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一、精炼工艺和设备改进
(二)脱色
脱色均采取预复脱色工艺,控制脱色油酸价(KOH)小于等于0.4mg/g。
在工艺细节和操作方面需注意以下几点:
(1)降低干燥油含水量。水分增加共轭二烯酸等极性物质含量,活性白土吸附水的羟基使其活性降低,要求进脱色工段油脂含水量小于等于0.3%。
(2)选用合适的脱色剂。游离酸含量高的白土能促使油脂水解和氧化,高度活性和高游离酸的白土促进油脂返色。推荐选择活性低于、游离酸(硫酸)含量在0.2%、pH在2~5的白土为宜。酸性白土适合脱除叶绿素、过氧化物、缩水甘油酯,中性白土适合脱除3-氯丙醇酯、脂肪酸、有机物。天然的铝/镁硅酸盐具有高度表面亲和力,可吸附皂、磷脂、金属,利于脱除氧化物和色素。为了减少3-氯丙醇酯,减少氯离子和酸性,采用天然漂土;酸性白土用于碱炼、脱色、脱臭油(RBD油)后脱色,以降低缩水甘油酯
(3)白土用量与油脂催化氧化及异构化呈正相关。根据原料油色泽和成品油色泽的要求确定白土用量,按历史生产数据和原料油来源,确定合适的白土品种、白土混合比例,有针对性地调整。一般对于巴西大豆油,活性白土与凹凸棒土比例为1∶2或活性白土、助滤剂与凹凸棒土比例为1∶1∶2。对于美国大豆油,全部用凹凸棒土。对每批油做脱色试验,确定白土用量,观察酸价回升、金属离子含量和脱色效果。
(4)在混合罐上安装两套白土添加系统,采用两种脱色剂,分别计量添加。
(5)脱色油泵的机械密封润滑采用干净油脂循环润滑,避免含白土油磨损密封。
(6)脱色塔的操作参数:对无叶绿素油脱色温度选在90~℃,含叶绿素油脱色温度选在~℃。如果脱色温度低于80℃,油脂黏度增加,干扰白土分散,降低白土脱色效率;如果脱色温度高于℃,产生氧化、聚合(增红)。一般脱色时间在30min,如果短于20min,白土活性较高,白土用量多;如果脱色时间长于40min,出现不可控反应,在低温下能缓解。油脂含水量应在0.2%~0.3%,如果低于0.1%,降低白土效率;如果高于0.3%,降低过滤效率。
脱色真空应维持在10kPa左右,如果绝对压力小于3kPa,油中水分蒸发太快,降低脱色稳定度,或降低白土活性。绝对压力大于20kPa,产生较多的氧化反应,水分蒸发太慢,过滤难。如果脱色油过滤速度太慢,可能原因为白土水分大于0.5%,含皂量大于mg/kg,含磷量大于10mg/kg或温度小于75℃。如果过滤油浑浊,可能预涂层薄、滤网密封差或穿孔。
(7)过滤工段采取全自动化,按照设定的时间参数,启动过滤机,在无人值守状态工作。调整过滤机的排渣振动时间,由原12min调整到5min,可以降低空压机50%用电量。
(8)在吹饼前蒸汽排水,降低蒸汽含水量,定期检查疏水阀的运行状态,保证蒸汽饱和度来降低废白土含油,控制废白土含油在23%以下。脱色过滤机吹饼蒸汽瞬时流量在1.8t/h,产生蒸汽压力下降,影响真空稳定性。在过滤机吹饼蒸汽管道进口处加装6mm孔板,蒸汽流量由1.8t/h降到1.2t/h,并提高蒸汽压力的稳定性。过滤机吹饼(白土用量0.8%)、脱色搅拌蒸汽消耗量2.5kg/t。过滤机吹饼后废蒸汽收集进冷凝器成冷凝液,进入分水箱,减少异味气体。在吹饼时开冷凝器的循环冷却水4m3/h,不吹饼时停泵。
(9)如果成批量的原料油品质均匀,在脱色的过滤段增加两台过滤器,调整管道和控制阀门,进行无水脱皂。减少使用水洗设备,零废水排放,生产成本降低9.8~10元/t。
(三)脱臭
大型脱臭塔选用软塔-板塔-软塔,水冷真空或干冰真空,双捕集器。在设备结构细节和操作参数方面进行如下调整:
(1)脱臭塔结构选软塔-板塔-软塔,保持脱臭塔真空在~kPa,上软塔是上引真空,板式塔是内引真空,下软塔是外引真空,进油温度~℃,板塔内油温℃,出软塔油温℃。高温油-油换热器是螺旋板换热器两次换热,油温达到~℃,节省高压蒸汽量。~0t/d精炼脱臭两层软塔,上塔和下塔填料塔各3m,填料层DN1~0mm×mm。新建脱臭塔,推荐在脱臭塔后面增加软塔进行后脱酸,脱除在脱臭塔内氧化、水解产生的小分子化合物,提高脱臭油氧化稳定性,提升油脂烟点。
(2)低温短时脱臭及捕集:把0t/d板式脱臭塔第4~6层的外部通过DN管道连接,通过调节三通阀开闭来选择油品在板式脱臭塔的板层数,按油品需要控制脱臭时间。在板式塔中脱臭温度℃左右,时间45~60min,控制反式脂肪酸增量在0.8%,降低3-氯丙醇酯和缩水甘油酯含量,维生素E含量降低7%~10%,控制馏出物的酸价(KOH)mg/g。
(3)高压锅炉:原使用红外线信号,在高温下易受到干扰,紫外线抗干扰而稳定传输,所以改为紫外线。高压锅炉烟道上增加换热器和车间工艺软水换热。
(4)脱臭真空系统:在脱色脱臭真空系统各用一台水环真空泵,替代蒸汽喷射泵,降低蒸汽消耗20~30kg/t,水环真空泵抽真空稳定。脱臭塔的真空采用冷冻水真空或罗茨泵代替蒸汽喷射泵。冷冻水系统电耗比水冷系统增加电耗5~6kW·h/t,节省蒸汽15kg/t,但是噪声大,在操作方面避免水汽进入润滑油内造成轴承磨损及机械真空泵超负荷运行。
(5)双级捕集器:脱臭真空系统夹带约2%的脂肪酸和维生素E等馏出物,大型脱臭塔采取两个捕集器,分别安装1m高度的填料。第一级捕集,控制馏出物进口温度在℃,出口温度在℃,捕集的维生素E含量在12%~14%及少量甾醇;第二级捕集,馏出物进口温度在52℃,出口温度在52.04℃,捕集脂肪酸,馏出物酸价(KOH)mg/g。把第一级馏分重新循环到脱臭塔倒数第二层板中,减少脱臭过程中维生素E、甾醇损失。注意的是第二级捕集器的捕集温度要高于42℃,防止脂肪酸凝固后贴在管内壁上,降低真空度,要用高温热水冲洗融化。
(6)如果成批量原料油酸价(KOH)在4~5mg/g,需在脱臭塔的软塔高度上设计余量。如果原料油酸价过高,需要增加专门的脱酸塔。
(7)脱臭塔附属油-油换热器,采用降膜式换热器,换热效率高,自清理;或采用螺旋板换热器,能把油温换热到~℃,减少高压锅炉的负荷和天然气消耗量。但是螺旋板换热器的垫片在打开换热器后就失效,要更换新的整体式垫片。
(8)增加脱臭塔后脱酸可以清除小分子氧化物,增加成品油的抗氧化性,延长成品油的货架期。