(学生化工创业规划)分子蒸馏单甘酯-物料衡算

物料衡算 物料衡算

目录

第一章 工艺简介工艺简介 .........................................................................................................................

3 1.1酯化反应工艺 (4)

1.2分子蒸馏工艺 (4)

1.3 喷粉造粒包装工艺 (5)

第二章 物料衡算概述物料衡算概述 .............................................................................................................

5 2.1衡算目的与手段 (5)

2.2 产品规格及技术要求 (6)

2.3物料衡算思路概述 (6)

第三章第三章 反应部分物料衡算反应部分物料衡算 .................................................................................................

7 3.1反应釜物料衡算 (7)

3.1.1反应釜进料 (7)

3.1.2反应釜出料 (7)

3.2中和塔物料衡算 (8)

3.2.1中和塔进料 (8)

3.2.2中和塔出料 (8)

第四第四章章 蒸馏部分物料衡算蒸馏部分物料衡算 .................................................................................................

9 4.1回收甘油蒸馏塔物料衡算 (9)

4.1.1回收甘油蒸馏塔进料 (9)

4.1.2回收甘油蒸馏塔出料 (10)

4.2脱水塔物料衡算 (10)

4.2.1脱水塔进料 (10)

4.2.2脱水塔出料 (10)

4.3脱甘油分子蒸馏塔物料衡算 (11)

4.3.1脱甘油塔进料 (11)

4.3.2 脱甘油塔出料 (12)

4.4单甘酯分子蒸馏塔物料衡算 (12)

4.4.1单甘酯分子蒸馏进料 (12)

4.4.2单甘酯分子蒸馏出料 (13)

4.5喷粉塔物料衡算 (13)

4.5.1喷粉塔进料 (13)

4.5.2喷粉塔出料 (14)

第一章工艺

简介

工艺简介

分子蒸馏单甘油酯生产工艺流程如下：

我们采用的分子蒸馏单甘酯生产工艺主要包括单甘酯合成、应用分子蒸馏技术分离提纯单甘酯、产品喷雾冷却造粒包装3个部分。该工艺是在高温230℃-250℃下以NaoH为催化剂使氢化油与甘油进行反应，产物主要为单甘酯、二甘酯和三甘酯的混合物，为了分离出纯度达99%的单甘酯产品，我们先通过加入磷酸中和催化剂NaoH，产生的磷酸盐和游离甘油在中和塔中经过静置分液，分离出游离甘油和盐，游离甘油和盐的混合物再通过蒸馏将甘油分离到甘油贮罐中循环利用。中和塔分液后剩下的物料通往贮罐，起缓冲作用；接着经过齿轮泵进入脱水塔，在120℃的温度下进行脱水，脱水效率视为100%；再通往一级蒸馏塔，将96.8%的溶解甘油蒸出，输到甘油贮罐中循环利用；再通往二级蒸馏塔将90%的单甘酯蒸出，生产出纯度为99%的单甘酯产品，剩下的甘二酯，甘三酯投入到反应器重新利用。

1.1酯化反应工艺

我们选用工业生产中最普遍采用脂肪酸与甘油直接酯化反应工艺生产，反应式为：

脂肪酸+甘油单酯+双酯+三酯

CH2 OH CH2-O-C=o-R CH2-O-C=o-R CH2-O-C=o-R

∣∣∣∣

RCOOH+CHOH CH-OH +CH2-O-C=o-R + CH2-O-C=o-R ∣∣∣∣

CH2 OH CH2 OH CH2 OH CH2-O-C=o-R 设定的反应釜操作条件是：氢化油与甘油的进料量为8：3，其中甘油过量；反应温度在230 ℃-250℃，真空表压在-0.08Mpa至-0.095Mpa之间，反应时间为60-100min。其中工艺设计氢化油的转化率为99%，酯化法应后所得产物单甘酯含量为45%。反应釜使用夹套内导热油加热至反应温度。为保证物料流通，管道使用水蒸气夹套保温。

1.2分子蒸馏工艺

由于反应可逆平衡反应，所以，无论采用酯交换法或直接酯化法生产的产物，都是单、双、三脂肪酸甘油酯和过量甘油的混合物，这种产品称为单、双甘油酯（或称单甘酯）。要从单、双酯分离提纯单酯的方法有多种，目前工业化生产主要采用分子蒸馏法。用分子蒸馏法提纯的单甘油酯含量在百分之九十以上。

普通的真空蒸馏提纯出来的单甘酯一般为含量30－45％的产品。因为单甘酯的沸点高达300~310℃，单甘酯会未达到沸点就已经分解焦化，普通的真空蒸馏往往无法顺利的把单甘酯很好的提纯。

而分子蒸馏与普通蒸馏原理是不同，分子蒸馏是一种特殊高真空的蒸馏。它的蒸馏原理是物质的蒸汽分子，如果在它的运动自由程内没有与气体分子碰击而到达冷却表面时，蒸汽分子冷凝而达到蒸馏目的。分子蒸馏需要的特定条件是高真空（1Pa下），高真空的作用是确保在蒸汽分子的自由通道内空气分子足够少，而不至于与蒸汽分子发生碰撞；另外，蒸馏要在一个加热面（蒸发面）和一个冷却面（冷凝面）间进行，这两个面的距离要在蒸汽分子的平均自由程的距离之内。

在分子蒸馏的过程中，由蒸发面逸出的蒸汽分子，既不与残余的空气分子碰撞,自身也不相互碰撞,毫无阻碍地向冷凝面运动并在冷凝面上被冷凝,从而达到分离的目的。

分子蒸馏是一种非平衡状态下的蒸馏，由其原理来看，它有根本区别于常规蒸馏，因此它具备许多常规蒸馏无法比拟的优点。

（1）操作温度低常规蒸馏时靠不同物质的沸点差进行分离的，而分子蒸馏是靠不同物质的分子运动平均自由程的差别进行分离的，后者在分离过程中，蒸气分子一旦由液相中逸出就可实现分离，而非达到沸腾状态因此分子蒸馏是在远离沸点下操作的。

（2）蒸馏压强低一般常规真空蒸馏其真空度仅达5kPa，而分子蒸馏真空度可达0.1~100Pa。因为是在极高真空度下操作，所以分子蒸馏的实际操作温度比常规真空蒸馏低得多，一般可以低50~100℃。