油脂高壓連續(xù)水解工藝

1、油脂高壓連續(xù)水解工藝摘要：油脂，化學(xué)名稱為甘油三酸脂，主要是指天然植物油、動(dòng)物油和混合油。 天然植物油主要有：棕櫚油、椰子油、棉籽油等；動(dòng)物油主要指：牛羊油等動(dòng)物 油；混合油指動(dòng)物油與植物油的混合體。油脂的水解，是指油脂與水反應(yīng)，反應(yīng) 生成脂肪酸和甘油，其甘油的低濃度水溶液又稱為甜水。本文首先介紹了油脂高 溫高野連續(xù)水解機(jī)理，其次探討了油脂高壓連續(xù)水解工藝流程，最后主要水解反 應(yīng)控制、水解率和甜水濃度提高和安全環(huán)?？刂频确矫孢M(jìn)行開展研究和討論。共 相關(guān)人員參考。關(guān)鍵詞：油脂；水解；脂肪酸；1、油脂高溫高壓連續(xù)水解機(jī)理油脂的水解是油與水兩相接觸的反應(yīng)。增大油水的互溶性，即使油脂獲得更多的反應(yīng)所

2、需的H+和OH-，就成油脂水解的關(guān)鍵。從現(xiàn)有的催化水解的研究發(fā)現(xiàn)，水在油中的溶解度大 于油在水中的溶解度。催化水解是通過加人適當(dāng)?shù)拇呋瘎?，借催化劑的表面活性，使油水?成一種油包水的微乳，增加水在油中的溶解度，而高溫高壓連續(xù)水解是從提高體系溫度的方 式，來提高水在油中的溶解度，并以適當(dāng)?shù)母邷貋泶龠M(jìn)水電離，為油脂水解提供所需的H+和 OH-。油脂高溫高壓連續(xù)水解裝置的核心是一個(gè)逆流反應(yīng)的反應(yīng)塔。結(jié)構(gòu)如圖1所示。塔大致 可劃分為中部的裂解區(qū)和上、下兩個(gè)分離區(qū)。油在中部裂解區(qū)，在高壓蒸汽的作用下，溫度 升到240攝氏度以上，在蒸汽攪動(dòng)下，油、水充分混后，形成油包水的均相，增大了油和水 的接觸面積，使

3、水解反應(yīng)得到以快速進(jìn)行。裂解后生成的脂肪酸和甘油水溶液（甜水）。由 于其比重的差異分別向上和向下運(yùn)動(dòng)，脫離反應(yīng)體系，進(jìn)一步使得反應(yīng)平衡向產(chǎn)物方向移動(dòng)。 頂部的脂肪酸與進(jìn)人的水混合，一方面與水混合換熱，熱量得以回收；另一方面水也作為一 種萃取劑，將混合在脂肪酸中未完全水解的一甘醋、二甘醋以及其產(chǎn)物甘油沖洗下來，帶回 裂解區(qū)水解。脂肪酸在壓力的作用下被排出來。甜水溶液由于其比重較大，向塔底沉降。在 此過程中甜水溶液與塔底進(jìn)人的油換熱，油將甜水溶液中未水解完全的油溶性物質(zhì)帶走，回 到裂解區(qū)繼續(xù)水解。甜水則在重力作用下在塔底沉降富集，最終在壓力作用下從塔底排出。圖1高溫高壓連續(xù)逆流水解塔結(jié)構(gòu)示意圖2、

4、油脂高壓連續(xù)水解工藝流程油脂水解方法有很多種，包括酸化法、酶分解法和催化劑法等等。隨著技術(shù)的開發(fā)和先 進(jìn)工藝的引進(jìn)，現(xiàn)在已實(shí)現(xiàn)高溫、高壓、無催化且能連續(xù)操作的工業(yè)模式，其產(chǎn)量也隨之增 大。德國(guó)魯奇公司就是采用連續(xù)高壓水解工藝技術(shù)。其采用單塔逆流原理，使油脂在水解塔 內(nèi)上升過程中，逐漸分解成脂肪酸和甘油。甘油水從水解塔底部分離區(qū)排出，同時(shí)脂肪酸從 水解塔的上部分離區(qū)排出，避免了油脂進(jìn)入甘油水發(fā)生乳化現(xiàn)象。其優(yōu)點(diǎn)是操作管理簡(jiǎn)單、 油脂水解率高、產(chǎn)品比較干凈、工藝生產(chǎn)穩(wěn)定及物料消耗較低等優(yōu)點(diǎn)。原料油脂用高壓泵注入水解塔的下部，同時(shí)6. 3MPa （表壓）的高壓蒸汽分別從水解塔 的上中下部四點(diǎn)進(jìn)入，也

5、有一流股原料油脂由高壓泵注入水解塔的頂部，水解塔頂部藏有一 個(gè)泡罩式熱交換器，能把脂肪酸的熱量傳遞給水解水。這是油脂高壓連續(xù)水解的關(guān)鍵，也是 核心技術(shù)部分。解水由上分離區(qū)的下部進(jìn)入，水與脂肪酸在上部熱交換區(qū)進(jìn)行熱交換，水被加熱，同時(shí) 脂肪酸被冷卻。在內(nèi)部熱交換器（泡罩）的作用下，水被噴射分散成小水滴，使其均布在水 解塔的裂解區(qū)。水與油脂微粒直接接觸，在250255C的高溫下使油脂水解為甘油和游離態(tài) 脂肪酸。而甘油易溶于水中，形成甘油水，甘油水在250C時(shí)比重為1010kg/m3，則甘油水 會(huì)靠重力聚積于塔釜中，視釜底液位的高度，甘油水可連續(xù)從塔出料口流入甘油閃蒸罐。閃 蒸罐分離出的氣相部分經(jīng)三

6、級(jí)濃縮分離器冷卻，冷凝后的工藝水進(jìn)入罐區(qū)儲(chǔ)備。閃蒸罐分離 出的液體，先在分離罐中除去脂肪類漂浮物，脂肪類漂浮物也收集進(jìn)入罐區(qū)儲(chǔ)備。從分離罐 出來的甘油經(jīng)加熱濃縮，濃縮后的甘油進(jìn)入罐區(qū)儲(chǔ)備。3、油脂高壓無催化逆流連續(xù)水解的控制和水解率提升建議3.1、水解塔內(nèi)油脂逆流水解反應(yīng)過程中的介質(zhì)流向與相變情況介紹水解塔正常運(yùn)行情況下，油脂和水的走向和相變情況如下：3.1.1、油脂走向與相變情況：油脂通過高壓柱塞泵從水解塔底部一定高度通過分布器進(jìn) 入水解塔，作為非連續(xù)相的油脂液滴（液體流）受處于連續(xù)相下降的甜水加熱后向上穿過油 水分離層、通過油水界面后匯入連續(xù)相的油脂層，連續(xù)相的油脂層隨底部油脂的不斷匯入而

7、 向上移動(dòng)，在向上移動(dòng)過程中與向下移動(dòng)的分散相甜水液滴（液體流）發(fā)生水解反應(yīng)，此過 程一直到頂部泡罩板為止；在此過程中，連續(xù)相的油脂還得到各個(gè)高壓蒸汽分布器加熱而進(jìn) 行油脂的水解，在達(dá)到頂部泡罩板下時(shí)，上升的連續(xù)相油脂逐步從油脂水解反應(yīng)生成連續(xù)相 的脂肪酸液體，其水解率到達(dá)98%99%。3.1.2、水的走向與相變情況：參與反應(yīng)的工藝水通過高壓柱塞泵從水解塔頂部以液體流 狀態(tài)進(jìn)入泡罩，通過泡罩以液滴狀態(tài)（分散相）進(jìn)入向上移動(dòng)的脂肪酸連續(xù)相并與脂肪酸中 的未反應(yīng)的油脂不進(jìn)行水解反應(yīng)，液滴在下降過程中，通過不斷與油脂進(jìn)行水解反應(yīng)，其水 滴變成甜水液滴向下移動(dòng)，在此過程中，還得到高壓蒸汽加熱提供熱量不

8、斷進(jìn)行油脂水解反 應(yīng)，此過程甜水液滴一直以分散相的狀態(tài)達(dá)到底部油水界面為止，通過不斷地進(jìn)行水解反應(yīng)， 且甜水液滴的甜水濃度不斷提升；在甜水液滴下降過程中液滴不斷增大（部分液滴會(huì)形成液 體流），一直到達(dá)水解塔底部油水界面（此時(shí)甜水濃度達(dá)到8%10%），再通過界面進(jìn)入油 水分離層，通過分離層后，處于分散相的甜水液滴和甜水液體流匯成連續(xù)相的甜水向下移動(dòng)， 并在下降過程中將甜水的熱量交換與向上移動(dòng)的油脂液滴（油脂液體流）。3.2、油脂高壓無催化逆流連續(xù)水解率的操作控制要點(diǎn)油脂連續(xù)水解操作控制過程中，要達(dá)到高和理想的水解效果、提高水解率，應(yīng)當(dāng)從如下 方面做好控制：3.2.1、油脂高壓連續(xù)水解在生產(chǎn)運(yùn)行過

9、程中，必須保持水解塔壓力穩(wěn)定，水解塔壓力應(yīng) 控制在水解塔溫度對(duì)應(yīng)蒸汽飽和蒸氣壓以上0.3-0.4MPa范圍內(nèi)。3.2.2、油脂高壓連續(xù)水解在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，應(yīng)保持進(jìn)油和進(jìn)水連續(xù)進(jìn)行，盡量防止進(jìn) 油、進(jìn)水的中斷。3.2.3、油脂高壓連續(xù)水解在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，調(diào)整參數(shù)時(shí)幅度要小，實(shí)現(xiàn)精心操作。3.2.4、油脂高壓連續(xù)水解在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，應(yīng)隨時(shí)觀察甜水、脂肪酸的變化，發(fā)現(xiàn)有 異常應(yīng)提前進(jìn)行操作調(diào)整。3.2.5、對(duì)于油品品質(zhì)不好的油脂，如高酸值油品、含骨膠的牛羊油以及含蛋白質(zhì)油品和 雜質(zhì)顆粒的油品，對(duì)高壓連續(xù)水解裝置生產(chǎn)，帶來新的操作控制難度；主要是在連續(xù)水解過 程中可能發(fā)生油水分離層的乳化、導(dǎo)致水解塔油水界面消失，嚴(yán)重時(shí)從底部進(jìn)油不能得到下 降甜水的加熱上行，而是直接從底部甜水管道排出，最終導(dǎo)致水解塔停止進(jìn)油和進(jìn)水，只能 等待水解塔系統(tǒng)油水界面恢復(fù)后重新進(jìn)水進(jìn)油開車。3.2.6、針對(duì)高酸值油品、含骨膠的牛羊油，以及含蛋白質(zhì)油品和有雜質(zhì)顆粒的油品，在 連續(xù)水解裝置生產(chǎn)時(shí)，對(duì)設(shè)備和環(huán)境要求高，要求企業(yè)必須有可靠的氣味控制系統(tǒng)和抗污水 負(fù)荷沖擊的污水處理裝置。結(jié)束語綜上所述，連續(xù)高壓水解法是一種先進(jìn)、節(jié)能、環(huán)保和高效的油脂水解