一種連續(xù)化生產(chǎn)甘油三酯的方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種連續(xù)化生產(chǎn)甘油三酯的方法及其裝置。目的是提供的方法及裝置應(yīng)具有反應(yīng)效率高的特點。技術(shù)方案是：一種連續(xù)化生產(chǎn)甘油三酯的方法，按照以下步驟依次進行：A、甘油輸入；B、脂肪酸輸入；C、反應(yīng)物的分離及輸出；D、甘油三酯的余熱回收。一種可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)甘油三酯的裝置，包括甘油氣化進料系統(tǒng)、酯化反應(yīng)柱、循環(huán)噴霧系統(tǒng)以及余熱回收系統(tǒng)；其特征在于酯化反應(yīng)柱頂部與循環(huán)噴霧系統(tǒng)相連通，柱身中部與甘油氣化進料系統(tǒng)相連通，柱底通過余熱回收系統(tǒng)與出料口相連通；酯化反應(yīng)柱頂部還接通一調(diào)節(jié)溫度的冷卻器以及控制壓力的真空系統(tǒng)。
【專利說明】一種連續(xù)化生產(chǎn)甘油三酯的方法及其裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種連續(xù)化生產(chǎn)甘油三酯的方法及其裝置，特別適用于脂肪酸與甘油的酯化合成甘油三酯。
技術(shù)背景
[0002]脂肪酸與甘油的酯化反應(yīng)是用于生產(chǎn)食用、工業(yè)用油的經(jīng)典反應(yīng)。即脂肪酸與甘油反應(yīng)生成單甘酯，單甘酯與脂肪酸反應(yīng)形成二甘酯，二甘酯再與單甘酯反應(yīng)形成甘油三酯。
[0003]傳統(tǒng)的酯化反應(yīng)裝置是攪拌式反應(yīng)釜，反應(yīng)方式也多局限于液一液反應(yīng)，其普遍存在的問題在于:反應(yīng)酯化不完全，產(chǎn)物中單甘酯、二甘酯含量偏高，采用傳統(tǒng)方法很難直接獲得高純度的脂肪酸甘油三酯，目前市場上的99%以上的高純脂肪酸甘油三酯多經(jīng)過蒸餾、精餾等其他手段進行提純，不僅工藝復(fù)雜，而且成本較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服當(dāng)前甘油三酯純度不高，反應(yīng)結(jié)束還需依賴提純手段，以及連續(xù)化生產(chǎn)較為困難的不足，提供一種連續(xù)化生產(chǎn)甘油三酯的方法及裝置，該方法及裝置應(yīng)具有反應(yīng)效率高，反應(yīng)時間短以及可余熱回收利用的特點。
[0005]本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:
[0006]一種連續(xù)化生產(chǎn)甘油三酯的方法，按照以下步驟依次進行:
[0007]A、甘油輸入:甘油輸入后經(jīng)甘油預(yù)加熱器加熱氣化，進入酯化反應(yīng)柱；
[0008]B、脂肪酸輸入:脂肪酸從脂肪酸進料口輸入經(jīng)霧化器霧化后進入酯化反應(yīng)柱；C、反應(yīng)物的分離及輸出:酯化柱內(nèi)的甘油和脂肪酸在一定的反應(yīng)溫度和壓力下進行氣液酯化，低沸點的未反應(yīng)物在柱頂輸出進入循環(huán)噴霧系統(tǒng)，與脂肪酸進料口輸入的脂肪酸并路進入霧化器再次霧化噴出繼續(xù)參與反應(yīng)，反應(yīng)生成的高沸點的甘油三酯流入柱底；
[0009]D、甘油三酯的余熱回收:甘油三酯直接從柱底經(jīng)過甘油預(yù)加熱器后從出料口出料；
[0010]所述未反應(yīng)物為脂肪酸、甘油、單甘酯和二甘酯；
[0011]所述反應(yīng)溫度應(yīng)大于未反應(yīng)物的沸點，小于甘油三酯的沸點，以便使未反應(yīng)物氣化進入循環(huán)噴霧系統(tǒng)，甘油三酯產(chǎn)物呈液態(tài)流入柱底。
[0012]所述酯化反應(yīng)柱內(nèi)壓力為0.05?0.09MPa，反應(yīng)溫度為210_250°C。
[0013]所述的脂肪酸為月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸中的一種或多種。
[0014]所述的脂肪酸優(yōu)選棕櫚酸、硬脂酸。
[0015]一種可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)甘油三酯的裝置，包括甘油氣化進料系統(tǒng)、酯化反應(yīng)柱、循環(huán)噴霧系統(tǒng)以及余熱回收系統(tǒng)；其特征在于酯化反應(yīng)柱頂部與循環(huán)噴霧系統(tǒng)相連通，柱身中部與甘油氣化進料系統(tǒng)相連通，柱底通過余熱回收系統(tǒng)與出料口相連通；酯化反應(yīng)柱頂部還接通一調(diào)節(jié)溫度的冷卻器以及控制壓力的真空系統(tǒng)。
[0016]所述的甘油氣化進料系統(tǒng)為分別接通甘油進料口以及酯化反應(yīng)柱的甘油預(yù)加熱器。
[0017]所述的酯化反應(yīng)柱內(nèi)布置著篩板，底部布置著列管式加熱器。
[0018]所述的循環(huán)噴霧系統(tǒng)由通過管路依序首尾接通的冷卻器、霧化器、脂肪酸進料口以及酯化反應(yīng)柱組成；冷卻器還外接一真空系統(tǒng)，以將未反應(yīng)物料從酯化反應(yīng)柱抽出經(jīng)過冷卻器冷凝成液態(tài)，再與脂肪酸進料口輸入的脂肪酸匯合并通過霧化器霧化噴入酯化反應(yīng)柱形成循環(huán)回路。
[0019]所述的余熱回收系統(tǒng)為從出料口的高熱產(chǎn)物中吸收熱量的甘油預(yù)加熱器。
[0020]所述冷卻器、甘油預(yù)加熱器均為列管式換熱器。
[0021 ] 所述霧化器為氣體壓縮式霧化器。
[0022]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:
[0023](1)與傳統(tǒng)酯化反應(yīng)器相比，本發(fā)明采用甘油霧化進料，與液態(tài)脂肪酸進行酯化反應(yīng)，并在柱內(nèi)增加篩板，單甘酯、二甘酯、甘油、脂肪酸未反應(yīng)物經(jīng)循環(huán)噴霧系統(tǒng)反復(fù)參與酯化，酯化效率高，反應(yīng)時間短。
[0024](2)所述裝置的反應(yīng)柱可根據(jù)未反應(yīng)物與產(chǎn)物沸點的高低進行空間分布，獲得的產(chǎn)物脂肪酸甘油三酯無需進一步提純，有利于生產(chǎn)高含量(含量大于99% )的脂肪酸甘油三酯，同時也極大地降低了生產(chǎn)時間，簡化了工藝。
[0025](3)高熱產(chǎn)物甘油三酯可經(jīng)甘油預(yù)加熱器進行傳熱，具有余熱回收的效果，有效地降低了能耗。
[0026](4)本發(fā)明可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)甘油三酯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明提供的可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)甘油三酯的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中標(biāo)號:
[0029]1—脂肪酸進料口 ；2—甘油進料口 ；3—甘油預(yù)加熱器；4一霧化器；5—篩板；6—酯化反應(yīng)柱；7—冷卻器；8—真空系統(tǒng)；9一出料口。

【具體實施方式】
[0030]由于酯化反應(yīng)所產(chǎn)生的中間產(chǎn)物和原料(甘油、單甘酯、二甘酯和脂肪酸，統(tǒng)稱未反應(yīng)物)、產(chǎn)物(甘油三酯)之間沸點存在較大的差異，即產(chǎn)物的沸點遠大于未反應(yīng)物的沸點。因此，本發(fā)明提供的方法和裝置將未反應(yīng)物與產(chǎn)物在反應(yīng)過程中分離出來，從而同時實現(xiàn)未反應(yīng)物的回收(或進入循環(huán)回路繼續(xù)參加反應(yīng))、以及產(chǎn)物的收集。如此可極大地提高反應(yīng)效率，縮短反應(yīng)時間，產(chǎn)物中單甘酯、二甘酯含量低且無需其他提純手段。
[0031]本發(fā)明中的酯化反應(yīng)柱、霧化器、冷卻器、真空系統(tǒng)、列管式換熱器以及列管式加熱器等均為外購的常規(guī)設(shè)備。
[0032]以下通過具體實施例進一步說明。
[0033]實施例1
[0034]以月桂酸作為反應(yīng)脂肪酸:
[0035]A:甘油經(jīng)甘油預(yù)加熱器加熱氣化，氣化溫度290°C，進入酯化反應(yīng)柱；
[0036]B:月桂酸霧化后進入酯化反應(yīng)柱；
[0037]C:控制酯化反應(yīng)柱內(nèi)反應(yīng)溫度為210°C，壓力為0.09MPa，停留時間0.5?lh ;包括脂肪酸、甘油、單甘酯和二甘酯在內(nèi)的低沸點物質(zhì)從酯化反應(yīng)柱頂部排出并進入循環(huán)噴霧系統(tǒng)，經(jīng)過冷卻霧化后與連通月桂酸進料口的管道合并，再從霧化器噴入酯化反應(yīng)柱內(nèi)繼續(xù)參與酯化；高沸點甘油三酯產(chǎn)物流向柱底；
[0038]D:酯化反應(yīng)柱底部產(chǎn)物經(jīng)甘油預(yù)加熱器吸除熱量后出料，即得高含量脂肪酸甘油三酯。
[0039]實施例2
[0040]以棕櫚酸作為反應(yīng)脂肪酸:
[0041]A:甘油經(jīng)甘油預(yù)加熱器加熱氣化，氣化溫度290°C，進入酯化反應(yīng)柱；
[0042]B:棕櫚酸霧化后進入酯化反應(yīng)柱；
[0043]C:控制酯化反應(yīng)柱內(nèi)反應(yīng)溫度為240°C，壓力為0.09MPa，停留時間1?2h ;包括脂肪酸、甘油、單甘酯和二甘酯在內(nèi)的低沸點物質(zhì)從酯化反應(yīng)柱頂部排出并進入循環(huán)噴霧系統(tǒng)，經(jīng)過冷卻霧化后與連通棕櫚酸進料口的管道合并，再從霧化器噴入酯化反應(yīng)柱內(nèi)繼續(xù)參與酯化；高沸點甘油三酯流向柱底；
[0044]D:酯化反應(yīng)柱底部產(chǎn)物經(jīng)甘油預(yù)加熱器吸除熱量后出料，即得高含量脂肪酸甘油三酯。
[0045]實施例3
[0046]以硬脂酸作為反應(yīng)脂肪酸:
[0047]A:甘油經(jīng)甘油預(yù)加熱器加熱氣化，氣化溫度290°C，進入酯化反應(yīng)柱；
[0048]B:硬脂酸霧化后進入酯化反應(yīng)柱；
[0049]C:控制酯化反應(yīng)柱內(nèi)反應(yīng)溫度為250°C，壓力為0.08MPa，停留時間1?2h ;包括脂肪酸、甘油、單甘酯和二甘酯在內(nèi)的低沸點物質(zhì)從酯化反應(yīng)柱頂部排出并進入循環(huán)噴霧系統(tǒng)，經(jīng)過冷卻霧化后與連通硬脂酸進料口的管道合并，再從霧化器噴入酯化反應(yīng)柱內(nèi)繼續(xù)參與酯化；高沸點甘油三酯流向柱底；
[0050]D:酯化反應(yīng)柱底部產(chǎn)物經(jīng)甘油預(yù)加熱器吸除熱量后出料，即得高含量脂肪酸甘油三酯。
【權(quán)利要求】
1.一種連續(xù)化生產(chǎn)甘油三酯的方法，按照以下步驟依次進行: A、甘油輸入:甘油輸入后經(jīng)甘油預(yù)加熱器加熱氣化，進入酯化反應(yīng)柱； B、脂肪酸輸入:脂肪酸從脂肪酸進料口輸入經(jīng)霧化器霧化后進入酯化反應(yīng)柱； C、反應(yīng)物的分離及輸出:酯化柱內(nèi)的甘油和脂肪酸在一定的反應(yīng)溫度和壓力下進行氣液酯化，低沸點的未反應(yīng)物在柱頂輸出進入循環(huán)噴霧系統(tǒng)，與脂肪酸進料口輸入的脂肪酸并路進入霧化器再次霧化噴出繼續(xù)參與反應(yīng)，反應(yīng)生成的高沸點的甘油三酯流入柱底； D、甘油三酯的余熱回收:甘油三酯直接從柱底經(jīng)過甘油預(yù)加熱器后從出料口出料； 所述未反應(yīng)物為脂肪酸、甘油、單甘酯和二甘酯； 所述反應(yīng)溫度應(yīng)大于未反應(yīng)物的沸點，小于甘油三酯的沸點，以便使未反應(yīng)物氣化進入循環(huán)噴霧系統(tǒng)，甘油三酯產(chǎn)物呈液態(tài)流入柱底。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)化生產(chǎn)甘油三酯的方法，其特征在于所述酯化反應(yīng)柱內(nèi)壓力為0.05?0.09Mpa，反應(yīng)溫度為210_250°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)化生產(chǎn)甘油三酯的方法，其特征在于所述的脂肪酸為月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸中的一種或多種。
4.一種可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)甘油三酯的裝置，包括甘油氣化進料系統(tǒng)、酯化反應(yīng)柱(6)、循環(huán)噴霧系統(tǒng)以及余熱回收系統(tǒng)；其特征在于酯化反應(yīng)柱頂部與循環(huán)噴霧系統(tǒng)相連通，柱身中部與甘油氣化進料系統(tǒng)相連通，柱底通過余熱回收系統(tǒng)與出料口(9)相連通；酯化反應(yīng)柱頂部還接通一調(diào)節(jié)溫度的冷卻器(7)以及控制壓力的真空系統(tǒng)(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)甘油三酯的裝置，其特征在于所述的甘油氣化進料系統(tǒng)為分別接通甘油進料口(2)以及酯化反應(yīng)柱的甘油預(yù)加熱器(3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)甘油三酯的裝置，其特征在于所述的酯化反應(yīng)柱內(nèi)布置著篩板(5)，底部布置著列管式加熱器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)甘油三酯的裝置，其特征在于所述的循環(huán)噴霧系統(tǒng)由通過管路依序首尾接通的冷卻器、霧化器(4)、脂肪酸進料口(I)以及酯化反應(yīng)柱組成；冷卻器還外接一真空系統(tǒng)，以將未反應(yīng)物料從酯化反應(yīng)柱抽出經(jīng)過冷卻器冷凝成液態(tài)，再與脂肪酸進料口輸入的脂肪酸匯合并通過霧化器霧化噴入酯化反應(yīng)柱形成循環(huán)回路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)甘油三酯的裝置，其特征在于所述的余熱回收系統(tǒng)為從酯化反應(yīng)柱柱底輸出的高熱產(chǎn)物中吸收熱量的甘油預(yù)加熱器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)甘油三酯的裝置，其特征在于所述冷卻器、甘油預(yù)加熱器均為列管式換熱器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)甘油三酯的裝置，其特征在于所述霧化器為氣體壓縮式霧化器。
【文檔編號】C11C3/06GK104479885SQ201410709974
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】鐘凱, 史立文, 葛贊, 黃亞茹, 計曉黎, 王曉輝 申請人:浙江贊宇科技股份有限公司, 杭州油脂化工有限公司