化工专业毕业论文浅析蒸馏在脂肪酸工业中的应用

1、XX学院毕业论文题目 教 学 点 专 业 年 级 姓 名 指导教师 定稿日期： 年 月 日XX学院毕业论文任务书学生姓名专业班级论文题目接受任务日期年 月 日完成任务日期年 月 日指导教师（签名）指导教师单位论文内容目标 1通过毕业论文时间教学环节，使我们所学的基础理论、专业知识、基本技能得到不同的巩固、深化、提高，学会用文献检索、调查研究、综合分析等方法编写报告，写作能力、口头表达能力得到一定的提高。2培养学生正确的设计思想、理论联系实际的工作作风和严肃认真的科学态度。进一步训练和提高学生的设计能力、计算能力、使用计算机的能力和文字表达等基本技能论文要求1.字数要求：专科论文不少与4000字

2、，设计3000字以上；本科论文不少与5000字，设计4000字以上。2.论文或设计由:题目、摘要、关键字（词）、目录、正文、结论（结语）、参考文献、致谢、附录等几部分构成参考资料书：著者.书名.版本,出版地:出版者,出版年:页次 期刊:著者,题(篇)名.刊名,出版年;卷号(期号):页次目录一、 引言1二、 蒸馏的原理1三、 蒸馏在脂肪酸工业生产中应用1（一） 简单蒸馏21.间歇式蒸馏22.半连续蒸馏33.连续蒸馏3（二） 水蒸汽蒸馏4（三） 精馏41.连续精馏42.间歇式精馏6结语6参考文献7致谢7浅析蒸馏在脂肪酸工业中应用 XX摘 要：简要介绍了普通脂肪酸蒸馏的原理和方法，对蒸馏方法在天然脂

3、肪酸工艺中的应用作了简要评述。结合脂肪酸的一些特性，着重探讨精馏工艺的应用及其今后的发展前景。本文对从事油脂生产的人员依据原料脂肪酸的特性选择相应的蒸馏方法具有参考学习价值。关键词：天然脂肪酸 精馏 油脂生产 工业应用1.引言脂肪酸是基本的有机化工原料，广泛应用于洗涤剂、橡胶、塑料、医药、化工、食品、纺织和化妆品行业。工业上几乎所有的脂肪酸产品均通过蒸馏来精制或加工，蒸馏已经越来越成为脂肪酸工业中最重要的分离方法之一，特别是近年来，随着各行业的加速发展，多种品质更加优良、性能更加稳定的高档产品急待开发，这就对作为化学中间体的脂肪酸的纯度等指标提出了新的更高要求，以便满足不同特殊用户的要求。为达

4、到此目的，蒸馏（含精馏）的合理应用，就是一条生产各类脂肪酸产品的优选。2.蒸馏的原理蒸馏是利用液体混合物中各组分挥发度不同，即在同一温度下具有不同饱和蒸汽压的性质使之达到分离的提纯液态混合物的单元操作。将液体混合物加热至沸腾，引出生成的蒸汽并使之冷凝为液体；由于生成的蒸汽（或冷凝后的液体）中比原混合物中含有较多的易挥发组分，在剩余的混合物中则含有较多的难挥发组分，故通过蒸馏可使原混合物中各组分得到分离提纯。蒸馏的方法很多，有简单蒸馏、水蒸汽蒸馏、真空蒸馏、萃取蒸馏、恒沸蒸馏和分子蒸馏等，应用最多的是真空蒸馏，主要用于物质的精制和混合物之间的分离。由于蒸馏技术比较成熟，大小规模均能适用。同时，在

5、一般情况下，蒸馏的费用也较低，故在化工、石油、轻工和日化等部门得到了广泛的应用。3.蒸馏在脂肪酸工业生产中应用该应用方法主要为真空蒸馏，包括真空条件下的简单蒸馏、水蒸汽蒸馏和精馏。一般来说，来自动、植物油的天然脂肪酸，其沸点较高。据资料记载，某些脂肪酸在不同压力下的沸点见表1。从表1可见，脂肪酸的沸点与真空度密切有关，真空越高，沸点越低，故蒸馏常采用高真空蒸馏或水蒸气真空蒸馏。脂肪酸属热敏性物质，随着加热温度的升高，会发生聚合、降解等反应。高温和长时间高温下的停留会加快这些反应的进行。当脂肪酸的加热温度超过250以上，脂肪酸的部分分解作用和部分聚合反应都会增加，因此在蒸馏中，脂肪酸的温度宜控制

6、在250以下，而且加热介质的温度不超过脂肪酸汽化温度20以上，以免局部过热。另外有文献报道，还必须注意脂肪酸的碘值及在高温区内的停留时间，见表2。31简单蒸馏工业上，将混合液置于蒸馏釜中，在一定压力下，加热使其沸腾，不断地将产生的蒸汽移出并经冷凝器冷凝，得到馏出液。将不同组成范围的馏出液分别导入容器中贮存，这种操作称为简单蒸馏。在简单蒸馏过程中，因蒸出气体中含较多易挥发物，因而釜液中易挥发物的含量逐渐降低，沸点相应升高，而产生的蒸汽中易挥发物含量也逐渐减少。显然，简单蒸馏只能使混合液部分的分离，而不能分离为纯组分，所以只适用于分离较易挥发的液体中溶解的不挥发或极难挥发的固体杂质。例如可用于来自

7、油脂水解后或由皂角制的粗脂肪酸的脱气、脱水或精制等。简单蒸馏可分为间歇式、半连续式和连续式，现就该三种方式分述如下。表一不同压力下某些脂肪酸的沸点（压力：mmHg 温度： （表头加粗，做成三线表,下同）表二：停留时间下的最高允许沸点温度碘傎范围停留时间（min）4020106060-140140245235235250240230260245235压力己酸辛酸葵酸月桂酸肉豆 寇 酸棕榈酸硬脂酸油酸亚油酸1617875110313021432167418361776178327199751211141816111790195918951900482810911337154117391922209

8、220262082894612131455167418762061224121702169161073134615941818202422152400232923263212081492174619742183238425712506250064136016531913214623632571276827032697128152518332098234325732787299729252919256171520802306256628153036324831773172512192522562549282530903326355234653465760205823972700298932623

9、515376136493652 间歇式蒸馏该流程示意图如附图1所示 该工序的的操作程序为：间歇脱水脱气间歇进料蒸出脂肪酸放出残渣。该方式的各工序全部为间歇操作，导致功效特别低；而且使用的热源往往为直接火或辐射热，如果不使用碘傎较低的原料脂肪酸。那么在蒸馏过程中，就存在着停留时间过长和局部过热现象，釜内物料易产生聚合、裂解等反应。不仅使成品脂肪酸的异味和残压增加，而且残渣的数量也将增多，尤其是使用高的原料时更加显著。这种工艺损耗高、产量和质量均较低。但由于投资小，过去多为条件简陋的小厂采用目前已很少使用。312半连续蒸馏稍具规模的企业基本上采用半连续式的蒸馏，如附图二所示： 其操作程序为：连续脱

10、水交替连续蒸馏釜蒸出脂肪酸定期排出残渣。该流程增加了两只预热器和两个中间贮槽，省去了间歇法的静止升温和逐渐浓缩的时间，使被蒸物料在输送的短时间内完成升温和部分汽化过程，将其在刚进入釜内时及迅速汽化并分离至冷凝器，相对降低了在高温区的停留时间并由此避免了因聚合、裂解所引起的损耗。另外，在蒸馏釜气相出口设有除沫器，使物料快速蒸发和在规定的气速范围内可防止高沸点组分的液灌滴被夹带至冷凝器中去。与间歇相比，此法中的脱水脱气罐和蒸馏釜的容积可相应减小，产率和产量可明显提高，产品质量有所改善。最近几年来，国内有条件的厂家基本上都将供热方式由直接为或电热加热改为现代通用的热效高、安全、易控制的导生油循环加热

11、。313连续蒸馏连续蒸馏不但要将脂肪酸连续蒸出，而且要完成釜内残渣的连续排出。在排出残渣之前，还必须对其进行再加工，以回收残渣中的残余易挥发脂肪酸。目前在国外的先进设计中，该工艺仅采用一只蒸馏釜，然后在釜的两旁各浸一只降膜式蒸发器完成的。连续直接蒸馏的特点是，它大大减少了被蒸馏物料在高温区的停留时间，使之尽可能地避开了被聚合和裂解的条件，产率和质量均得到了进一步的提高。当前，脂肪酸的连续蒸馏已发展和完善到了很高的程度（如附图三）：脱水和脱气采用高效快速的膜式脱气塔；脂肪酸的主要组成在蒸馏前，先经一预切割蒸馏，除去含量较少，影响产品性能的低沸点物；主产品的蒸馏及与之同样必要的残渣再加工均是针对脂

12、肪酸的热敏性而设计的降膜式蒸发器；采用往原料中添加硼酸化合物或其它抗氧化物，以改善馏出产品的热稳定性和降低其沸点含量对全系统热能进行互相利用，使能耗尽量降低；装置操作可实行DCS全自动化控制；对环境的影响符合环保要求。32水蒸气蒸馏当一种与水不相溶的物质，与水形成为两层的混合液后在一起受热蒸发时，根据道尔顿分压定律，该混合液液面上方和蒸汽总压理论上就应等于该温度下各组分的蒸汽分压之和。若外压为大气压，则只要混合液中两组分的蒸汽分之和等于0.1MPa,该混合液即沸腾,此时它们的沸点较任一组分在该外压下的沸点要低,这就是水蒸气蒸馏的原理。当蒸馏釜中仅有一层蒸馏存在而无水层时，这时蒸馏的蒸发温度即随

13、通入的直接蒸汽量而变化，蒸汽量越大，沸点温度就越低，但一般均比有水层出现时的蒸馏温度要高。由于水蒸气蒸馏的直接蒸汽入口总是在蒸发器底部，这里是最高的温度和最长停留时间的地方，脂肪酸出现氧化、聚合、降解均在此处发生，由它影响而形成的低沸物终将被带入真空系统，产生污染，因此该法目前国内以被淘汰。目前尚可用直接蒸汽于脂肪酸的脱水、脱气，以帮助除去不必要的气味，因为该操作温度只有100左右。33精馏精馏，又称分馏，是将由挥发度不同的各组分组成的混合液，反复地进行多次部分气化和部分冷凝，从而将其分离为各种高纯度组分地操作。精馏区别于直接蒸馏的最大特点是：a、它具有回流装置；b、在塔体垂直方向设有若干次的

14、简单蒸馏于一体的设备即为精馏塔。精馏塔通常可把液体混合物分离为塔顶产品（馏出液）和塔底产品（釜液）两部分，也可分成两个以上的部分。根据操作方法，又将其分成连续精馏和间歇精馏。331连续精馏图四为连续精馏过程，如棕榈油的混合脂肪酸，经脱水、脱气后，再经过预热至沸点温度，自塔中部适当位置连续加入塔内。塔顶蒸汽冷凝后，一部分作为回流重新入塔，其余作产品连续排出，塔底装有再沸器以导生油加热产生蒸汽上升与下降的液体逆流接触并进行传递组分，最后流到塔底并连续排出部分作为塔底产品。 由于脂肪酸工业中被加工的原料脂肪酸大多为含有多种组分且富集程度不一的混合物，故在连续精馏的应用中，以分为单塔和多塔流程几种。单

15、塔，一般用于需要分离出的主要组分仅为一种时，且根据沸点又排列在多组分的两头，即沸点最低和最高的组分，这样便可利用塔底或塔顶连续得到稳定的纯馏分产品，如棕榈油脂肪酸分馏制取软脂酸和硬脂酸即是一例。多塔，如果需要原料脂肪酸中的主要组分被分离出二种以上时，则宜采用多塔流程。目前在天然脂肪酸精馏应用中的多塔一般在23个，太多则引起设备费用过高。如鱼油 脂肪酸的精馏，部分厂家用双塔，而部分厂家用3塔，各有其优优点。另外，用于脂肪酸蒸馏的塔型还分为板式塔和填料塔，但自从苏尔兹公司1961年开发金属丝网纹填料后，脂肪酸精馏就逐渐采用填料塔了。该填料塔具有分离效率高、压降低、滞液量小等优点，大大越过了原泡罩塔

16、的性能，特别适合于高真空操作。但这种填料也存在价格昂贵，抗腐蚀性能较差等不足。后来于70年代初，又开发了一种金属压延孔板波纹填料，例如MALLAPAK型，这类填料由于具有良好的润湿特性，在国外被称作模式填料。该填料目前在国内许多油脂厂的分馏塔中被广泛应用，效果较好。如附图三（按顺序编号，并为附图命名）所示。87654闪蒸塔膜式蒸发器第三馏分塔第一馏分塔塔分馏二第10101010再沸器1011水111111113219真空轻馏份产品真空残渣导热油导热油釜液产品产品真空导热油导热油水水水水真空冷凝器9预切割塔9-泵塔脱气式膜加热器LS混FA导热油图3多塔连续分馏该工艺分五个阶段：a、脱水脱气；b、

17、预分馏；c、主馏分分离；d、较高沸点的主馏分分离；e、残渣釜蒸馏并回收残渣脂肪酸。其中精馏塔和残渣釜的供热气化部分均采用高性能的降膜式蒸发器；精馏塔内则采用高效低压降的膜式填料；冷凝器用水均采用循环的软水；导热油供热。由上述内容可看出，连续精馏塔具有的特点是：其操作为一稳定过程，各参数不随时间而变化；精馏段和提馏段并存，使之实现从塔底或塔顶或顶、底同时获得较纯的组分；单位时间内产品质量高、且稳定；若采取高真空操作，应注意空气的漏入。连续精馏适用于：批量大、原料组成相对稳定的情况下生产大批量产品；可用于分离热稳定性差的组分的原料；原料组成较简单、且较密集的混合脂肪酸，或组分较杂散但只需切取易馏分

18、产品的那些原料。332间歇精馏间歇精馏也叫分批精馏，即把一批物料一次投入精馏塔内后再进行精馏操作。从塔顶蒸出的物料蒸汽经冷凝后，一部分作为塔顶产品，其余部分回流入塔顶，直至精馏到所需的全部馏出产品后，或以塔釜中的料液达到指定标准时为止。排出釜内的物料，加入另一批物料进行下次操作。其流程如附图六。在操作过程中，由于塔顶不断馏出易挥发的组分，因此釜液中的易挥发组分的浓度逐渐降低，导致塔内的参数也不断的随时间而变化，是一个不稳定的操作过程。同时，被精馏的原料是直接进入塔釜，故间歇精馏塔只有精馏段而无提馏段。 但间歇精馏在操作上比较灵活，特别是当原料组成变化较大时，尤其便于调整操作程序，且对处理量不大的多组分原料，用一塔设备即可完成分离要求，但由于它只有精馏段，故在同样塔板数的塔内达到同样得分离要求，所需的回流比要大于连续精馏；另外