C-油脂精炼-脱酸

loozii0633sss1油脂脱酸碱炼脱酸蒸馏脱酸溶剂萃取脱酸酯化脱酸L·Zloozii0633sss2脱除原油中游离脂肪酸的过程即为脱酸当今世界四大先进脱酸技术概述4物理精炼1离心机连续碱炼化学精炼loozii0633sss3第一节碱炼脱酸碱炼脱酸是整个精炼过程中最关键的阶段关键可能是导致中性油损失最高的阶段是对精炼成品油质量影响最大的阶段loozii0633sss4碱炼法是用碱中和油脂中的游离脂肪酸，所生成的皂吸附部分其他杂质，而从油中重力沉降分离或用离心机分离的精炼方法。游离脂肪酸+碱皂碱炼用碱种类氢氧化钠（烧碱）碳酸钠（纯碱）氢氧化钙loozii0633sss5一、碱炼的基本原理（一）化学反应中和反应RCOOH+NaOHRCOONa+H2O不完全中和反应2RCOOH+NaOHRCOONa·RCOOH+H2Oloozii0633sss6CH2CHCH2OOR1OOCOOPCO(CH2)2NR2+3H2OCH2CH2OHOOH+R1COOH+R2COOHCHOHOH(CH3)3OPOHOH+HO(CH2)2NOH(CH3)3NaOHCH2CHCH2OOR1OOCOOCCR3R2+H2OCH2CH2OR1OOCOHOC+R3COOHR2CHNaOH水解反应甘三酯的水解磷脂的水解loozii0633sss7皂化反应CH2CHCH2OOR1OOCOOPCO(CH2)2NR2+3NaOHCH2CH2OHOOH+R1COONa+R2COONaCHOHOH(CH3)3OPONaOH+HO(CH2)2NOH(CH3)3CH2CHCH2OOR1OOCOOCCR3R2+3NaOHCH2CH2OHOHOH+R1COONa+R2COONa+R3COONaCH甘三酯的皂化磷脂的皂化loozii0633sss8其它反应黄曲霉毒素B1+NaOH棉酚+NaOH邻位香豆素钠棉酚钠OOOCH3OOONaOHHClOOOCH3OHONaOCOloozii0633sss9（二）影响碱炼反应速度的因素化学动力学因素（与浓度和温度有关）根据质量守恒定律，中和反应的速度方程式如下：V1=K1[CA]m·[CB]n式中：V1—化学反应速度（mol/l·min）；K1—反应速度常数（与反应物性质和温度有关）；CA—脂肪酸浓度（mol/l）；CB—碱液浓度（mol/l）；m—该反应对于反应物A来讲是m级反应；n—该反应对于反应物B来讲是n级反应。loozii0633sss10为什么间歇式碱炼脱酸工艺通常采用低温浓碱法？而连续式工艺通常采用高温法？对于某种原油（CA一定）进行碱炼时，V1随反应温度（T）和碱液浓度（CB）的不同而不同CB↑→V1↑；K1↑→V1↑操作工艺条件的制定应：①尽量有利于中和反应的进行；②尽量不利于中性油皂化反应的进行。皂化反应：在较高温度和较高碱液浓度条件下才会有一定速度；中和反应：在较低温度下即可进行。因此，间歇式碱炼通常在低温浓碱条件下进行中和；连续式碱炼由于油、碱接触时间短，通常在较高温度下进行中和。loozii0633sss11界面因素（与分散度有关）其反应速度取决于脂肪酸与碱液的接触面积，油中游离脂肪酸与水中碱之间的反应属非均相反应。V2=K2·F式中V2—非均态化学反应速度；K2—反应速度常数；F—脂肪酸与碱液接触的面积。碱炼操作时，碱液浓度要适当稀一些，碱滴应分散细一些，使碱滴与脂肪酸有足够大的接触界面，以提高中和反应的速度。loozii0633sss12相对运动因素（与混合强度有关）V3=K3·V′式中：V′—反应物相对运动速度；K3—反应速度常数；相对运动速度快(混合强度大):反应形成的皂膜(胶膜)破裂，迅速离开反应界面。碱液分散度高，碱滴更细，分布更均匀。loozii0633sss13分子扩散因素(与浓度差和扩散距离有关)扩散速率遵守菲克定律:式中：V4—扩散速度；D—扩散常数；C1—反应物液滴中心的浓度；C2—界面上反应物的浓度；L—扩散距离[与形成的皂膜(胶膜)厚度有关]。扩散速率与原油中的胶性杂质的多少有关。loozii0633sss14界面反应形成皂膜定向排列，扩散反应胶态离子膜形成胶膜拉长胶膜脱落胶膜絮凝碱滴分出重复界面反应直至消耗殆尽（三）碱炼反应过程碱炼脱酸过程示意图胶膜是一表面活性物质，能吸附原油中的胶质色素等杂质，并在电解质、温度及搅拌等作用下，相互吸引絮凝成胶团，由小而大，形成“皂脚”，而从油中分离沉降下来。loozii0633sss15（四）皂脚含油沉降分离皂脚中带有相当数量的中性油，一般呈三种状态：①中性油胶溶于皂膜中（由于肥皂的增溶作用，使部分中性油与皂中碳氢基结合）；②中性油在胶膜与碱滴分离时落入胶膜内而被胶膜包容；③中性油在胶团絮凝沉降时，被机械地夹带和吸附。以上三种状态的中性油，第一种不易回收，而后两种较易回收。loozii0633sss16二、影响碱炼脱酸的因素碱及其用量碱液浓度操作温度操作时间混合与搅拌杂质油皂分离洗涤和干燥loozii0633sss17碱炼用碱油脂碱炼可供应用的碱大多数为碱金属的氢氧化物或碳酸盐。常见的有：烧碱NaOH、苛性钾KOH、氢氧化钙Ca(OH)2以及纯碱Na2CO3等。各种碱在碱炼中呈现出不同的工艺效果。（一）碱及其用量工业上常用NaOH作为碱炼用碱。KOH—价格昂贵；钾皂稀软Ca(OH)2—皂化能力↑，脱色能力↓；钙皂利用↓Na2CO3—皂松；产生CO2；脱杂、脱色能力↓loozii0633sss18碱的用量总碱量=理论碱+超量碱理论碱：满足与游离脂肪酸中和所需要的碱量。可通过查表或计算求得。超量碱：满足其它反应及无形损耗所需要的碱。可凭经验或通过小试来确定。loozii0633sss19当原油的游离脂肪酸含量以酸值表示时：①理论碱理论碱可按原油酸值或游离脂肪酸的百分含量进行计算。式中：GNaOH—氢氧化钠的理论添加量（kg）；Go—原油脂的重量（kg）；VA—原油脂的酸值（mgKOH/g油）；MNaOH—氢氧化钠的分子量（40.0）；MKOH—氢氧化钾的分子量（56.1）。loozii0633sss20MFFAGGONaOH0.40%当原油的游离脂肪酸含量以百分含量表示时：式中：GNaOH—氢氧化钠的理论添加量（kg）；Go—原油脂的重量（kg）；FFA%—原油脂中游离脂肪酸百分含量；—脂肪酸的平均分子量；M理论碱的计算loozii0633sss21部分油脂中脂肪酸的平均分子量油脂棉籽油豆油葵花油花生油菜子油棕榈油椰子油蓖麻油2823082142052630.14180.12990.18690.19510.1521MMNaOH/loozii0633sss22②超量碱超量碱的确定直接影响碱炼效果。同一批原油，用同一浓度的碱液碱炼时，所得精炼油的色泽和皂脚中的含油量随超量碱的增加而降低。中性油被皂化的量随超量碱的增加而增大。超量碱增大，皂脚絮凝好，沉降分离的速度也会加快。炼耗%25%超量碱/理论碱123总炼耗中性油皂化皂脚含油α-Laval快速混合连续碱炼中超量碱与炼耗之间的关系loozii0633sss23超量碱的计算有两种方式：A.对于间歇式碱炼工艺，通常以纯氢氧化钠占原油量的百分数表示。选择范围一般为油量的0.05%-0.25%，质量劣变的原油可控制在0.5%以内。B.对于连续式的碱炼工艺，超量碱则以占理论碱的百分数表示。选择范围一般为10%-50%。油、碱接触时间长的工艺应偏低选取。loozii0633sss24③碱量换算CGBVCGGGOANaOHNaOHNaOH)1013.7(4超理式中：GNaOH—碱液量（kg）；GNaOH理—理论碱（kg）；GNaOH超—超量碱（kg）；Go—原油的重量（kg）；VA—油脂的酸值（mgKOH/g油）；B—超量碱占油重的百分数；C—NaOH溶液的百分比浓度（W/W）。油脂工业生产中，大多数企业使用碱溶液时，习惯采用波美度为碱液浓度单位。各种常用烧碱溶液的重量百分比浓度与波美度的关系可查表换算。烧碱溶液波美度与比重及其他浓度的关系（15℃）波美度(°Be′)比重（d）百分浓度（%）当量浓度（N）波美度(°Be′)比重（d）百分浓度（%）当量浓度（N）41.0292.500.65191.1513.503.8961.0433.650.95201.16114.244.1381.0595.110.33211.17015.064.41101.0756.581.77221.18016.004.72111.0837.301.98231.19016.915.03121.0918.072.20241.20017.815.34131.0998.712.39251.21018.715.66141.1079.422.61261.22019.655.99151.11610.302.872712.3020.606.33161.12511.063.11281.24121.5563.69171.13411.903.37291.25222.507.04181.14312.593.60301.26323.507.42注：1N=(1mol/L)×离子价数loozii0633sss26对于连续式碱炼，碱液的用量一般以单位时间的流量进行换算：NVrNMFFArA100Q1.78Q1000%QQ11或式中：Q—NaOH溶液的流量(l/h)；Q1—原油的流量(l/h)；r—油脂的密度(kg/l)；FFA%—游离脂肪酸的百分含量；VA—原油的酸值（mgKOH/g）；M—脂肪酸的平均分子量；N—碱液的摩尔浓度（mol/l）。loozii0633sss27（二）碱液浓度碱液浓度的确定原则：①碱滴与游离脂肪酸有较大的接触面积，能保证碱滴在油中有适宜的降速；②有一定的脱色能力；③使油-皂分离操作方便。酸值色泽皂脚密度loozii0633sss28碱液浓度的选择依据：①原油的酸值与脂肪酸组成②制油方法③中性油皂化损失④皂脚的稠度⑤皂脚含油损耗⑥操作温度⑦原油的脱色程度loozii0633sss29（三）操作温度初温（中和温度）终温（油-皂分离温度）升温速度（以1℃/min为宜）碱液浓度与操作温度的关系（间歇式碱炼）烧碱溶液浓度（°Be′）原油酸值操作温度（℃）备注初温终温4-6＜575-8090-95用于浅色油品精制12-145-750-5560-65用于浅色油品精制16-24＞725-3045-50用于深色油品精制＞24＞920-3020-30用于劣质棉油精制间歇式：温度相对低连续式：温度相对高loozii0633sss30（四）操作时间油皂化损失油-碱接触时间越长，中性油被皂化的机率越大。间歇式碱炼由于油-皂分离时接触时间长，故炼耗高于连续式。综合脱杂效果包括皂脚的吸附能力以及过量碱液对杂质的脱除作用。在综合平衡中性油皂化损失的前提下，适当地延长碱炼操作时间，有利于其他杂质的脱除和油色的改善。碱炼时间油皂化损失综合脱杂效果loozii0633sss31（五）混合与搅拌作用①增大碱液滴的分散度，使油碱混合均匀；（防止碱液局部过量而引起中性油皂化）②使皂膜与碱液滴分离，加快中和反应速度。连续式：混合强度较大间歇式：分阶段变速控制水洗时应控制混合强度，既分散均匀，又避免乳化。loozii0633sss32（六）杂质的影响原油中杂质①胶溶性杂质（形成较厚的胶态离子膜）磷脂、蛋白质、糖类、粘液质等。②羟基化合物（促使碱炼产生持久乳化）甘一酯、甘二酯等。③色素（带给油脂深的色泽）棉酚、其他色素。碱液中的杂质①一般杂质（影响计量）②钙、镁盐类（影响工艺效果）配制碱溶液应使用软水loozii0633sss33（七）油皂分离皂脚性质皂脚的絮凝情况、皂脚稠度分离工艺分离温度和沉降时间等分离设备分离机性能、物料通量、进料压力、轻相出口压力和重相出口口径等。loozii0633sss34（八）洗涤和干燥洗涤效果温度、水质、用水量、混合(搅拌)强度和电解质等。T=85℃；W水=(10%-15%)GO（1-3次）干燥效果操作压强→油脂的氧化