，6-加熱爐，7-反應器8-燃料氣出口管，9-粗脂肪酸出口管，10-副產(chǎn)及水出口管。
具體實施例方式
實施例1使用圖1所示的工藝流程，在處理能力20公斤/小時的小型連續(xù)水解裝置上，將由棉籽油腳經(jīng)酸化處理后得到的酸化油，其酸值為68mgKOH/g，和水經(jīng)計量泵計量，水油比為1∶4，泵出口壓力0.4Mpa，進入管式加熱爐加熱至380℃之間后進入反應器，反應6分鐘后經(jīng)冷卻器冷至常溫后進入分離器，經(jīng)分離后得粗脂肪酸和燃料氣。粗脂肪酸經(jīng)蒸餾后得脂肪酸，其酸值為193mgKOH/g，凝固點32℃。
實施例2在實施例1的裝置上以棉籽油(食用級)為原料，操作條件為水油比28∶100，泵出口壓力0.36Mpa，反應溫度395℃，反應時間為15分鐘，冷卻后蒸餾，獲得脂肪酸酸值為190.5mgKOH/g。
實施例3在實施例1的裝置上使用實施例1的原料、反應條件獲得的反應產(chǎn)物，但不經(jīng)冷卻直接進入分餾系統(tǒng)，可從頂部獲燃料氣，底部得到殘渣，從中部獲得脂肪酸，其酸值為196.5mgKOH/g，凝固點33℃，色澤合格。
權利要求
1.一種低壓連續(xù)水解生產(chǎn)脂肪酸的方法，以油脂、酸化油為原料加熱進行水解反應，其特點在于將原料及水，經(jīng)計量由泵輸送，水油重量比為5～30∶100，泵出口壓力控制在0.02～0.5Mpa范圍內(nèi)，原料經(jīng)過換熱器換熱后，進入加熱爐加熱至250～500℃進入反應器，在反應器中反應2～30分鐘后引出反應產(chǎn)物，冷卻分離后得粗脂肪酸和燃料氣或直接蒸餾得到脂肪酸。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于泵出口壓力控制在0.1～0.4Mpa之間。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于從反應器引出的反應產(chǎn)物經(jīng)過冷卻器冷卻后進入分離器，分離得粗脂肪酸和燃料氣，粗脂肪酸經(jīng)蒸餾后得到脂肪酸。
4.根據(jù)權利要求1或3所述的方法，其特征在于蒸餾方式是常壓蒸餾。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種低壓連續(xù)水解生產(chǎn)脂肪酸的方法，水油重量比為5～30∶100，泵出口壓力控制在0.02～0.5Mpa范圍內(nèi)，最好在0.1～0.4Mpa之間，原料經(jīng)過換熱器換熱后進入加熱爐加熱至250～500℃之間后進入反應器，在反應器中反應2～30分鐘后引出反應產(chǎn)物，分離后得粗脂肪酸和燃料氣或直接蒸餾得到脂肪酸。本發(fā)明通過改變水解的溫度條件，降低操作壓力，進而降低全系統(tǒng)設備的壓力等級，縮短工藝路線，減少工藝用水量，降低水系統(tǒng)負荷及排污強度；去除甘油回收系統(tǒng)，降低能耗減少生產(chǎn)費用；縮短反應時間，大幅度提高裝置生產(chǎn)能力。
文檔編號C11C3/00GK1544595SQ200310118949
公開日2004年11月10日 申請日期2003年11月27日 優(yōu)先權日2003年11月27日
發(fā)明者陳天曉 申請人:陳天曉