本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及蒸餾器及采用該蒸餾器從植物瀝青中提取脂肪酸的工藝。

背景技術(shù)：

植物瀝青是用植物油脂(包括食用油脂精練時產(chǎn)生的副產(chǎn)品)生產(chǎn)混合脂肪酸、油酸時的蒸餾殘余物，行業(yè)中稱為植物瀝青或黑腳，該物料是十分粘稠的黑色膠狀物，含有多種碳鏈的混合脂肪酸，例如棕櫚酸、油酸、亞油酸、硬脂酸等，含量在40％左右，為了提高產(chǎn)品的收得率，必須將瀝青中脂肪酸含量下降到20％以內(nèi)，目前行業(yè)內(nèi)普遍采用降膜加熱器加熱瀝青提取混合脂肪酸，蒸餾溫度在250℃左右，但是在240℃以上，瀝青中的亞油酸就極易聚合成粘膠狀，因此降低蒸餾溫度是首要環(huán)節(jié)，但是植物瀝青的粘稠及亞油酸(包括油酸、硬脂酸等)的高沸點，即使真空殘壓小于2毫米汞柱，加熱到250℃左右，仍有較多的混合脂肪酸(包括亞油酸等)留在粘稠的瀝青中無法蒸出，而瀝青中亞油酸進一步聚合、結(jié)焦，使瀝青無法流動，從而堵塞加熱管，使得加熱器逐漸失效。因此要提高脂肪酸的回收率，需解決上述難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于從植物瀝青中提取脂肪酸的水蒸氣真空蒸餾器，可以有效降低脂肪酸沸點來降低加熱溫度，避免亞油酸的聚合，能夠保持管壁清潔，使得加熱管壽命得到增長；本發(fā)明的目的還在于提供一種從植物瀝青中提取脂肪酸的工藝，可有效將植物瀝青中的脂肪酸提取出來，使得植物瀝青中的脂肪酸含量下降到20％以下。

為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：

蒸餾器，包括封閉的殼體，所述殼體內(nèi)從上到下依次為抽真空區(qū)、冷卻區(qū)、冷凝液回收區(qū)、蒸發(fā)區(qū)、進料區(qū)以及出料區(qū)；所述抽真空區(qū)位于殼體內(nèi)頂端，在殼體頂端設(shè)置有真空管，所述真空管與外界抽真空系統(tǒng)相連；在冷卻區(qū)內(nèi)設(shè)置有冷凝器，在冷凝液回收區(qū)內(nèi)設(shè)置有冷凝液回收裝置，在蒸發(fā)區(qū)內(nèi)設(shè)置有加熱器，在進料區(qū)的側(cè)壁設(shè)置有進料管，出料區(qū)位于殼體底部，在殼體底部設(shè)置有出料管；所述加熱器包括多個加熱管，在加熱管的下端設(shè)置有水蒸汽管，水蒸汽管上設(shè)置有多個噴嘴，每個噴嘴伸入一個加熱管的下端開口。由于水與脂肪酸在液態(tài)、氣態(tài)時都互不相溶，依據(jù)烏拉爾定律的原理，在蒸餾時可通入水蒸汽，從而降低混合脂肪酸蒸汽壓，也就降低了混合脂肪酸的沸點，可以在較低溫度下(≤230℃)把混合脂肪酸蒸餾出來，同時也防止了亞油酸聚合。通過設(shè)置水蒸汽管，并在水蒸汽管上設(shè)置噴嘴，并將噴嘴直接插入加熱管中噴入蒸汽，一方面水蒸汽進入高溫瀝青中迅速膨脹，推動瀝青在加熱管中快速上升，既提高了管內(nèi)瀝青與管外導(dǎo)熱油之間的熱交換率，又降低了瀝青的粘度，有利脂肪酸蒸汽從瀝青中逸出；另一方面蒸汽攪動管內(nèi)瀝青向上流動，而且還沖刷管壁，使粘附在管壁上的瀝青被沖下，使管壁保持干凈，有利于熱量傳遞，提高了加熱器效率，當(dāng)加熱器停止運行時，可用蒸汽清潔加熱管，徹底解決了加熱器管內(nèi)結(jié)焦堵塞的難題。

作為優(yōu)選，所述加熱管的周圍充盈有導(dǎo)熱油，在蒸發(fā)區(qū)的側(cè)壁設(shè)置有導(dǎo)熱油的進油管和出油管。

作為優(yōu)選，所述加熱器的中心處還設(shè)置有中央循環(huán)管，所述中央循環(huán)管的上端與加熱管的上端齊平，中央循環(huán)管的下端低于加熱管的下端。加熱器中心的循環(huán)管是將從各個加熱管上部流出的瀝青回流入加熱器底部，其截面積是各加熱管截面積之和的1～2倍，回流的瀝青部份與新進入的瀝青混合繼續(xù)進入加熱管加熱，充分保證了瀝青內(nèi)的脂肪酸含量下降到20％以內(nèi)。

作為優(yōu)選，所述中央循環(huán)管的截面積是各加熱管截面積之和的1～2倍。

作為優(yōu)選，所述冷凝液回收裝置包括設(shè)置在冷凝液回收區(qū)的冷凝液接收器和開設(shè)在冷凝液回收區(qū)側(cè)壁上的冷凝液出料口；所述冷凝液接收器包括導(dǎo)流蓋、導(dǎo)流板和支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)上開設(shè)有蒸汽通孔，導(dǎo)流蓋設(shè)置在支撐結(jié)構(gòu)上端且導(dǎo)流蓋的邊沿超出蒸汽通孔，所述導(dǎo)流板設(shè)置在支撐結(jié)構(gòu)的下端并與冷凝液出料口相連通。通過設(shè)置蒸汽通孔用于使蒸發(fā)區(qū)內(nèi)的水蒸氣和脂肪酸蒸汽通過，通過設(shè)置導(dǎo)流蓋且其邊沿超出蒸汽通孔一方面起導(dǎo)流作用，另一方面可有效防止冷凝液通過蒸汽通孔回流入加熱器中，導(dǎo)流板和冷凝液出料口的結(jié)構(gòu)設(shè)置使得冷凝液快速排出，避免積液。

作為優(yōu)選，所述導(dǎo)流蓋呈倒置的漏斗形。

作為優(yōu)選，所述支撐結(jié)構(gòu)包括上支撐部、下支撐部以及用于連接上支撐部和下支撐部的連接部，所述上支撐部和下支撐部呈圓柱形，上支撐部的直徑小于下支撐部的直徑，所述連接部呈倒置的漏斗形，連接部的上端連接上支撐部，連接部的下端連接下支撐部，所述蒸汽通孔設(shè)置在連接部上以及上支撐部和導(dǎo)流蓋的連接處。

作為優(yōu)選，所述導(dǎo)流板傾斜設(shè)置，其最低點位于冷凝液出料口處。

作為優(yōu)選，所述出料管和真空管之間還連通有氣壓平衡管，所述氣壓平衡管上連通有溢流管，所述溢流管的溢流口與加熱管的上端管口持平。采用溢流管來控制蒸餾器內(nèi)瀝青液面的位置，溢流管的溢流口與加熱管上口持平，當(dāng)瀝青液位高于加熱管上口時，瀝青從溢流管流出，反之則不流，保持液位的平衡，停車時，蒸餾器中的瀝青從底部放料管放出。

一種從植物瀝青中提取脂肪酸的工藝，采用上述所述的蒸餾器，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一：啟動設(shè)備，包括抽真空一外界抽真空系統(tǒng)相連啟動，通過真空管將殼體內(nèi)抽真空，使得殼體內(nèi)的真空殘壓小于毫米汞柱；通導(dǎo)熱油一通過進油管不斷向加熱器內(nèi)注入導(dǎo)熱油，使導(dǎo)熱油與加熱管外壁充分接觸，通過出油管將導(dǎo)熱油排出，保證導(dǎo)熱油的循環(huán)；啟動冷凝器。

步驟二：進料，通過進料管向進料區(qū)內(nèi)注入植物瀝青；

步驟三：蒸餾，當(dāng)植物瀝青進入到加熱管后，啟動外界的蒸汽裝置，通過水蒸汽管以及設(shè)置在水蒸汽管上的噴嘴將水蒸氣噴入加熱管內(nèi)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1.利用烏拉爾定律，通過設(shè)置水蒸汽管，并在水蒸汽管上設(shè)置噴嘴，并將噴嘴直接插入加熱管中噴入蒸汽，一方面水蒸汽進入高溫瀝青中迅速膨脹，推動瀝青在加熱管中快速上升，既提高了管內(nèi)瀝青與管外導(dǎo)熱油之間的熱交換率，又降低了瀝青的粘度，有利脂肪酸蒸汽從瀝青中逸出；另一方面蒸汽攪動管內(nèi)瀝青向上流動，而且還沖刷管壁，使粘附在管壁上的瀝青被沖下，使管壁保持干凈，有利于熱量傳遞，提高了加熱器效率，當(dāng)加熱器停止運行時，可用蒸汽清潔加熱管，徹底解決了加熱器管內(nèi)結(jié)焦堵塞的難題。

2.加熱器中心的循環(huán)管是將從各個加熱管上部流出的瀝青回流入加熱器底部，回流的瀝青部份與新進入的瀝青混合繼續(xù)進入加熱管加熱，充分保證了瀝青內(nèi)的脂肪酸含量下降到20％以內(nèi)。

3.采用溢流管來控制蒸餾器內(nèi)瀝青液面的位置，溢流管的溢流口與加熱管上口持平，當(dāng)瀝青液位高于加熱管上口時，瀝青從溢流管流出，反之則不流，保持液位的平衡。

4.通過設(shè)置蒸汽通孔用于使蒸發(fā)區(qū)內(nèi)的水蒸氣和脂肪酸蒸汽通過，通過設(shè)置導(dǎo)流蓋且其邊沿超出蒸汽通孔一方面起導(dǎo)流作用，另一方面可有效防止冷凝液通過蒸汽通孔回流入加熱器中，導(dǎo)流板和冷凝液出料口的結(jié)構(gòu)設(shè)置使得冷凝液快速排出，避免積液。

附圖說明

圖1是本發(fā)明蒸餾器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是加熱器的俯視圖。

圖3是水蒸汽管的俯視圖。

圖4是冷凝液接收器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做一個詳細(xì)的說明。

如圖1～圖4所示的一種用于從植物瀝青中提取脂肪酸的水蒸氣真空蒸餾器，包括封閉的殼體1，殼體1大致呈圓柱狀。在殼體1內(nèi)從上到下依次為抽真空區(qū)2、冷卻區(qū)(圖上未標(biāo)識)、冷凝液回收區(qū)3、蒸發(fā)區(qū)(圖上未標(biāo)識)、進料區(qū)4以及出料區(qū)5。抽真空區(qū)2位于殼體1內(nèi)頂端，在殼體1頂端設(shè)置有真空管6，真空管6與外界抽真空系統(tǒng)相連，通過抽真空系統(tǒng)將殼體內(nèi)的氣壓抽至小于2毫米汞柱。在冷卻區(qū)內(nèi)設(shè)置有冷凝器7，該冷凝器用于將蒸發(fā)區(qū)排出的氣體冷凝，冷凝器7采用水冷，在冷卻區(qū)的側(cè)壁設(shè)置有冷卻水的進水管21和出水管22。在冷凝液回收區(qū)3內(nèi)設(shè)置有冷凝液回收裝置8，冷凝液回收裝置8用于回收冷凝器7冷凝后低落的液體。在蒸發(fā)區(qū)內(nèi)設(shè)置有加熱器9，加熱器9用于將植物瀝青中的脂肪酸蒸出，使植物瀝青中的脂肪酸含量降低至20％以下。加熱器9和冷凝液回收裝置8之間設(shè)置有除霧網(wǎng)16。在進料區(qū)4的側(cè)壁還設(shè)置有用于植物瀝青進料的進料管10。出料區(qū)5位于殼體1底部，在殼體1底部設(shè)置有出料管11，出料管11上設(shè)置有排料閥23，出料管11的另一端伸入植物瀝青接收器20中。

加熱器9包括設(shè)置在殼體內(nèi)的上下間隔平行設(shè)置的平板(圖上未標(biāo)識)、多根加熱管91以及一根中央循環(huán)管92。平板周緣與殼體內(nèi)壁封閉連接，從而構(gòu)成桶狀的外殼。上下平板上對應(yīng)開設(shè)有多個均勻設(shè)置的第一通孔(圖上未標(biāo)識)，在加熱管91上下兩端分別與上下對應(yīng)的第一通孔(圖上未標(biāo)識)周緣封閉連接，在上下平板(圖上未標(biāo)識)的中心處對應(yīng)開設(shè)有第二通孔(圖上未標(biāo)識)，中央循環(huán)管92的上下兩端分別與上下對應(yīng)的第二通孔(圖上未標(biāo)識)周緣封閉連接。第一通孔環(huán)繞第二通孔設(shè)置，因而加熱管91環(huán)繞中央循環(huán)管92設(shè)置。中央循環(huán)管92的上端與加熱管91的上端齊平，中央循環(huán)管92的下端低于加熱管91的下端。中央循環(huán)管92的截面積是各加熱管91截面積之和的1～2倍。在加熱管91的下端設(shè)置有水蒸汽管12，水蒸汽管12的走向沿加熱管9的分布設(shè)置，因此水蒸汽管12呈開口圓形。水蒸汽管12穿過殼體1與外界的蒸汽裝置相連。在水蒸汽管12上設(shè)置有多個噴嘴13，每個噴嘴13伸入一個加熱管91的下端開口。噴嘴13呈喇叭狀開口，其喇叭狀開口的最大開口面積小于加熱管91下端的橫截面積。噴嘴呈喇叭狀開口因而蒸汽進入加熱管時為喇叭狀噴射，一方面，其推動作用更明顯，另一方面也可對加熱管管壁進行沖刷，保持管壁清潔。本實施例中采用在加熱管91的周圍充入導(dǎo)熱油來加熱通入加熱管91中的植物瀝青。在蒸發(fā)區(qū)的側(cè)壁設(shè)置有導(dǎo)熱油的進油管14和出油管15，進油管14和出油管15位于殼體1的異側(cè)，且進油管14在出油管15的上方。殼體1、加熱器9和水蒸汽管12共同構(gòu)成蒸餾器的蒸發(fā)系統(tǒng)。

冷凝液回收裝置8包括設(shè)置在冷凝液回收區(qū)3的冷凝液接收器17和開設(shè)在冷凝液回收區(qū)3側(cè)壁上的冷凝液出料口18。冷凝液接收器17包括導(dǎo)流蓋171、導(dǎo)流板172和支撐結(jié)構(gòu)。導(dǎo)流蓋171呈倒置的漏斗形。導(dǎo)流蓋171設(shè)置在支撐結(jié)構(gòu)上端且導(dǎo)流蓋171的邊沿超出蒸汽通孔174。導(dǎo)流板172設(shè)置在支撐結(jié)構(gòu)的下端并與冷凝液出料口18相連通。支撐結(jié)構(gòu)包括上支撐部175、下支撐部176以及用于連接上支撐部175和下支撐部176的連接部177。上支撐部175和下支撐部176呈圓柱形，并且上支撐部175的直徑小于下支撐部176的直徑，連接部177呈倒置的漏斗形，連接部177的上端連接上支撐部175，連接部177的下端連接下支撐部176。在連接部177上以及上支撐部175和導(dǎo)流蓋171的連接處設(shè)置有蒸汽通孔174。導(dǎo)流板172傾斜設(shè)置，其最低點位于冷凝液出料口18處。殼體1、冷凝液回收裝置8和冷凝液出料口18共同構(gòu)成蒸餾器的冷凝回收系統(tǒng)。

在出料管11和真空管6之間還連通有氣壓平衡管19，所述氣壓平衡管19上連通有溢流管24，溢流管24的溢流口與加熱管91的上端管口持平，溢流管24的下端伸入植物瀝青接收器20的液面以下，達到液封的作用。

本發(fā)明所述的一種用于從植物瀝青中提取脂肪酸的水蒸氣真空蒸餾器，其工作流程如下：

首先外界抽真空系統(tǒng)啟動，通過真空管6將殼體1內(nèi)抽真空，使得殼體1內(nèi)的真空殘壓小于2毫米汞柱。通過進油管14不斷向加熱器9內(nèi)注入導(dǎo)熱油，使導(dǎo)熱油與加熱管91外壁充分接觸，通過出油管15將導(dǎo)熱油排出，保證導(dǎo)熱油的循環(huán)。啟動冷凝器7，進水管21和出水管22保證冷凝器7正常工作。通過進料管10向進料區(qū)4內(nèi)注入植物瀝青，當(dāng)植物瀝青進入到加熱管91后，外界的蒸汽裝置啟動，通過水蒸汽管12以及設(shè)置在水蒸汽管12上的噴嘴13將水蒸氣噴入加熱管91內(nèi)，一方面水蒸汽進入高溫瀝青中迅速膨脹，推動瀝青在加熱管中快速上升，既提高了管內(nèi)瀝青與管外導(dǎo)熱油之間的熱交換率，又降低了瀝青的粘度，有利脂肪酸蒸汽從瀝青中逸出；另一方面蒸汽攪動管內(nèi)瀝青向上流動，而且還沖刷管壁，使粘附在管壁上的瀝青被沖下，使管壁保持干凈，有利于熱量傳遞，提高了加熱器效率。各個加熱管上部流出的瀝青通過中央循環(huán)管92回流入加熱器底部，回流的瀝青部份與新進入的瀝青混合繼續(xù)進入加熱管加熱，充分保證了瀝青內(nèi)的脂肪酸含量下降到20％以內(nèi)。溢流管的溢流口與加熱管上口持平，當(dāng)瀝青液位高于加熱管上口時，瀝青從溢流管流出，反之則不流，保持液位的平衡。蒸發(fā)區(qū)產(chǎn)生的水蒸氣和脂肪酸蒸汽通過蒸汽通孔174進入冷卻區(qū)冷卻，冷凝液接收器17在此過程中起導(dǎo)流蒸汽的作用(主要由連接部177作用)。水蒸氣和脂肪酸蒸汽經(jīng)冷凝器7冷卻液化后，其液體通過冷凝液接收器17導(dǎo)流后從冷凝液出料口18排出。

本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明所作的舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明說明書的內(nèi)容或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。