自动循环式脂肪酸酯残渣蒸馏器的蒸发系统的制作方法

本实用新型涉及一种蒸馏器，尤其涉及自动循环式脂肪酸酯残渣蒸馏器的蒸发系统。

背景技术：

在制备脂肪酸酯例如：脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯、脂肪酸丁酯、脂肪酸异丙酯、脂肪酸异辛酯等的生产工艺过程中，酯化反应生成的粗酯需经过减压蒸馏、除去杂质，脂肪酸酯蒸汽经冷凝、冷却得到纯净的脂肪酸酯，而杂质与部分脂肪酸酯成为残渣，从塔底都流出。为了得到纯净的产品，需用装有填料的闪蒸塔，同时蒸馏时需控制一定的回流比，这样闪蒸塔顶和塔底就产生压差，一般在5-10毫米汞柱，因此尽管塔顶的真空度低至0.5毫米汞柱以内，塔底的真空度仍有5-10毫米汞柱，在该真空度下，塔底温度达到230℃左右时，仍有少量酯留在残渣，残渣中的酯含量在40％左右。为了提高产品收得率，需将残渣中的酯进一步蒸馏出来。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供自动循环式脂肪酸酯残渣蒸馏器的蒸发系统，利用脂肪酸酯残渣在不同温度的比重差，达到自动循环的目的，通过不断循环利用，将残渣中的酯进一步蒸馏出来。

为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

自动循环式脂肪酸酯残渣蒸馏器的蒸发系统，包括封闭的壳体，所述壳体内设置有加热器；在壳体顶端设置有真空管，所述真空管与外界抽真空系统相连；在加热器下方设置有进料分布器；所述加热器包括设置在壳体内的上下间隔平行设置的平板、多个加热管和一个中央循环管，平板周缘与壳体内壁封闭连接，上下平板上对应开设有多个均匀设置的第一通孔，加热管上下两端分别与上下对应的第一通孔周缘封闭连接；所述上下平板的中心处对应开设有第二通孔，两个对应的第二通孔之间设置有中央循环管，中央循环管的上下两端分别与上下对应的第二通孔周缘封闭连接，所述中央循环管的上端与加热管的上端齐平，中央循环管的下端低于加热管的下端；所述进料分布器包括一直管式的进料端以及一管状环形的出料端，所述进料端一端连接出料端，进料端的一端穿过壳体与外界连通，在出料端的管壁上开有多个出料孔，所述出料孔的开口向下，且经过其中任意一个出料孔的切线与水平线之间的夹角均为45°，在出料端的管内设置有多个挡板，每个挡板与所在的管壁呈45°角倾斜设置，紧贴挡板一侧还设置有加强筋板，其中挡板迎向脂肪酸酯残渣流向一侧。

通过设置于外界抽真空系统相连的真空管将蒸馏器内的真空度控制在1毫米汞柱内，该真空度下，酯沸点小于200℃，残渣中的酯相变为汽体，逸出液面，在外界抽真空系统的抽吸下进入冷凝器冷凝成液体，然后进入冷凝液接收器流出系统；从蒸馏脂肪酸酯的闪蒸塔底部流出的残渣，一般温度在230℃左右，进入本设备的加热管中，管外导热油温大于260℃，残渣被进一步加热后，比重变轻逐步沿管壁上升，而且部份酯汽化成蒸汽，蒸汽推动残渣沿管壁上升，直至流出加热管，在0.5毫米汞柱的真空下，残渣中酯进一步沸腾汽化，汽体进入冷凝器被冷凝后流入接受器，汽化带走热量，残渣温度下降，比重上升，经中央循环管在重力作用下流回底部，新鲜残渣从闪蒸塔底连续进入本蒸馏器被加热汽化，剩余部份不断进入底部与新鲜残渣混合后再被加热，利用脂肪酸酯残渣在不同温度的比重差，达到自动循环的目的，通过不断循环利用，将残渣中的酯进一步蒸馏出来。出料端的环形设计以及出料孔的方位及角度设计，不仅能使原料混料更均匀还解决了原有进料分布器出料孔易堵塞的问题。

作为优选，所述中央循环管包括内管和外管，所述内管与外管之间的间隙处填充有隔热材料，且该间隙内处于真空状态。内、外管的结构，并在内、外管之间填充隔热材料，这种结构的中央循环管把高温导热油与回流下来的残渣液隔离开，阻止了热量的传递，循环管中的残渣不会被再加热形成汽体，干扰残渣液向下流动，达到热上冷下的自动循环。

作为优选，所述加热管的周围充盈有导热油，在蒸发区的侧壁设置有导热油的进油管和出油管。

作为优选，所述中央循环管的截面积是各加热管截面积之和的1～2倍。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.通过设置于外界抽真空系统相连的真空管将蒸馏器内的真空度控制在1毫米汞柱内，该真空度下，酯沸点小于200℃，残渣中的酯相变为汽体，逸出液面，在外界抽真空系统的抽吸下进入冷凝器冷凝成液体，然后进入接受器流出系统；从蒸馏脂肪酸酯的闪蒸塔底部流出的残渣，一般温度在230℃左右，进入本设备的加热管中，管外导热油温大于260℃，残渣被进一步加热后，比重变轻逐步沿管壁上升，而且部份酯汽化成蒸汽，蒸汽推动残渣沿管壁上升，直至流出加热管，在0.5毫米汞柱的真空下，残渣中酯进一步沸腾汽化，汽体进入冷凝器被冷凝后流入接受器，汽化带走热量，残渣温度下降，比重上升，经中央循环管在重力作用下流回底部，新鲜残渣从闪蒸塔底连续进入本蒸馏器被加热汽化，剩余部份不断进入底部与新鲜残渣混合后再被加热，利用脂肪酸酯残渣在不同温度的比重差，达到自动循环的目的，将残渣中的酯进一步蒸馏出来。

2.内、外管的结构，并在内、外管之间填充隔热材料，这种结构的中央循环管把高温导热油与回流下来的残渣液隔离开，阻止了热量的传递，循环管中的残渣不会被再加热形成汽体，干扰残渣液向下流动，达到热上冷下的自动循环。

3.出料端的环形设计以及出料孔的方位及角度设计，不仅能使原料混料更均匀还解决了原有进料分布器出料孔易堵塞的问题。

3.出料端管内设置多个挡板，脂肪酸酯残渣在进料过程中不断与挡板碰撞，阻止了脂肪酸酯残渣与其内存在的气体造成的气流旋转，消除了旋流气体中夹带的漩涡，减少了旋流气体对液体的夹带，避免了由于进料流量的突变二造成的气体分布不均匀。

附图说明

图1是本实用新型蒸馏器的结构示意图。

图2是加热器的俯视图。

图3是冷凝液接收器的结构示意图。

图4是进料分布器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做一个详细的说明。

如图1～图4所示的一种自动循环式脂肪酸酯残渣蒸馏器，包括封闭的壳体1，壳体1大致呈圆柱状。在壳体1内从上到下依次为抽真空区2、冷却区图上未标识、冷凝液回收区3、蒸发区图上未标识、进料区4以及出料区5。抽真空区2位于壳体1内顶端，在壳体1顶端设置有真空管6，真空管6与外界抽真空系统相连，通过抽真空系统将壳体内的气压抽至小于1毫米汞柱。在冷却区内设置有冷凝器7，该冷凝器用于将蒸发区排出的气体冷凝，冷凝器7采用水冷，在冷却区的侧壁设置有冷却水的进水管21和出水管22。在冷凝液回收区3内设置有冷凝液接收器8，冷凝液接收器8用于回收冷凝器7冷凝后低落的液体。在蒸发区内设置有加热器9，加热器9用于将残渣中的酯蒸出，使残渣中的脂进一步得到回收。加热器9和冷凝液接收器8之间设置有除雾网16。在加热器9的下方还设置有用于残渣进料及布料的进料分布器10。出料区5位于壳体1底部，在壳体1底部设置有出料管11，出料管11上设置有排料阀23，出料管11的另一端伸入残渣接收器20中。壳体1内具体的尺寸如下：壳体1的顶部与冷凝器7之间的距离为300mm，冷凝器7的上端到冷凝器7的下端距离为2000mm，冷凝器7下端与加热器9上端的距离为1000mm，加热器9上端与加热器9下端距离为2000mm，加热器9下端到进料分布器10之间距离为100mm，加热器9下端到壳体1底部的距离为1500mm。进料分布器10包括一直管式的进料端101以及一管状环形的出料端102，所述进料端101一端连接出料端102，进料端101的一端穿过壳体1与外界连通，在出料端102的管壁上开有多个出料孔103，所述出料孔103的开口向下，且经过其中任意一个出料孔103的切线与水平线之间的夹角均为45°。出料端102的环形设计以及出料孔103的方位及角度设计，不仅能使原料混料更均匀还解决了原有进料分布器出料孔易堵塞的问题。在出料端102的管内设置有多个挡板104，每个挡板104与所在的管壁呈45°角倾斜设置，紧贴挡板104一侧还设置有加强筋板105，其中挡板104迎向脂肪酸酯残渣流向一侧。出料端管内设置多个挡板，脂肪酸酯残渣在进料过程中不断与挡板碰撞，阻止了脂肪酸酯残渣与其内存在的气体造成的气流旋转，消除了旋流气体中夹带的漩涡，减少了旋流气体对液体的夹带，避免了由于进料流量的突变二造成的气体分布不均匀。

加热器9包括设置在壳体内的上下间隔平行设置的平板图上未标识、多根加热管91以及一根中央循环管92。平板周缘与壳体内壁封闭连接，从而构成桶状的外壳。上下平板上对应开设有多个均匀设置的第一通孔图上未标识，在加热管91上下两端分别与上下对应的第一通孔图上未标识周缘封闭连接，在上下平板图上未标识的中心处对应开设有第二通孔图上未标识，中央循环管92的上下两端分别与上下对应的第二通孔图上未标识周缘封闭连接。第一通孔环绕第二通孔设置，因而加热管91环绕中央循环管92设置。中央循环管92的上端与加热管91的上端齐平，中央循环管92的下端低于加热管91的下端。中央循环管92的截面积是各加热管91截面积之和的1～2倍。中央循环管92包括内管和外管，内管与外管之间的间隙处填充有隔热材料，且该间隙内处于真空状态。中央循环管92的内管与外管的上端与筒状外壳的上端齐平，中央循环管92的外管与筒状外壳的下端齐平，中央循环管92的内管下端超出筒状外壳的下端。其具体尺寸为：外管直径180mm，外管长度2000mm；内管直径150mm，内管长度3000mm。内管和外管之间间隙为15mm。筒状外壳内环绕中央循环管92设置有多个竖直的加热管91，加热管91的上端开口与筒状外壳的上端齐平，加热管91的下端开口与筒状外壳的下端齐平。热管91的尺寸为：直径57mm，长度2000mm。加热器9可以采用电加热也可以采用热传导方式加热。本实施例中采用在加热管91的周围充入导热油来加热通入加热管91中的残渣。在蒸发区的侧壁设置有导热油的进油管14和出油管15，进油管14和出油管15位于壳体1的异侧，且进油管14在出油管15的上方。

以上壳体1、加热器9、真空管2以及进料分布器10共同组成了自动循环式脂肪酸酯残渣蒸馏器的蒸发系统。

冷凝液接收器8包括设置在冷凝液回收区3的冷凝液接收器17和开设在冷凝液回收区3侧壁上的冷凝液出料口18。冷凝液接收器17包括导流盖171、导流板172和支撑结构。导流盖171呈倒置的漏斗形。导流盖171设置在支撑结构上端且导流盖171的边沿超出蒸汽通孔174。导流板172设置在支撑结构的下端并与冷凝液出料口18相连通。支撑结构包括上支撑部175、下支撑部176以及用于连接上支撑部175和下支撑部176的连接部177。上支撑部175和下支撑部176呈圆柱形，并且上支撑部175的直径小于下支撑部176的直径，连接部177呈倒置的漏斗形，连接部177的上端连接上支撑部175，连接部177的下端连接下支撑部176。在连接部177上以及上支撑部175和导流盖171的连接处设置有蒸汽通孔174。导流板172倾斜设置，其最低点位于冷凝液出料口18处。

出料管11上还连通有溢流管24，溢流口与加热管91的上端管口持平，所述溢流管24的一端连通出料管11，溢流管24的另一端联通有气压平衡管19，气压平衡管19的上端与真空管6连通，气压平衡管19的下端设置有阀门，保证工作时的密闭状态。

本实用新型所述的一种自动循环式脂肪酸酯残渣蒸馏器，其工作流程如下：

首先外界抽真空系统启动，通过真空管6将壳体1内抽真空，使得壳体1内的真空残压小于1毫米汞柱。通过进油管14不断向加热器9内注入导热油，使导热油与加热管91外壁充分接触，通过出油管15将导热油排出，保证导热油的循环。启动冷凝器7，进水管21和出水管22保证冷凝器7正常工作。从闪蒸塔底流出的脂肪酸酯残渣温度在230℃左右，经过管道从进料分布器10流入本实用新型的蒸馏器中，当脂肪酸酯残渣进入到加热管91后，由于加热管外导热油温大于260℃，残渣被进一步加热后，比重变轻逐步沿管壁上升，而且部份酯汽化成蒸汽，蒸汽推动残渣沿管壁上升，直至流出加热管，在低于1毫米汞柱的真空下，残渣中酯进一步沸腾汽化，气化的脂蒸汽进入冷凝器被冷凝后流入冷凝液接收器8。汽化带走热量，残渣温度下降，比重上升，经中央循环管在重力作用下流回底部，新鲜残渣从闪蒸塔底连续进入本蒸馏器被加热汽化，剩余部份不断进入底部与新鲜残渣混合后再被加热，利用脂肪酸酯残渣在不同温度的比重差，达到自动循环的目的，将残渣中的酯进一步蒸馏出来。溢流管的溢流口与加热管上口持平，当残渣液位高于加热管上口时，残渣从溢流管流出，反之则不流，保持液位的平衡。蒸发区产生的脂蒸汽通过蒸汽通孔174进入冷却区冷却，冷凝液接收器17在此过程中起导流蒸汽的作用主要由连接部177作用。水蒸气和脂肪酸蒸汽经冷凝器7冷却液化后，其液体通过冷凝液接收器17导流后从冷凝液出料口18排出。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型所作的举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。