一种用皂化水解酯化副产物精制高纯度丙三醇的工艺方法_4

文档序号:9365334阅读:来源:国知局
图例说明:101/102-粗甜水原料储;131-粗甜水预热器;111-第一预处理罐; 112-第二预处理罐;113-第三预处理罐;114-第四预暂存罐;121-粗甜水给料泵; 122/123/124-进料循环泵;141/142-板框压滤机;151/152/153/154/155/156-化学辅料 罐。
[0138] 图2是多效蒸发浓缩工艺流程图: 图例说明:221-精甜水给料泵;230-精甜水预热器;231- -效加热器;211- -效蒸发 室;232-二效加热器;212-二效蒸发室;233-三效加热器;213-三效蒸发室;222-出料泵; 201/1/2-粗丙三醇储罐;223-冷凝液泵;224-热井泵;202-冷凝液收集槽;241-大气冷凝 器;242-热井;243-循环水分配器;251-水环真空泵;252-蒸汽喷射器。
[0139] 图3是再浓缩蒸馏和脱臭脱色精制纯化工艺流程图: 图例说明:321-进料螺杆泵;322-碱计量泵;323-再浓缩循环泵;324-蒸馈循环 泵;325-脱臭循环泵;326-脱色循环泵;327/1/2-精丙三醇转罐泵;328-调温水循环泵; 329-残渣进料泵;301-再浓缩塔;332-再浓缩加热器;302-循环蒸馏器;333-降膜加热器; 334-调温水换热器;335-精丙三醇冷却器;305-刮膜蒸发器系统;336-前冷凝器;337-后 冷凝器;304-脱臭器;335-冷却器;306/1/2-脱色器;373-板框压滤机;374/1/2-保险过 滤器;307/1/2-精丙三醇收集器;308-次丙三醇暂存罐;309/1/2精丙三醇灌装暂存器; 310-灌装问;341/1/2/3/4-蒸汽喷射器系统;342/1/2-大气冷凝器;343-热井;344-循环 水分配器;345-蒸汽分配器;346-凉水塔;351-水环真空泵;352-热井泵;353/1/2-循环 水泵;369-调温水膨胀器 图4是图1图2图3组合秩序图"。
【具体实施方式】:
[0140] 为更好理解与应用本发明成果,此通过具体实施例对本发明作进一步地描述。
[0141] 具体实施例1 :
[0142] 1)本实施例的副产物原料来源:综合利用动植物油脂为原料,将皂化、水解、酯化 反应获得的副产物精制纯化为天然的生物医药级高纯丙三醇产品。上述反应除了得到主产 物脂肪酸和脂肪酸酯外,还获得含丙三醇的副产物,此类副产物还含有未反应转化完全的 油脂、脂肪酸及其酯或皂盐、低碳醇、水分、游离碱、游离酸或碱催化剂、色素、胶原蛋白质、 胶质、有机和无机盐类杂质等不需要成分,因综合利用的原料油脂来源和品质及工艺方法 而异。
[0143] 2)本实施例的副产物原料预处理生产要求技术指标为:丙三醇GLY彡50% -85% wt ;酸碱度 PH 4-6. 5 ;酸值 A. V 彡 3mgK0H/g ;皂化值 S. V 彡 5mgK0H/g ;硫酸根 SO42彡 3. 0% wt ;灰分 Ash < 3. 0 % wt。
[0144] -般副产物原料实际控制范围为:GLY 40-85 % wt ;PH 2. 0-6. 5 ;A. V 0? 2-2. 0mgK0H/g ;S. V 2. 0-8. 0 mgKOH/g ;S042 I. 0-4. 0% wt ;Ash2. 0-4. 0%。
[0145] 3)本实施例的预处理工序主要添加的化学剂及比例:
[0146] (1)2-羟基-1,2,3_三羧酸:乙二酸:98. 3%以上的%浓硫酸=I : 1 : 2(主 要作用是初步凝聚、沉降、分离回收油脂、脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪酸皂及胶原蛋白质等,控 制 PH 在 2. 0-6. 5);
[0147] (2)甲醇(主要作用是稀释副产物粗丙三醇,控制丙三醇含量在40-85% );
[0148] (3)氢氧化锶:氢氧化钡:氢氧化钙碱液=1 : 2 : 1(主要作用是除去残留的油 月旨、脂肪酸、脂肪酸酯等,使它们产生脂肪酸金属皂沉淀便于除去,控制PH在7. 0-9. 0);
[0149] (4)柠檬酸:乙二酸=1 : 2(主要作用是除去过量的锶或钡或钙等金属离子,使 它们凝聚产生柠檬酸或乙二酸金属盐沉淀便于除去,控制PH在7. 0-9. 0);
[0150] (5)氢氧化钠碱液(主要作用是调节溶液的酸碱度,控制PH在9. 0-11. 0)。
[0151] 4)本实施例采取的工艺技术方法和流程:将收集好的副产物粗丙三醇和粗甜水 混合液,同时采取同一综合的化学预处理(温度70-90°C )工艺方法得精甜水,再经两效连 续真空(0.5-1.0邱&,温度40-125°〇蒸发浓缩得纯度88%-90%的粗丙三醇,将粗丙三醇 进一步真空(I. 0-1. 2Kpa,温度95-115°C )再浓缩脱气干燥和高真空降膜与残渣刮膜蒸馏 (0.1-0.3邱&,135-1451:,残渣 140-150°〇同时高真空(0.1-0.3邱3,温度115-120°〇)汽 提蒸汽脱臭连续运行后,再经常压活性炭脱色(80_12(TC )与保险过滤相结合的纯化处理, 生产出高纯度高品质的天然生物医药级丙三醇产品。
[0152] 5)本实施例生产制备的天然丙三醇产品纯度99. 8%以上,达到生物医药级产品 标准USP和EP要求,此工艺丙三醇总收率大于92. 0% .
[0153] 具体实施例2:
[0154] 1)本实施例的副产物原料来源:综合利用动植物油脂为原料,将皂化、水解、酯化 反应获得的副产物精制纯化为天然的生物医药级高纯丙三醇产品。上述反应除了得到主产 物脂肪酸和脂肪酸酯外,还获得含丙三醇的副产物,此类副产物还含有未反应转化完全的 油脂、脂肪酸及其酯或皂盐、低碳醇、水分、游离碱、游离酸或碱催化剂、色素、胶原蛋白质、 胶质、有机和无机盐类杂质等不需要成分,因综合利用的原料油脂来源和品质及工艺方法 而异。
[0155] 2)本实施例的副产物原料预处理生产要求技术指标为:丙三醇GLY彡20% -50% wt ;酸碱度 PH 4-6. 5 ;酸值 A. V 彡 3mgK0H/g ;皂化值 S. V 彡 5mgK0H/g ;硫酸根 SO42 彡 3. 0 % wt ;灰分 Ash < 3. 0 % wt。
[0156] 一般副产物原料实际控制范围为:GLY8. 0-40 % wt ;PH2. 0-6. 5 ;A. V 0? 2-2. 0mgK0H/g ;S. V2. 0-8. 0mgK0H/g ;S042 I. 0-4. 0% wt ;Ash 2. 0-4. 0%。
[0157] 3)本实施例的预处理工序主要添加的化学剂及比例:
[0158] (1)2-羟基_1,2,3_三羧酸:乙二酸=1 : 2(主要作用是初步凝聚、沉降、分离回 收油脂、脂肪酸、脂肪酸酯及脂肪酸皂等,控制PH在2. 0-6. 5);
[0159] (2)甲醇(主要作用是稀释副产物粗丙三醇,控制丙三醇含量在20-40% );
[0160] (3)氢氧化钡:氢氧化钙碱液=2 : 1 (主要作用是除去残留的油脂、脂肪酸、脂肪 酸酯等,使它们产生脂肪酸金属皂沉淀便于除去,控制PH在7. 0-9. 0);
[0161] (4)柠檬酸:乙二酸=1 : 2(主要作用是除去过量的钡或钙等金属离子,使它们 凝聚产生柠檬酸或乙二酸金属盐沉淀便于除去,控制PH在7. 0-9. 0);
[0162] (5)氢氧化钠碱液(主要作用是调节溶液的酸碱度,控制PH在9. 0-11. 0)。
[0163] 4)本实施例采取的工艺技术方法和流程:将收集好的副产物粗丙三醇和粗甜水 混合液,同时采取同一综合的化学预处理(温度70-90°C )工艺方法得精甜水,再经两效连 续真空(0.5-1.0邱&,温度40-125°〇蒸发浓缩得纯度85%-90%的粗丙三醇,将粗丙三醇 进一步真空(1.〇-1.2邱 &,温度95-115°〇再浓缩脱气干燥、高真空降膜与残渣刮膜蒸馏 (0? 1-0. 3Kpa,135-145°C,残渣 145-155°C )同时高真空(0? 1-0. 3Kpa,温度 115-120°C )汽 提蒸汽脱臭连续运行后,再经常压活性炭脱色(80_12(TC )与保险过滤相结合的纯化处理, 生产出高纯度高品质的天然生物医药级丙三醇产品。
[0164] 5)本具体实施例生产制备的天然丙三醇产品纯度99. 8%以上,达到生物医药级 产品标准USP和EP要求,此工艺丙三醇总收率大于90. 0% .
[0165] 根据上述具体实施方案就可很好地实现本发明。
[0166] 本发明的生产制备工艺技术方法和流程,经制造商实践证明:具有显著的独特性、 新颖性和技术进步具有显著的前瞻性和良好效益,可以进行大量推广与应用实施。
[0167] 本发明具有良好的社会、经济效益:制造商每年可增加生产高纯度高品质的天然 生物医药级丙三醇产能1500-6000吨(按每年综合处理原料油1. 5-3. 0万吨计算)。
[0168] 本发明结合制造商现有皂化、水解、酯化生产脂肪酸和脂肪酸酯等主产品的工艺 技术,可投资建成一条即经济又科学合理的高起点、多原料、年处理2. 5-3. 0万吨原料油脂 的单条脂肪酸酯生产线,生产多种高附加值的精脂肪甲酯或乙酯及其衍生产品,例如:芥酸 酯、油酸酯、花生烯酸酯,低碳混合酯、高碳酯和天然的高纯高品质的生物医药级丙三醇及 脂肪酸酰胺、脂肪醇等产品。
[0169] 本发明结合制造商现有生产高纯不饱和脂肪酸等主产品的工艺技术,可投资建成 一条即经济又科学合理的高起点、多原料、年处理3. 0万吨原料油脂的世界级单条脂肪酸 生产线,生产多种高附加值的脂肪酸及其衍生产品,例如:芥酸、油酸、花生烯酸,低碳混合 脂肪酸、高碳脂肪酸和天然的高纯度高品质的生物医药级丙三醇及脂肪酸酰胺、脂肪醇等 产品。
[0170] 本发明可依托生产制备天然的高纯度高品质生物医药级丙三醇的创新技术,进行 丙三醇衍生物深加工,生产诸如:聚甘油烷基醚非离子表面活性剂,醋酸甘油酯,1,2-丙二 醇或1,3_丙二醇,乙醇胺-甘油醚,1,3_二羟基丙酮,甘露聚糖酶,丙烯醛,1,3_二氯-2-丙 醇,环氧氯丙烷,聚甘油等丙三醇的衍生产品,从而可建设丙三醇衍生产品基地和集群。
[0171] 本发明可使制造商在油脂及其衍生产品制造业的竞争力和适应力、抗风险能力显 著提高,市场占有量增大,可带来多元化的世界级投资商和合作伙伴加盟,从而使制造商在 油化学的脂肪酸甲酯或乙酯和脂肪酸及其衍生产品行业中真正起到领导和决定地位。
[0172] 本发明可通过出口优质的脂肪酸甲酯或乙酯和脂肪酸及其衍生系列产品,显著增 加外汇收入,带动同行业技术革命和驱动技术创新,提高行业的整体技术水平,此必将有利 于同行业健康快速发展,从而推动世界可再生生物质资源综合利用的技术进步,对环境保 护、低碳经济极具深远的战略与长远意义。
[0173] 本发明实施也存在一定风险:譬如:经济生产能力负荷的大小和弹性范围确定, 副产物粗丙三醇及粗甜水原料量的保障程度,副产物工艺装置与脂肪酸酯和脂肪酸主产品 工艺装置的配套适应能力及外购原料的加工处理能力,直接决定了本发明的有效运行时间 和经济性;主体工艺设备的设计制造与运行状况决定了装置的技术水平和可靠性;预处理 的方式方法选择决定了产品质量保障程度和运行状况。但本发明已在装置工艺和设备设计 选型阶段充分考虑了上述相关问题,针对以上的风险存在情况,采取相应的规避措施有:
[0174] (1)在进行最初工艺和设备设计时,对副产物原料处理能力已充分考虑,并认真研 讨和实践了其关键技术,在有充分把握的情况下,开始进行主体工艺和设备设计与交付制 造。
[0175] (2)在副产物预处理方式方法和选化学剂上,已充分考虑到各种方式方法的优化 与灵活运用。
[0176] (3)本发明生产工艺装置建成后,应当加强现场技术员和岗位操作者的技能教育 培训与运行精细化管理与考核,以保证生产安全、优质、高效、稳定地正常运行。
[0177] 因此,尽管本发明实施存在一定风险,但这些风险都不是致命的,风险规避措施有 效且易于实现,本发明的风险通过采取相应的规避措施后,不会对本发明的建设实施造成 重大影响。
[0178] 本发明相关事项说明:本发明人于2013年初就开始前期技术准备工作,现已完 成整个工艺技术方法和带控制点工艺流程图的设计,同时完成了年产1500吨、3000吨和 6000吨高纯度高品质的天然生物医药级丙三醇的物料平衡计算,确定了各生产能力所需主 要动、静设备的技术参数和工艺操作条件与制作设计条件图,并已完成各工艺控制点仪器 仪表的确定,编制了相关工艺和设备技术操作规程,为制造商和投融资家下一步建设实施 本发明进行的工艺扩初设计与施工图设计做了充分技术准备,为本发明科学决策提供依据
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