Глицерин
Производство глицерина
В настоящее время разработано множество методов синтеза глицерина. Заслуживающим внимания до последнего времени являлся синтез, основанный на применении пропилена, который получают из продуктов крекинга нефти. В процессе производства получается много неиспользуемых отходов и побочных продуктов, а так?е бол?шое количество сточных вод, содержащих органические производные хлора.
С 1959 года начали выпускать глицерин, в производстве которого исключено применение хлора. При данном методе не образуется неиспользуемых отходов производства. Однако ведение процесса затруднено сильной токсичностью акролеина.
В последнее время в промышленности все большее применение стали находить способы производства синтетического глицерина, основанные на использовании в качестве сырья окиси пропилена.
В Советском Союзе освоили двухпериодный процесс получения глицерина из окиси пропилена и перекиси водорода. Технология отличается простотой, отсутствием необходимости применять высокие давления и температуры, отсутствием сточных вод и неиспользуемых отходов.
По мере развития техники и расширения сферы применения жирных кислот и глицерина в различных отраслях промышленности менялись и методы получения их из жиров.
Большое распространение в свое время получил метод расщепления жиров в автоклавах под давлением 0,6 – 0,8 Мн/м2 (6 – 8 атм), в присутствии 0,1 – 0,25% окиси цинка, 2 – 3% окиси кальция или 0,5 – 1% окиси магния. Процесс расщепления жиров длится около 10 –12 ч.
Для выделения глицерина из жира применялся некоторое время метод Кребица. По этому методу жиры обрабатываются известковым молоком, омыляющим жиры с образованием кальциевых мыл и глицерина. Этот метод, хотя и дает возможность получать светлые жирные кислоты с малым содержанием органических примесей, но из-за громоздкости аппаратуры и трудоемкости процесса в настоящее время не применяется.
Простота аппаратурного оформления и относительно несложные схемы технологического процесса обусловили широкое распространение реактивного метода расщепления жиров, где идёт нагрев при температуре около 100 С с водой в присутствии небол?шого количества серной кислоты и особых ускорителей процесса – реактивов.
Основным методом расщепления жиров в настоящее время является гидролиз при температуре 210-250?С, известный как метод безреактивного расщепления жиров. На некоторых предприятиях еще сохранился контактный метод расщепления жиров. БРЖ осуществляется периодическим способом в автоклавах либо непрерывным способом колонных аппаратах, а также в батарее последовательно работающих автоклавов.
После химической обработки и последующего фильтрования получают, в зависимости от метода гидролиза жиров, глицериновые растворы с различным содержанием глицерина.
Глицериновые воды, полученные при гидролизе жиров с контактом Г. С. Петрова, содержат 20—25% глицерина; глицериновые воды, полученные безреактивным методом расщепления жиров, содержат 14 -16% глицерина; подмыльный щелок содержит 5—10% глицерина. Кроме глицерина, растворы содержат также некоторое количество солей и загрязнения.
Для получения технического (сырого) глицерина необходимо повысить содержание глицерина, удалив из раствора воду, что достигается упариванием глицериновых растворов.
Упаривание растворов может производиться, как и открытых коробках, так и в специальных выпарных аппаратах.
Метод выпаривания глицериновых растворов в открытых коробках при атмосферном давлении в настоящее время применяется редко и только для предварительного упаривания глицериновых растворов. Этот метод имеет ряд существенных недостатков: необходим исключительно свежий пар, так как температура кипения глицериновых растворов находится выше 100°С и повышается ко мере возрастания концентрации глицерина; невозможно использовать вторичный пар (пар, образующийся при выпаривании), наконец, этот метод выпарки ведет к большим потерям глицерина, так как вместе с парами воды улетучивается также и глицерин, причем потери возрастают с увеличением концентрации глицерина.
Практикой было установлено, что при выпарке глицериновых растворов в открытых коробках происходят значительные потери глицерина.
Во время выпаривания глицериновых растворов при атмосферном давлении глицерин пригорает, что влечет за Собой разложение и потемнение его.[2]
Концентрирование глицериновых растворов
Вследствие перечисленных выше недостатков, связанных с выпариванием глицериновых растворов в открытых коробках при атмосферном давлении, в настоящее время выпаривание глицериновых растворов ведут в закрытых аппаратах при уменьшенном давлении в вакуум-выпарных аппаратах.
Выпаривание в закрытых аппаратах под уменьшенным давлением имеет ряд преимуществ. Так как с уменьшением давления температура кипения понижается, это позволяет использовать для процесса выпаривания либо пар низкого давления, либо отработанный пар. Низкая температура кипения раствора и хорошая циркуляция жидкости исключают возможность перегрева и разложении глицерина. Кроме того, имеется возможность использовать вторичный пар, получающийся при выпаривании глицериновых растворов. Но не следует полагать, что выпаривание под уменьшенным давлением дает экономию в расходе тепла на единицу продукции. Наоборот, при выпаривании под вакуумом на единицу продукции расходуется несколько больше тепла, чем при выпаривании под атмосферным давлением. Это объясняется тем, что скрытая теплота парообразования повышается с понижением температуры парообразования.
Экономия в расходе тепла на выпаривание глицериновых растворов может быть достигнута при использовании тепла вторичного пара для нагрева жидкости в других аппаратах. Это достигается при выпаривании в многокорпусных аппаратах.
Согласно данным, приведенным Л. Г. Касаткиным, при работе в однокорпусном аппарате на 1 кг испаренной воды расходуется 1,1 кг греющего пара, в двухкорпусном 0,57 кг, в трехкорпусном 0,4 кг в четырехкорпусном 0,3 кг и в пятикорпусном 0,27 кг.
При выпаривании в многокорпусном аппарате хотя и достигается экономия в расходе тепла, но производительность аппарата, считая на 1 м2 поверхности нагрева, меньше производительности однокорпусной установки.[2]
1.3.2 Создание и поддержание вакуума при выпаривании
Вакуум в выпарных аппаратах создается при помощи вакуум- насосов и в процессе выпаривания поддерживается теми же насосами, пароструйными эжекторами и конденсаторами.
Для создания вакуума обычно применяются поршневые насосы с золотниковым распределением. С помощью одноступенчатого вакуум-насоса можно достичь разрежения до 60 мм остаточного давления. Для получения более высокого разрежения пользуются двухступенчатыми насосами.
Коэффициент полезного действия пароструйного эжектора низок и не превышает 5,75%. Несмотря на это, пароструйный эжектор имеет ряд преимуществ перед поршневыми вакуум-насосами: отсутствие движущихся частей, простота и компактность конструкции.
Особым преимуществом пароструйных эжекторов является возможность создания с их помощью глубокого вакуума — до 0,3 мм рт. ст. Но такой глубокий вакуум может быть получен только с помощью многоступенчатого пароструйного эжектора. С помощью одноступенчатого пароструйного эжектора может быть достигнуто остаточное давление 30-40 мм рт. ст., причем предварительно вакуум создается поршневым насосом.[2]
Скачать диплом Производство глицерина(849.3 Кб) скачиваний462 раз(а)