[发明专利]废弃油脂制取脂肪酸的方法与装置

说明书

本发明公开了一种废弃油脂制取脂肪酸的方法与装置，采用三台水解反应器串联连接；将除杂后的废弃油脂与工艺水按质量比1:1的配比进料，通过工艺水和废弃油脂进料泵加压至3.5MPa～4.0MPa，再通过工艺水和废弃油脂进料加热器将物料加热至230℃～250℃；废弃油脂和工艺水分别进入3号水解反应器和1号水解反应器，在各级反应器中废弃油脂下进上出、工艺水上进下出，形成逆向接触反应，反应后生成粗脂肪酸和甜水，粗脂肪酸和甜水分别从1号水解反应器上部和3号水解反应器部出料，在各自分层罐再次分离出粗脂肪酸和甜水，经闪蒸后得到含水较低的粗脂肪酸和甜水，为下一步提取工序创造良好条件。本发明生产成本低、操作方便高效、适用范围广、设备制作与维护成本低。

技术领域

本发明涉及废弃油脂综合利用的处理方法与装置技术领域，特别是废弃油脂制取脂肪酸的方法与装置。

背景技术

废弃油脂是一个泛指的概念，是人们在生活中对于各类劣质油的通称。废弃油脂可分为以下几类：一是狭义的废弃油，即将下水道中的油腻漂浮物或者将宾馆、酒楼的剩饭、剩菜(通称泔水)经过简单加工、提炼出的油；二是劣质猪肉、猪内脏、猪皮加工以及提炼后产出的油；三是用于油炸食品的油使用次数超过规定要求后，再被重复使用或往其中添加一些新油后重新使用的油。有关资料表明：中国每年产生各类酸化油和餐饮业地沟油等废弃油脂达两千万吨。废弃油脂主要成分为脂肪酸和甘油酯。

脂肪酸是重要的油脂化工基础原料。以脂肪酸为原料生产的下游衍生物广泛应用于医药、日用化工、橡塑加工等领域。脂肪酸的工业来源主要有两种途径：一是天然油脂水解和来自造纸废液妥尔油，二是来自石油化工原料合成脂肪酸。近年来，一方面，随着世界各国对生态环境和环境保护的重视，对天然森林的保护和禁伐，导致妥尔油产量逐年下降；另一方面，石油作为不可再生资源，从长远发展趋势分析，资源紧缺甚至枯竭、价格逐步升高将是必然趋势；以上两方面因素导致脂肪酸生产原料价格高。

传统脂肪酸生产工艺特点及缺陷：

常压水解。在反应釜中加入油脂和催化剂，通过蒸汽直接进入的方式加热，并在搅拌的作用下反应20～24h，经过静置分层排出底部甘油后再次补加催化剂和硫酸水溶液，重复操作后水解率可以达到92％～95％。该脂肪酸的生产特点与缺陷是它属于间歇操作，操作繁琐，且需要加入催化助剂和硫酸水溶液，反应需要搅拌，反应结束后需静置分层，反应时间长，生产效率低，此外，原料成本高，设备材质还需要考虑耐硫酸腐蚀，造价高。

高压水解。在反应釜中加入油脂，由于在高温高压作用下油脂在水中的溶解度变大，可增大反应速率，提高水解率。该方法的主要工艺参数是：操作温度255℃～265℃，操作压力5.5MPa～6.5MPa，反应时间1～3h。高压水解法的优点是实现了由常压水解的间歇操作转为连续操作，操作方便，反应时间短，不需要添加反应催化剂，水解率可达98％，但原料成本高，反应器需要使用317不锈钢材质使制作成本高，反应温度较高(当反应温度大于260℃时油脂易发生副反应)增加了能耗，对反应原料有要求(对于含有较多亚麻酸、共轭双键、羟基酸、四烯以上酸的油脂，均不宜采用高压水解工艺)而影响了适用性。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产成本低、操作方便高效、适用范围广、设备制作与维护成本低的废弃油脂制取脂肪酸的方法与装置。

为实现上述目的，本发明中废弃油脂制取脂肪酸的方法操作步骤如下：

(1)将主要成分为脂肪酸和甘油酯的废弃油脂除杂处理，再经废弃油脂进料加热器F2加热后，通过废弃油脂进料泵P4从串联连接的三级中压水解反应器的3号水解反应器C3下部侧面加入；同时，按除杂后的废弃油脂与工艺水的质量比配比为1:1，将工艺水经工艺水进料加热器F1加热后，通过工艺水进料泵P1从串联连接的三级中压水解反应器的1号水解反应器C1上部侧面加入；随后，在1号水解反应器C1、2号水解反应器C2、3号水解反应器C3的中下部分别通入高压蒸汽对各水解反应器内物料进行加热；通过两台进料泵控制反应器内压力为3.5MPa～4.0MPa，通过高压蒸汽控制反应器内温度为230℃～250℃；