一种环氧甲酯的连续化生产工艺及系统的制作方法

文档序号:31192215发布日期:2022-08-19 23:45阅读:125来源:国知局
一种环氧甲酯的连续化生产工艺及系统的制作方法

1.本发明属于增塑剂生产技术领域,具体的本发明涉及环氧甲酯的连续化生产及后处理的工艺方法及系统。


背景技术:

2.环氧甲酯是目前应用较广泛地无毒非苯类环保型塑料增塑剂,其兼有增塑和热稳定的双重性能,而且无毒、安全环保,因此受到塑料制品行业的青睐,在塑料、涂料、新型高分子材料、橡胶等工业领域中有广泛地应用。随着世界各国环保意识的提高,增塑剂的毒性越来越受到人们的关注;增塑剂邻苯二甲酸酯类产品因有致癌嫌疑,很多发达国家已禁止其在医疗及食品包装、日用品、玩具等塑料制品中使用。并且由于石油供应偏紧,国际、国内增塑剂市场价格飞涨,而环氧甲酯主要利用的原料为可再生资源,产品具有广阔的市场前景。
3.现在国内生产环氧甲酯都是用间歇生产工艺,通过釜式搅拌反应器进行环氧反应,经过分水罐或者离心机进行分水处理,分水后进行碱洗,水洗,最后进行脱水处理得到环氧甲酯成品,采用碱洗降酸会引起皂化现象,不利于水洗分水,且降低了产品收率,同时会引入杂质如钠离子等,体积电阻率会减低,钠离子与油脂形成皂存在于环氧甲酯中,会使得环氧甲酯中杂质增多,会影响闪点、产品收率、体积电阻率等指标。现阶采用间歇式法制备环氧甲酯,产品质量受人为操作影响大、产品质量不宜把控,单位产能能耗高,后处理操作复杂,易产生大量废水,生产成本高。
4.同时,环氧反应是强放热反应,在添加双氧水和甲酸的过程中反应初期发热大,收到反应器换热能力限制,需要分多次缓慢添加,并且需要严格控制其温度,尤其是夏天生产,温度控制难度大,易超温,影响产品质量,严重时会发生反应釜喷料等安全事故。
5.公告号为cn113929643a的专利文献公开了一种环氧大豆油的连续化生产工艺及系统,包括依次进行的环氧化步骤、分水处理步骤、脱酸处理步骤和脱水处理步骤,所述环氧化步骤在串联设置的两个或两个以上的环氧反应釜中连续进行;环氧化处理后的物料通过溢流罐进行连续化分水处理,分水后进入汽提塔进行连续化脱酸处理,酸值达标后进入真空脱水塔进行连续化脱水处理,最后压滤得到环氧大豆油成品。该文献通过采用多釜串联的方式进行环氧化反应,在一定程度上解决了现有技术存在的问题。


技术实现要素:

6.本发明的目的是解决现有技术中的问题,为了改善产品质量,优化生产工艺,降低生产成本而设计出能够实现连续化安全生产,各项工艺指标可控,减低人员及能源消耗的生产工艺,并且能够提高环甲酯产品质量、提高产品收率的连续化生产方法及系统。
7.一种环氧脂肪酸甲酯的连续化生产工艺,包括依次进行的原料预处理、预环氧、环氧反应、静置分水、汽提脱酸、真空脱水、压滤产品等步骤,具体讲,包括连续进行的如下步骤:脂肪酸甲酯粗品首先经过预处理,然后进行预环氧,再进行环氧反应,环氧反应结束后
进行油水分离,油相依次经过汽提脱酸步骤、真空脱水步骤和压滤步骤,得到环氧甲酯产品。
8.预处理步骤中,所述预处理主要是去除脂肪酸甲酯粗品中的甘油、甘油酯和脂肪酸等。作为优选,所述预处理为碱洗和水洗,经过所述预处理,去除脂肪酸甲酯粗品中的甘油、甘油酯和脂肪酸,预处理后的脂肪酸甲酯的酸值≤0.3kohmg/g。脂肪酸甲酯原料相对大豆油而已,产品指标浮动较大,通过预处理环氧,可以提高生产装置的稳定性。进一步讲,采用该技术方案,针对特殊原料,比如废弃动植物油脂,也能有效保证产品的质量。所述原料脂肪酸甲酯粗品一般是废弃动植物油脂通过酯交换精馏得到,由于废弃动植物油脂组份的复杂性和波动性,所以脂肪酸甲酯粗品中甘油、甘油酯、脂肪酸等物质含量波动较大,即使同一批产品在精馏的不同阶段,得到的产品中甘油、甘油酯、脂肪酸等物质含量都不同,酸值波动太大,进行连续化生产时,产品质量难于保证;本发明通过利用预处理,可以统一标准。
9.预环氧步骤中,预处理后的脂肪酸甲酯原料与体系液(主要由甲酸、双氧水和水组成)进行预环氧化反应。作为优选,所述预环氧的体系液的酸值为35-70kohmg/g,双氧水的重量百分比含量为3-10%,体系液的用量为预处理后得到的脂肪酸甲酯质量的20-40%。
10.作为优选,预环氧温度为60~80℃(进一步优选为70~80℃),反应停留时间为5~7h。
11.本发明所述预环氧,可以采用纯试剂进行,即通过添加双氧水和甲酸、水等进行所述预环氧。也可以采用回收的废酸液。作为进一步优选,所述预环氧的体系液来自环氧反应后油水分离得到的酸性废水。采用该技术方案,可以进一步回收环氧酸液中双氧水和甲酸提高了原材料的利用率的同时,能够进一步降低最终废水的cod值,易于生化处理,同时能够降低后续环氧反应的反应温度和物料用量。
12.作为优选,所述预环氧的体系液来自环氧反应后油水分离得到的酸性废水以及汽提脱酸塔顶冷凝废水。采用该技术方案,进一步提高了原料利用率。同时废水中cod的来源主要是甲酸、双氧水、溶解的环氧脂肪酸甲酯、皂化的环氧脂肪酸甲酯等,废水再环氧可以降低甲酸,双氧水的量,配合汽提操作,可以进一步避免皂化环氧甲酯,和溶解环氧脂肪酸甲酯。从源头上,降低了cod来源的产生。
13.作为进一步优选,所述体系液的酸值为45-60kohmg/g,双氧水重量百分比含量为4.5-7%,体系液用量为预处理后得到的脂肪酸甲酯质量的 28-32%。
14.预氧化完成后,在测试阶段或者生产前,通过检测预环氧产品的碘值等确定环氧化反应中双氧水和甲酸的投料比等。
15.作为优选,所述环氧反应在串联设置的5个或5个以上的环氧反应釜中连续进行,每釜的停留时间为2~5h,温度为60~80℃,其中双氧水、甲酸分2~4次分别连续加入在前的2~4个反应釜中(比如作为优选,将物料均分为n份,然后分别连续加入前n个环氧反应釜中),原料重量配比为:甲酯:双氧水:甲酸=100:25~35:3.5~5.5,其中双氧水的浓度为40~60%,甲酸浓度为70~90%。
16.作为优选,环氧反应结束后的物料进入静置罐,停留时间在1~3h,进行静置分水,将废水进行分离,用于脂肪酸甲酯的预环氧反应。
17.作为优选,汽提脱酸步骤中,采用一个或者多个串联设置的脱酸汽提塔进行,脱酸
汽提塔采用低压蒸汽,蒸汽用量为环氧脂肪酸甲酯粗品流量的1%~10%(进一步优选为1%~5%),汽提的环氧脂肪酸甲酯温度为90-110℃,采用真空逆流接触的方式脱除酸性物质,真空度为0.08mpa~ 0.1mpa。
18.作为优选,所述真空脱水步骤在真空脱水塔中进行连续脱水,真空度为0.09mpa~0.1mpa,温度<110℃。
19.作为优选,所述压滤步骤中,采用白土或者硅藻土脱除环氧脂肪酸甲酯中含有的不溶的杂质。
20.作为优选,所述脂肪酸甲酯粗品为c16-c20的脂肪酸甲酯,碘值范围在90-120。
21.作为优选,所述环氧甲酯产品碘值小于5,酸值<0.5kohmg/g,水分<0.1%。
22.作为优选,一种环氧甲酯的连续化生产工艺,包括:
23.(1)对原料甲酯(本文中“原料甲酯”指脂肪酸甲酯)中含有的甘油、甘油酯、脂肪酸等物质通过碱洗、水洗进行预处理脱除;
24.(2)预处理后的原料甲酯与静置分得的废水进行预环氧,其废水中含有的甲酸、双氧水得到再利用;
25.(3)预环氧后的甲酯进行分水后,进行环氧反应,串联设置5个或5 个以上的环氧反应釜中连续进行,每釜的停留时间为2~5h,温度为60~ 80℃其中双氧水、甲酸分2~4次分别连续滴加进行反应釜,原料重量配比为:甲酯:双氧水:甲酸=100:25~35:3.5~5.5,其中双氧水的浓度为40~60%,甲酸浓度为70~90%。
26.(4)环氧结束后进行静置分水,其停留时间在1~3h,根据液位变换,将废水进行分离,用于甲酯的预环氧反应;分离得到的环氧甲酯粗品进入下一步工序;
27.(5)环氧甲酯粗品进行汽提脱酸,采用一个或者多个串联设置的脱酸汽提塔进行,脱酸汽提塔采用低压蒸汽,蒸汽温度为120℃~150℃,蒸汽用量约为环氧甲酯粗品流量的1%~10%,采用真空逆流接触的方式脱除酸性物质,真空度为0.08mpa~0.1mpa。
28.(6)汽提完成后进行真空脱水,真空度为0.09mpa~0.1mpa,脱水塔温度<110℃(进一步优选为80~110℃)。然后通过压滤得到产品。
29.需要说明的是,本发明为连续化生产工艺,上述步骤编号(1)~(6) 对反应顺序没有限定作用,仅为区别每个技术特征而设置。
30.所述环氧化步骤中,各个环氧反应釜中,反应料液占环氧反应釜内体积的一般为釜体积的1/2~4/5。并且,每个环氧反应釜中配置有配套的搅拌装置,以保证物料的稳定和快速反应。
31.作为优选,所述环氧化步骤中总的停留时间为15~20小时。
32.作为优选,当最后出料的质量指标不满足要求时,可以通过增加环氧反应釜数量,或者通过增加反应时间或者补加物料等,保证最终物料符合最终质量要求。最终增加的环氧反应釜的体积可以适当减少,以进一步提高装置利用率,比如可以在最后一个环氧化反应釜出料口增加体积约为其 1/4~1/2的末端反应釜。
33.作为优选,采用3~7个串联(优选5~6个串联)的环氧反应釜进行所述的环氧化反应,其中需滴加双氧水、甲酸的环氧反应釜温度控制在60~ 70℃,每个环氧反应釜停留时间为2~6小时(进一步优选为3~5h),保温反应釜(不滴加双氧水、甲酸)温度控制在75~80℃,每个环氧反应釜停留时间2~6小时(进一步优选为3~5h)。
34.作为优选,脱酸步骤采用一个或者多个串联设置的脱酸汽提塔进行,脱酸汽提塔采用过热低压蒸汽,蒸汽温度为120℃~150℃,采用真空脱酸,真空度为0.08mpa~0.1mpa。
35.针对汽提脱酸后的物料,在设定时间间隔定期进行酸值监控;当酸值偏高时,在所述压滤步骤添加部分固体碱除酸。
36.作为优选,脱酸步骤完成后,物料酸值为0.3~0.45;作为优选,本发明可以采用逆流连续脱水处理,采用塔式结构,以增强脱水速度和脱水效率,脱水步骤完成后,物料的水分含量为0.02~0.05%。
37.所示环氧化反应后,产品碘值小于5。
38.一种环氧脂肪酸甲酯的连续化生产系统,包括依次相连的预处理单元、预环氧釜、多釜串联的环氧单元、静置罐、汽提塔、真空脱水塔和压滤机;
39.所述预处理单元用于对脂肪酸甲酯粗品进行预处理;
40.所述预环氧釜用于对预处理后的脂肪酸甲酯进行预环氧;
41.所述环氧单元用于对预环氧后的物料进行环氧化反应;
42.所述静置罐用于实现对环氧反应结束后物料进行油水分离;
43.所述汽提塔用于对静置罐分出的油相进行汽提脱酸;
44.所述真空脱水塔用于对汽提脱酸后的环氧脂肪酸甲酯进行脱水;
45.所述压滤机用于对脱水后的环氧脂肪酸甲酯进行脱杂。
46.作为优选,所述静置罐的酸性废水出口与一中间储罐相连;所述预环氧釜的体系液进料口与所述中间储罐通过设有剂量计的管路相连。
47.作为优选,所述汽提塔的气相出口与一冷凝换热器相连,该冷凝换热器冷凝液出口同时与所述中间储罐相连。
48.作为优选,所述汽提塔产品出料口与一中间产品储罐相连,该产品储罐出口与所述压滤机入料口相连。利用该技术方案,一方面实现对汽提塔产品的收集,同时也方便对产品酸值的监控。当按照设定时间间隔进行酸值监控时,如果出现酸值不符合要求的情况,可以在压滤机中添加固体碱 (即白土或硅藻土与氢氧化钙体积为10:0.5~2的碱性白土),去除其中的游离脂肪酸。
49.作为优选,在所述预处理单元包括碱洗罐和水洗罐,同时设置一个或两个静置罐,首先在碱洗罐中与碱液搅拌混合,所用碱液浓度为1~3%wt,碱液流量为脂肪酸甲酯流量的2~5%,所用碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾其中的一种或几种,采用水溶液形式添加。碱洗停留时间为 20~60min,碱洗出料后进入静置罐,静置罐停留时间为1~3h,静置分水后甲酯进入水洗罐,用水量为甲酯流量的2~5%,水洗停留时间为20~ 60min,水洗出料进入静置罐,静置罐停留时间为1~3h。
50.本发明采用全段连续化生产工艺,反应条件温和,各项生产指标可控,产品质量好,并且工艺简单,对生产设备要求不高,易于产业化生产,流程图见图1。
51.为了进一步体现本发明的优势,对本发明与现有工艺的优势对比进行说明:
52.(一)原料甲酯(脂肪酸甲酯)预处理,能够保证原料指标的稳定,降低甘油、甘油酯、脂肪酸含量能够减少环氧副反应,其中降低单甘脂含量能提高油水分层效率,降低脂肪酸含量能够降低产品酸值。相比原有工艺,生产稳定性能够得到保证,避免酸值超标、废水难分等问题。
53.(二)预环氧化,利用环氧废水中残留的甲酸、双氧水进行预环氧反应,能够充分利用废水中的原料料甲酸、双氧水,预环氧后的甲酯碘值降低,可降低环氧反应阶段中甲酸、双氧水的用量,相比原有工艺,甲酸、双氧水的用量可降低5%~10%。
54.(三)环氧反应,本发明采用连续化多釜串联可以优化环氧反应釜配置,减小环氧反应釜体积,增大换热面积,在温度控制的前提下,提高反应效率,保温环氧反应釜中因为反应热较小,可以实现提高反应温度,实现深度环氧。每个反应釜的反应温度、放热量、物料状态相对温度,生产控制相对简单。采用传统的间歇生产时,在生产过程中受到换热能力的限制,无法正常的添加双氧水甲酸进行反应,需要分多次添加,保证反应温度不超温。
55.(四)汽提脱酸,提高产品品质:不引入新的杂质、闪点增高、气味减小;提高产品收率:较少碱洗过程的无效皂化,降低碱洗、水洗过程中的由于产品溶解造成的损耗;降低废水产生:避免了碱洗、水洗过程中产生的含皂废水;原材料回收:可将粗环氧甲酯中含有的甲酸回收再利用;
56.(五)连续化生产在质量指标的监控:本发明采用多釜串联反应,当出口碘值没有达标时可以设置补充环氧反应釜,继续反应,补充环氧反应釜体积和停留时间可适缩短,设置补加双氧水的装置,能够辅助产品达标,并且不影响前面的反应和原料的添加。当真空脱酸酸值未达标时,可以设置二次脱酸/三次脱酸,至达标后出料。若仍出现异常情况,酸值无法降低的情况,可在压滤过程中适当加碱脱酸。由此可知,本发明的装置,可调性和适应性较强,更有利于对最终产品质量的控制。
57.(六)传统间歇式生产工艺中,后处理工序是人工强度较大的工作,需要多次分水,分水操作又人为因素影响较大,会有一部分产品被入废水中,产生损耗,另外在添加碱液过程中,过量程度的不同也是因人而已,也存在较大损耗。本发明的连续化生产工艺无需人员的直接操作,各项工艺指标设置完成后,只需要对产品指标进行测定,达标后即可,若未达标,则按相关的未达标操作流程进行二次处理至达标,因此不存在人员操作的原因产生损耗。
58.本发明采用全段连续化生产工艺,反应条件温和,各项生产指标可控,产品质量好,并且工艺简单,对生产设备要求不高,易于产业化生产。
附图说明
59.图1为本发明实施例中采用的工艺流程示意图和系统图。
具体实施方式
60.为使得本发明的技术方案更加清楚和明了,下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明:
61.图1是本发明实施例部分采用的工艺流程,一种环氧脂肪酸甲酯的连续生产工艺,包括原料预处理、预环氧、环氧反应、静置分水、汽提脱酸、真空脱水、压滤产品等步骤,得到环氧甲酯(指环氧脂肪酸甲酯)成品。
62.如图1所示,一种环氧脂肪酸甲酯的连续化生产系统,包括依次相连的预处理单元、预环氧釜、多釜串联的环氧单元、静置罐、汽提塔、真空脱水塔和压滤机;
63.预处理单元用于对脂肪酸甲酯粗品进行预处理;预处理单元包括碱洗罐和水洗
罐,在碱洗罐和水洗罐之间设置有中间静置罐,在水洗罐后设有静置罐,碱洗罐和水洗罐分别设有脂肪酸甲酯粗品入口、碱液/水洗入口、废水出口以及物料出口,各入口分别与脂肪酸甲酯粗品原料罐、碱液罐、水储存罐等通过管路相连。碱洗罐出口与中间静置罐入口相连,水洗罐出口与静置罐(图中未示出)相连,静置罐的废水出口与废水处理中心连接。
64.预环氧釜用于对预处理后的脂肪酸甲酯进行预环氧;预环氧釜入口与预处理单元的物料出口通过管路相连。预环氧釜的废水出口通过管路与废水处理中心连接。预环氧釜的酸液入口与中间储罐相连,该中间储罐用于收集环氧后产生的废酸液以及汽提产生的冷凝液。预环氧釜的物料出口与环氧单元进料口相连。
65.环氧单元用于对预环氧后的物料进行环氧化反应;环氧单元由串联设置的5个或5个以上的环氧反应釜组成。环氧单元的反应液通入静置罐中,完成静置分水。
66.静置罐用于实现对环氧反应结束后物料进行油水分离;酸性废水出口集中收集至中间储罐中,供预环氧单元使用。
67.汽提塔用于对静置罐分出的油相进行汽提脱酸。汽提废水也可以同时通入到中间储罐中,用于预环氧反应。
68.真空脱水塔用于对汽提脱酸后的环氧脂肪酸甲酯进行脱水;
69.压滤机用于对脱水后的环氧脂肪酸甲酯进行脱杂。
70.下面针对工艺进行进一步说明:
71.原料预处理:原料甲酯(即碘值为90~120的不饱和长链脂肪酸甲酯,主要含c16~c20不饱和脂肪酸甲酯,以c18不饱和脂肪酸甲酯为主要成分)通过计量泵进料,进入预处理单元,与碱液搅拌混合,所用碱液浓度为1~3%wt,碱液流量为甲酯流量的2~5%,所用碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾其中的一种或几种,采用水溶液形式添加。碱洗停留时间为20~60min,碱洗出料后进入静置罐,静置罐停留时间为1~3h,静置分水后甲酯进入水洗罐,用水量为甲酯流量的2~5%,水洗停留时间为20~60min,水洗出料进入静置罐,静置罐停留时间为1~3h,静置后出料完成预处理,预处理废水去废水处理中心。
72.(1)预环氧:预处理后甲酯(脂肪酸甲酯)进入预环氧釜,与环氧反应结束的分出的酸性废水,汽提塔顶冷凝废水混合搅拌(废水酸值约为 45-60kohmg/g,双氧水含量为4.5-7%,废水量约为甲酯质量的28-32%) 进行预环氧反应。预环氧温度为60~80℃,反应停留时间为5~7h。
73.(2)环氧反应:通过5~7釜串联环氧反应,甲酸、双氧水根据配比分3~4次均匀的在前三~四釜进行滴加,前三、四釜反应温度控制在60~ 65℃,停留时间在3~5h,第四~五釜或第五~六釜反应温度控制在75~ 80℃,停留时间在3~5h,第五或六釜出料后进行碘值测定,要求碘值<5,如出现碘值偏高的问题,可增加第五或六釜的反应停留时间,保证指标合格。环氧结束后进入静置罐分水,得到粗环氧甲酯。
74.(3)汽提脱酸:环氧结束分水后的粗环氧甲酯经过预热至90~120℃,进入汽提塔,汽提塔真空度控制在-0.08~-0.1mpa,塔温控制在80~110℃,蒸汽用量为粗环氧甲酯进料流量的1~5%,塔底出料后进入中间储罐,每隔2h监控酸值。
75.真空脱水及压滤:汽提后的甲酯进入真空脱水塔,控制温度100~ 110℃,真空度在-0.9~-0.1mpa,控制出口水分≤0.1%,脱水后进行压滤出产品,当汽提酸值》0.5时,可在压滤机内添加部分固体碱(比如白土与氢氧化钙10:1的碱性白土),用于吸附多余的酸性
物质。
76.实施例1:
77.原料预处理:原料甲酯(即碘值为110的不饱和长链脂肪酸甲酯,主要含c16~c20不饱和脂肪酸甲酯,以c18不饱和脂肪酸甲酯为主要成分) 通过计量泵进料,进入预处理单元,与碱洗罐中碱液搅拌混合,所用碱液浓度为2%wt,碱液流量为甲酯流量的4%,所用碱为氢氧化钠水溶液。碱洗停留时间为40min,碱洗出料后进入中间静置罐,中间静置罐停留时间为2h,静置分水后甲酯进入水洗罐,用水量为甲酯流量的4%,水洗停留时间为40min,水洗出料进入静置罐,静置罐停留时间为2h,静置后出料完成预处理,预处理废水去废水处理中心。
78.(1)预环氧:预处理后甲酯(脂肪酸甲酯)进入预环氧釜,与环氧反应结束的分出的酸性废水,汽提塔顶冷凝废水混合搅拌(废水酸值约为 50kohmg/g,双氧水含量为6%,废水量约为甲酯质量的30%)进行预环氧反应。预环氧温度为70℃,反应停留时间为5h。
79.(2)环氧反应:通过6釜串联环氧反应,甲酸、双氧水根据配比分4 次均匀的在前4釜进行滴加,前四个釜反应温度控制在60~65℃,停留时间各3h,第五、第六釜反应温度控制在75~80℃,停留时间各3h,第六釜出料后进行碘值测定,要求碘值<5,如出现碘值偏高的问题,可增加第六釜的反应停留时间,保证指标合格。环氧结束后进入静置罐分水,得到粗环氧甲酯。
80.(3)汽提脱酸:环氧结束分水后的粗环氧甲酯经过预热至100℃,进入汽提塔,汽提塔真空度控制在-0.09mpa,塔温控制在90℃,蒸汽用量为粗环氧甲酯进料流量的3%,塔底出料后进入中间储罐,每隔2h监控酸值。
81.真空脱水及压滤:汽提后的甲酯进入真空脱水塔,控制温度100~ 110℃,真空度在-0.9mpa,控制出口水分≤0.1%,脱水后进行压滤出产品,当汽提酸值>0.5时,可在压滤机内添加部分固体碱(比如白土与氢氧化钙10:1的碱性白土),用于吸附多余的酸性物质。产品性能检测数据如下表所示:
82.项目测量值标准值酸值kohmg/g0.36≤0.5碘值i2g/100g4.1≤5水分%0.06≤0.1色泽pt-co60≤80环氧值g/100g5.45≥5.2
83.注:不同碘值原料,产品的环氧值要求不同
84.实施例2:
85.原料预处理:原料甲酯(即碘值为100的不饱和长链脂肪酸甲酯,主要含c16~c20不饱和脂肪酸甲酯,以c18不饱和脂肪酸甲酯为主要成分) 通过计量泵进料,进入预处理单元,与碱液搅拌混合,所用碱液浓度为 2%wt,碱液流量为甲酯流量的4%,所用碱为氢氧化钠水溶液。碱洗停留时间为40min,碱洗出料后进入静置罐,静置罐停留时间为2h,静置分水后甲酯进入水洗罐,用水量为甲酯流量的4%,水洗停留时间为40min,水洗出料进入静置罐,静置罐停留时间为2h,静置后出料完成预处理,预处理废水去废水处理中心。
86.(1)预环氧:预处理后甲酯(脂肪酸甲酯)进入预环氧釜,与环氧反应结束的分出的
酸性废水,汽提塔顶冷凝废水混合搅拌(废水酸值约为 48kohmg/g,双氧水含量为5.5%,废水量约为甲酯质量的28%)进行预环氧反应。预环氧温度为75℃,反应停留时间为5h。
87.(2)环氧反应:通过5釜串联环氧反应,甲酸、双氧水根据配比分3 次均匀的在前三釜进行滴加,前三釜反应温度控制在60~65℃,停留时间各4h,第四、第五釜反应温度控制在75~80℃,停留时间各3h,第五釜出料后进行碘值测定,要求碘值<5,如出现碘值偏高的问题,可增加第五釜的反应停留时间,保证指标合格。环氧结束后进入静置罐分水,得到粗环氧甲酯。
88.(3)汽提脱酸:环氧结束分水后的粗环氧甲酯经过预热至110℃,进入汽提塔,汽提塔真空度控制在-0.092mpa,塔温控制在93℃,蒸汽用量为粗环氧甲酯进料流量的2%,塔底出料后进入中间储罐,每隔2h监控酸值。
89.真空脱水及压滤:汽提后的甲酯进入真空脱水塔,控制温度100~ 110℃,真空度在-0.9mpa,控制出口水分≤0.1%,脱水后进行压滤出产品,当汽提酸值>0.5时,可在压滤机内添加部分固体碱(比如白土与氢氧化钙10:1的碱性白土),用于吸附多余的酸性物质。产品性能检测数据如下表所示:
90.项目测量值标准值酸值kohmg/g0.32≤0.5碘值i2g/100g3.9≤5水分%0.07≤0.1色泽pt-co60≤80环氧值g/100g5.05≥4.8
91.注:不同碘值原料,产品的环氧值要求不同。
92.实施例3:
93.原料预处理:原料甲酯(即碘值为90的不饱和长链脂肪酸甲酯,主要含c16~c20不饱和脂肪酸甲酯,以c18不饱和脂肪酸甲酯为主要成分) 通过计量泵进料,进入预处理单元,与碱液搅拌混合,所用碱液浓度为 2%wt,碱液流量为甲酯流量的4%,所用碱为氢氧化钠水溶液。碱洗停留时间为40min,碱洗出料后进入静置罐,静置罐停留时间为2h,静置分水后甲酯进入水洗罐,用水量为甲酯流量的4%,水洗停留时间为40min,水洗出料进入静置罐,静置罐停留时间为2h,静置后出料完成预处理,预处理废水去废水处理中心。
94.(1)预环氧:预处理后甲酯(脂肪酸甲酯)进入预环氧釜,与环氧反应结束的分出的酸性废水,汽提塔顶冷凝废水混合搅拌(废水酸值约为 45kohmg/g,双氧水含量为4.3%,废水量约为甲酯质量的26%)进行预环氧反应。预环氧温度为80℃,反应停留时间为5h。
95.(2)环氧反应:通过4釜串联环氧反应,甲酸、双氧水根据配比分2 次均匀的在前两釜进行滴加,前两釜反应温度控制在60~65℃,停留时间各5h,第三、第四釜反应温度控制在75~80℃,停留时间各3h,第四釜出料后进行碘值测定,要求碘值<5,如出现碘值偏高的问题,可增加第四釜的反应停留时间,保证指标合格。环氧结束后进入静置罐分水,得到粗环氧甲酯。
96.(3)汽提脱酸:环氧结束分水后的粗环氧甲酯经过预热至120℃,进入汽提塔,汽提塔真空度控制在-0.095mpa,塔温控制在95℃,蒸汽用量为粗环氧甲酯进料流量的1%,塔底出料后进入中间储罐,每隔2h监控酸值。
97.真空脱水及压滤:汽提后的甲酯进入真空脱水塔,控制温度100~ 110℃,真空度在-0.9mpa,控制出口水分≤0.1%,脱水后进行压滤出产品,当汽提酸值>0.5时,可在压滤机内添加部分固体碱(比如白土与氢氧化钙10:1的碱性白土),用于吸附多余的酸性物质。产品性能检测数据如下表所示:
98.项目测量值标准值酸值kohmg/g0.34≤0.5碘值i2g/100g4.3≤5水分%0.06≤0.1色泽pt-co60≤80环氧值g/100g4.65≥4.5
99.注:不同碘值原料,产品的环氧值要求不同。
100.与现有方法(没有预氧化步骤,环氧化步骤采用单釜间歇式反应,汽提羧酸步骤采用碱洗和水洗步骤)相比,采用实施例1的方法,以生产1 吨环氧脂肪酸甲酯进行对比,结果如下:
101.102.[0103][0104]
由表1可知,采用本发明的方法,能够有效节约甲酸和双氧水用量,同时能够有效降低废水量和废水中cod含量。
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