100吨精炼油脂课程设计说明书

1、一、设计依据1 原料指标毛油：日处理200吨，酸值(KOH)(mg/g)：4.0（即FFA%为2%)， 水分及挥发物(%)：0.2，残溶：0.01%(100ppm) ，过氧化值(mmol/kg)：7.5含杂量：0.2%.2 产品指标水分及挥发物0.05% 酸价0.20(即FFA% 0.1%以下)杂质0.05% 过氧化值5.0mmol/kg残溶：不得检出 色泽：Y20，R2.0（罗维朋比色计133.4槽）3 供应条件 毛油过滤：杂质0.05%，其余的同原料油 脱胶：水分0.5%，杂质0.03%，磷脂15ppm 水洗：水分0.5%，杂质0.005%，磷脂10ppm 真空脱水：水分0.05%，其余不

2、变 吸附脱色：杂质0.05%，色泽Y10、R1，磷脂5ppm 真空脱臭：色泽Y8、R0.8，杂质0.005%，酸值0.05二二 工艺流程及工艺说明 工艺流程（1）碱炼脱胶、脱酸工艺流程磷酸 毛油 毛油暂存罐 袋式过滤器板式换热器 混合器 酸反应罐碱液和工艺水 滞留混合器 碱反应罐 板式加热器 自清式离心机 板式换热器 胶 质 水洗废水 真空 热水混合器自清式离心机板式加热器真空干燥器脱胶油暂存罐（2）脱色工艺流程白土 真空 脱胶油暂存罐白土预混罐脱色塔立式叶片过滤机袋式过滤器 废白土脱色油储罐（3）脱臭工艺流程真空 高压蒸汽 脱色油储罐析气器螺旋换热器(油-油)螺旋换热器（油-油）真空加热器柠

3、檬酸脱臭塔螺旋板换热器螺旋板换热器板式换热器板式冷却器 袋式过滤器脂肪酸捕集器脂肪酸循环罐脂肪酸储罐 成品油真空工艺说明 毛油从毛油暂存罐打入板式换热器（用经过两次换热后脱臭油），预热到6570经袋式过滤器进入离心式混合泵前，由微量定量泵按油重的0.050.2%加入85%浓度的H3PO4，进入酸反应罐中反应15min后,此时酸油反应罐也起到了缓冲的作用。酸油反应后的油再进入多效混合器与定量泵送来12波美度的NaOH碱溶液充分混合,在碱反应罐中进行快速中和反应,反应滞留30min。混合后的油在列管式换热器中加热到80左右时，进入自清式离心机进行皂角分离，脱除的皂角进入皂角暂存罐中，离心后的油经板

4、式换热器加热到90，同时用泵将90占油重10%的软水打入混合器充分混合后进入水洗离心机分离，水洗油温在90左右，分离后油进入板式加热器中加热到110左右，然后进入真空干燥器进行连续脱水，脱水后的油经冷却器冷却进入碱炼油暂存罐，为精炼三级油，也可通过旁路系统进入下一步脱色工序。用泵将碱炼油暂存罐的油抽出打到白土-油预混合罐中，同时将占油重1%的白土加入罐中，混合约10min后进入脱色塔。在脱色塔中滞留15min后，使油中的色素尽可能被活性白土吸附除去。脱色后，用立式叶片过滤机过滤废白土，起初过滤或需要清除叶片上的白土时，产生的一些浊油打入浊油罐中做另外的处理。过滤完，再通过袋式过滤器过滤，进入脱

5、色油暂存罐中。从脱色油暂存罐出来的油大约100经过螺旋板式换热器加热到110，进入析气器脱除氧后，用两台螺旋板换热器换热，两台换热器中间油温为155，换热最终使油温到200，再用8Mpa高压蒸气加热油温到255后进入脱臭塔中脱臭，同时加入浓度为5%，占油重0.01%的柠檬酸。脱臭后出来的油，温度240，与待脱臭的油进行换热，可以充分的利用热量，从螺旋板换热器中出来的油温为148.2，然后再用板式换热器与毛油换热，换热后油温105.6，进入冷却器中冷却到40后，用精过滤器过滤后进入成品油罐中储存。如果还没有开机，则要用高压蒸气将脱色油直接加热到脱臭工艺所需的温度。此外，蒸馏出来的脂肪酸等馏出物，

6、经塔内捕集后，从塔内流出来进入脂肪酸暂存罐中冷却后，通过泵打入脱臭塔的塔顶通过上部填料进行气体捕集。三、化工设计计算1 物料平衡计算1.1 碱炼脱胶、脱酸工序（1）过滤输入：毛油 1001000/24=4166.67kg/h，含杂：4166.670.2%=8.3kg/h 过滤后，设含杂质：xkg/h 则x/（4166.67（1-0.2%）+x）=0.05% 解得x=2.08kg/h输出：4166.67-8.3+2.08=4160.48kg/h其中含杂：2.08kg/h（2）酸混合输入：G油=4160.41kg/h 加入的浓度为85%的磷酸，磷酸量为油重的0.1% (0.05%-0.2%之间)

7、即磷酸的量为4.16kg/h 输出：G混=4160.41+4.16=4164.57kg/h（3）碱混合输入：G油=4164.57kg/h选用12波美度（即8.07%）的NaOH溶液。 毛油碱炼加碱量按下面步骤计算： 理论加碱量（N）： N=7.1310-4AVG油=7.1310-44.04164.47=11.88kg/h 磷酸耗碱量（NP）：NP=1.22W=1.224.16=5.08kg/h W（Kg/h）为加入H3PO4的量。由于本工艺中毛油碱炼前加了磷酸，故加碱前应考虑其耗碱量，以便达到脱酸的目的。对于连续式碱炼工艺，选用的超碱量占理论碱量的10%。 超量碱（NC）：NC=10%（N+N

8、P）=10%（11.88+5.08)=1.7g/h 实际加碱量（NS）：NS=NNPNC=11.88+5.08+1.7=18.66 kg/h如果在工艺操作中没有加磷酸，则NP项为零，实际加碱量换算成液体碱如下式： 液体碱量N液= NS/液体碱中NaOH百分比含量=18.66/8.07%=231.23 kg/h输出：混合油量：G混=4164.57+231.23=4395.8kg/h（4）自清式离心机输入：总混合油：G混=4395.8kg/h输出：脱胶油：X，油脚：Y，设油脚中含油30%X+Y=4395.8kg/hX+30%Y=X(0.5%+0.003%+0.15%)+4166.67(1-0.2%

9、-2%-0.2%)解得：X=3974.61kg/hY=421.15kg/h（5）水洗离心机输入：G油=3974.61kg/h 含水：0.5% 加水量10%，即397.46kg/h 总输入量G总=3974.61+397.46=4372.07kg/h输出：设废水中含油0.2%，水洗油Xkg/h，废水Ykg/h X+Y=4372.07 X+Y0.2%=397.46（1-0.00003-0.0003）+X（0.00001+0.00005） X=3972.74kg/h Y=399.33kg/h即水洗后的油为3973.74kg/h，废水为399.33kg/h（6）真空干燥输入：水洗离心油3972.74kg

10、/h 含水0.5%，即含水量为19.86kg/h输出：设干燥后含水量为Xkg/h，含水为油重0.05% X/（3973.74-19.86+X）100%=0.05% X=1.98kg/h即干燥后油为3972.74-19.86+1.98=3954.81kg/h4.1.2 脱色工序（1）混合罐输入：干燥后油重为3954.81kg/h 取白土量为油重的1%，即39.55kg/h输出：白土混合油3954.81+39.55=3994.36kg/h（2）叶片过滤机过滤输入：混合油浆为3994.36kg/h输出：设废白土含油15%，脱色油为Xkg/h，废白土为Ykg/h X+Y=3994.36 X+Y15%=

11、3954.81（1-0.00005-0.00001）+X（0.0005+0.00005） X=3950.15kg/h Y=44.25kg/h即脱色油3950.15kg/h，废白土44.25kg/h（3）袋式过滤机精过滤输入：脱色油3950.15kg/h含杂质0.05%，其量为3950.150.05%=1.98kg/h输出：含杂0.005%，设杂质的量为X kg/h X/（3950.15（1-0.05%）+X）=0.005% 解得：X=0.2kg/h 过滤后的油：3950.15-1.98+0.2=3948.37kg/h 除去杂质的量：1.98-0.2=1.78kg/h4.1.3脱臭工序输入：混合

12、油3948.37kg/h，加入柠檬酸0.01% FFA含量：4166.672%=83.33kg/h，柠檬酸量：3948.370.01%=0.39kg/h 总输入量3948.37+0.39=3948.76kg/h输出：FFA含量：0.025% 设输出混合油Xkg/h, 脱臭馏出物Ykg/hX+Y=3948.76X0.025%+Y=83.33X=3866.40kg/h Y=91.37kg/h即输出混合油为3866.40kg/h，脱臭馏出物91.37kg/h 脂肪酸含量：3948.37(4%-0.01%)=157.54kg/h所以，精炼油率=3866.40/4166.67100%=92.79%物料衡

13、算表工序输入输出过滤 毛油：4166.76 kg/h 毛油含杂：8.33 kg/h过滤后毛油：4160.41kg/h 杂质：2.08kg/h酸混过滤后毛油：4160.41kg/h 磷酸：4.16kg/h 混合油：4164.57kg/h碱混 混合油：4164.57kg/h 120BeNaOH溶液：231.23kg/h混合油：4395.80kg/h自清式离心机 混合油4395.80kg/h离心油：3974.61kg/h 油脚：421.15kg/h水洗离心机离心油：974.613kg/h 软水量：397.46kg/h水洗油：3972.74Kg/h废水：399.33kg/h真空干燥输入油量：3972.

14、74kg/h干燥油：3854.81kg/h水气：1.98kg/h脱色混合罐干燥油：3954.81kg/h白土量：39.55g kg/h 混合油浆：3994.36kg/h叶片过滤机过滤混合油浆：3994.36kg/h脱色油：3950.15kg/h废白土：44.25kg/h袋式过滤机过滤微杂脱色油:3950.15kg/h过滤油：3948.37kg/h杂质：1.78kg/h脱臭塔混合油：3948.37kg/h柠檬酸：0.39kg/h脱臭油:3866.40kg/h脱臭馏出物:91.37kg/h热量平衡计算有关计算公式：油比热C油=（C。+t）4.187（KJ/Kg） 其中C。=0.47kcal/kg，

15、T为温度（） =0.00073选用0.2Mpa的蒸气，汽化潜热为2204.6KJ/Kg，T为120，精炼车间毛油温度取为304.2.1 碱炼脱胶、脱酸工艺（1）E101a蒸汽加热（当刚开机时用蒸汽加热毛油）毛油 30 70蒸气 120（液） 120（气）1）设有5%的热损失：因为（1+5%）Q油=Q蒸气=G蒸气rQ油=4.187（0.47+0.00073（30+70）/2）4160.4140=.12kJ所以G蒸气=1.05Q油/r=1.05.12/2204.6=186.09kg/h2）换热面积的计算Tm=（120-30）-（120-70）/ln（120-30）/（120-70）=68.1所以A

16、=（1+5%）Q油/KTm=1.05.12/（360068.10.5）=3.02m23）换热器选型型号:BR08外形尺寸：200600 板片间距：2.6mm 通孔直径：40mm设计压力：1.2Mpa 设计温度：150 最大流量：20t/h（2）E102蒸气加热（反应后油温约在65左右）毛油 65 80蒸气 120（液） 120（气）1）油的平均比热C油=2.19KJ/Kg因为（1+5%）Q油=Q蒸气=G蒸气rQ油=2.194395.8015=14434.05kJ所以，G蒸气=1.05Q油/r=1.0514434.05/2204.6=68.77kg/h2）换热面积的计算Tm=（120-65）-（

17、120-80）/ln（120-65）/（120-80）=47.1所以A=（1+5%）Q油/KTm=1.0514434.05/（47.136000.5）=1.79m23）换热器选型列管式换热器管程数：2 管子数量：26 管子长度：1.5m管程通道截面积：252mm 外径：600mm（3）E103蒸气加热脱胶油 80 90蒸气 120（液） 120（气）1）设有5%的热损失：因为（1+5%）Q油=Q蒸气=G蒸气rQ油=4.187（0.47+0.00073（80+90）/2）3974.1610=88542.12kJ所以G蒸气=1.05Q油/r=1.0588542.17/2204.6=42.17kg/

18、h2）换热面积的计算Tm=（120-80）-（120-90）/ln（120-80）/（120-90）=34.7所以A=（1+5%）Q油/KTm=1.0588542.12/（360034.70.5）=1.49m23）换热器选型型号:BR08外形尺寸：200600 板片间距：2.6mm 通孔直径：40mm设计压力：1.2Mpa 设计温度：150 最大流量：20t/h（4）E104蒸汽加热碱炼油 90 110蒸气 120（液） 120（气）1）设有5%的热损失：因为（1+5%）Q油=Q蒸气=G蒸气rQ油=4.187（0.47+0.00073（90+110）/2）3972.7420=.75kJ所以G蒸

19、气=1.05Q油/r=1.05.75/2204.6=86.04kg/h2）换热面积的计算Tm=（120-90）-（120-110）/ln（120-90）/（120-110）=18.2所以A=（1+5%）Q油/KTm=1.05.74/（360018.20.5）=5.79m23）选型型号:BR08外形尺寸：200600 板片间距：2.6mm 通孔直径：40mm设计压力：1.2Mpa 设计温度：150 最大流量：20t/h（5）E101b油-油换热（加热介质为经过多次换热后的脱臭油）毛油 30 70脱臭油 T 148.2毛油比热C毛油=（C。+t）4.187 =（0.47+0.00073（30+70

20、）/2）4.187=2.12KJ/Kg该脱臭油是从脱臭塔出来后经过两次换热后的脱臭油.脱臭油的平均比热为C脱臭油=2.25KJ/Kg1）设有5%的热损失：因为（1+5%）Q油=Q脱臭油Q油=G油C油T=4160.412.1240=.05KJ/h1.05Q油=Q脱臭油=G脱臭油C脱臭油T=2.253866.40（148.2-T)所以，T=105.62）换热器换热面积A的计算t1=105.6-30=75.6，t2=148.2-70=78.2Tm=(t2-t1)/（t2/t1）=76.9所以A=（1+5%）Q油/KTm=.051.05/（0.576.93600）=2.68m23）选螺旋板式加热器见表

21、1（6）E105干燥油冷却器干燥油 110 40冷却水 50 25干燥油比热C毛油=（C。+t）4.187 =（0.47+0.00073（40+110）/2）4.187=2.20KJ/Kg水的比热为C水=4.187KJ/Kg1）设有5%的热损失：因为（1+5%）Q油=Q水=G水C水T水所以，G水=1.05Q油/C水T水 =1.053954.812.20（110-40）/4.18725=6109.38kg/h2）换热器换热面积A的计算t1=110-50=60，t2=40-25=15Tm=(t1-t2)/（t1/t2）=32.5所以，A=（1+5%）Q油/KTm =3954.812.20（110-

22、40）1.05/（0.532.53600）=10.93m23）选螺旋板式加热器见表1（7）热水罐用直接蒸汽加热热水 30 90蒸气 120（液） 120（气）热水量G水=397.46kg/h，水的平均比热为4.187kJ/kg则由Q1=Q蒸气=G蒸气r，得Q1=4.187397.4660=.92kJ/h所以G蒸气=Q1/r=.92/2204.6=45.43kg/h4.2.2 脱臭工艺 从脱色油储罐出来的油温大约为100，进入脱臭塔前将油温升高到110通过析气器脱氧。根据螺旋换热器的耐热性，经过析气器的脱色油可以加热到200。由于温差过大所以要采用两台螺旋换热器选（110+200）/2=155为

23、中间温度。（1）E301蒸气加热(刚开机采用蒸汽加热)选用0.2Mpa的饱和水蒸气，温度为120oC,待脱臭油： 100oC 110oC蒸汽： 120oC（液） 120oC（气体）待脱臭油的平均比热为C待脱臭油=（C。+t）4.187 =4.187（0.47+0.00073（100+110）/2）=2.29KJ/kg1）设热损失为5%，因为（1+5%）Q油=G蒸汽rQ油=3950.152.2910=90411.96KJ所以，G蒸汽=1.0590411.96/2204.6=43.06Kg/h2）换热器换热面积A的计算t1=120-100=20，t2=120-110=10Tm=(t2-t1)/（t

24、2/t1）=14.4所以A=（1+5%）Q油/KTm=90411.961.05/（0.514.43600）=3.66m23）选螺旋板式加热器：见表1（2）E302a蒸气加热(刚开机采用蒸汽加热)选用0.8Mpa的饱和水蒸气，温度为170.4 oC, 待脱臭油 110oC 155oC蒸汽 170.4 oC（液） 170.4 oC（气体）待脱臭油的平均比热为C待脱臭油=（0.47+0.00073（110+155）/2）4.187=2.37KJ/kg170.4 oC时的汽化潜热：r=2052.7KJ/kg1） 设热损失为5%，因为（1+5%）Q油=G蒸汽r所以，G蒸汽=1.053948.372.37

25、45/2052.7=215.40kg/h2）换热面积A的计算t1=170.4-110=60.4，t2=170.4-155=15.4Tm=(t2-t1)/（t2/t1）=32.9所以，A=（1+5%）Q油/KTm =3948.372.37451.05/（0.532.93600）=7.46m2取K=0.5Kw/KgoC得A=22.40，即传热面积为7.46m23）选螺旋板式加热器见表1（4）E302b油-油换热（加热介质为从E303b出来的脱臭油）待脱臭油 110 155脱臭油 T 194.1 待脱臭油的平均比热为C待脱臭油=2.37KJ/kg0C脱臭油的平均比热为C脱臭油=2.49KJ/kg0C

26、1）设热损失为5%，因为（1+5%）Q油=Q脱臭即1.053948.372.37（155-110）=11599.192.49（194.1-T）所以，T=148.2，即从E302b出来的脱臭油的温度为148.22）换热面积A的计算t1=148.2-110=38.2，t2=194.1-155=39.1Tm=(t2-t1)/（t2/t1）=38.6所以，A=（1+5%）Q油/KTm =3948.372.37451.05/（0.538.63600）=6.36m2即传热面积为6.36m23)选螺旋板式加热器见表1（5）E303a蒸气加热选用4Mpa的饱和水蒸气，温度为250.3oC待脱臭油 155oC

27、200oC蒸汽 250.3oC（液） 250.3oC（气体）待脱臭油的平均比热为C待脱臭油=2.51KJ/kg250.3oC时的汽化潜热：r=1706.8KJ/kg1） 设热损失为5%，因为（1+5%）Q油=G蒸汽r即1.053848.372.5145=G蒸汽1706.8所以，G蒸汽=1.053948.372.5145/1706.8=274.35Kg/h2）换热面积A的计算t1=250.3-155=95.3，t2=250.3-200=50.3Tm=(t2-t1)/（t2/t1）=70.4所以，A=（1+5%）Q油/KTm =1.053948.372.5145/（0.570.43600）=3.7

28、0m2即传热面积为3.70m23）选螺旋板式加热器见表1（6）E303b油-油换热（加热介质为从脱臭塔出来的脱臭油）待脱臭油 155 200脱臭油 T 240待脱臭油的平均比热为C待脱臭油=2.51KJ/kg0C脱臭油的平均比热为C脱臭油=2.64KJ/kg0C1)设热损失为5%，因为（1+5%）Q油=Q脱臭油即1.053948.372.51（200-155）=11599.192.64（240-T）所以，T=194.1，即从E303b出来的脱臭油的温度为194.12）换热面积A的计算t1=194.1-155=39.1，t2=240-200=40Tm=(t2-t1)/（t2/t1）=39.5所以

29、，A=（1+5%）Q油/KTm =1.053948.372.5145/（0.539.53600）=6.59m2即传热面积为6.59m23） 换热器选型：见表1表1 MPa碳素钢制不可拆式（I）螺旋式换热器换热器位号公称换热面积m2通道间距mm计算换热面积m2流速1m/s时处理量m3/h接管公称直径型 号E101b10108.820.980I6,I16T10-0.4/600-10E105401040.98080I6,I16T40-0.4/1200-10E301101011.517.380I6,I16B10-0.5/650-10E302a251423.249.4125I6,I16T25-0.4/8

30、00-14E302b251023.028.1100I6,I16T25-0.4/800-10E303a15612.58.250I6,I16T15-0.4/700-6E303b251423.249.4125I6,I16T25-0.4/800-14（7）E304冷却器脱臭油 105.6 40 水 50 251） 脱臭油的平均比热为C脱臭油=2.19KJ/kg水的比热为C水=4.187KJ/Kg因为（1+5%）Q油=Q水=G水C水T水所以，G水=1.05Q油/C水T水 =1.053866.402.19（105.6-40）/4.18725=5571.87kg/h2）换热面积的计算Tm=（105.6-50

31、）-（40-25）/ln（105.6-50）/（40-25）=31.0换热面积A=（1+5%）Q油/KTm =1.053866.402.19（105.6-40）/（36000.531.0）=10.45m23）换热器选型型号:BR08外形尺寸：200600 板片间距：2.6mm 通孔直径：40mm设计压力：1.2Mpa 设计温度：150 最大流量：20t/h（1)成品油罐处理量G=3866.40kg/h，密度=920.5kg/m3，其充满系数=0.8， 暂存时间t=20minV=v/=Gt/()=3866.4020/(0.8920.560)=1.75m3设取H=2D，则V=DDH/4=1.75m

32、3，所以D=0.5查化工工艺设计手册，得 D=1600mm，H=4V/DD=2.61m所以，选16002800mm，采用椭圆形封头，曲面高度h1=400mm，直边高度h2=25mm，罐体总高H总=H+2h1+2h2=2800+2400+225=3650mm（2）柠檬酸罐处理量G=1.18kg/h，密度=1000kg/m3，其充满系数=0.8，暂存时间t=48hV=v/=Gt/()=1.1848/(0.81000)=0.07m3设取H=1.5D，则V=DDH/4=0.07m3，所以D=0.39m查化工工艺设计手册得 D=400mm，H=4V/DD=0.56m所以，选400600mm，采用椭圆形封

33、头，曲面高度h1=100mm，直边高度h2=25mm，罐体总高H总=H+2h1+2h2=600+2100+225=725mm（3）脂肪酸捕集器脂肪酸馏出物处理量G1=247.10g/h，直接蒸汽为油量的1.5%即G2=177.68g/h，采用80%液体脂肪酸量来捕集，其量G3=247.100.8=197.68kg/h,脂肪酸总量G=444.78kg/h低压蒸气密度=0.5896Kg/m3，V1=177.68/0.5896=0.084m3/s,V2=247.10/（13600）=0.069m3/s，混合汽上升速度取0.6m/s，设脂肪酸捕集器直径为D，取高度H1=2.5DV1=DDH/4=（0.

34、084+0.069）m3/s，所以D=0.43m查化工工艺设计手册，得 D=600mm，H=2.5600=1500mm所以，选6001500mm，采用椭圆形封头，曲面高度h1=150mm，直边高度h2=25mm，罐体总高H总=H+2h1+2h2=1500+2150+225=1850mm（4）脂肪酸循环罐处理量G=444.78kg/h，密度=1000Kg/m3，其充满系数=0.8，暂存时间t=0.5hV=v/=Gt/()=444.780.5/(0.81000)=0.28m3设取H=2D，则V=DDH/4=0.28，所以D=0.56m查化工工艺设计手册，得 D=600mm，H=4V/DD=0.99

35、m所以，选6001200mm，采用椭圆形封头，曲面高度h1=150mm，直边高度h2=25mm，罐体总高H总=H+2h1+2h2=1200+2150+225=1550mm（5）脂肪酸暂存罐处理量G=247.10kg/h，密度=1000Kg/m3，其充满系数=0.8，暂存时间t=8hV=v/=Gt/()=247.10kg/h8/(0.81000)=2.47m3设取H=1.5D，则V=DDH/4=2.47m3，所以D=1.28m查化工工艺设计手册，得 D=1300m，H=4V/DD=1.86m所以，选13001900mm，采用椭圆形封头，曲面高度h1=325mm，直边高度h2=25mm，罐体总高H总=H+2h1+2h2=1900+2150+225=2600mm（6）析气器处理量G=11845.11kg/h，密度=923kg/m3，其充满系数=0.8，暂存时间t=5min则V=v/=Gt/()=11845.115/(0.892360)=1.34m3设取H=2D，则V=DDH/4=1.34m3，所以D=0.95m查化工工艺设计手册，得 D=1000mm，H=4V/DD=1.71