Реконструкция цеха по производству глицерина мощностью 100 т/сутки в городе Красноярске
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ла, которые присоединяются, соответственно, к кислотному и спиртовому остаткам. В результате реакции образуются три молекулы жирных кислот и одна молекула глицерина.
На практике гидролиз жиров протекает с образованием промежуточных продуктов - ди- и моноглицеридов.
В первой стадии идет взаимодействие триглицерида с одной молекулой воды:
C3H5(OCOR)3 + Н20 C3H5OH(OCOR)2 + RCOOH
Образовавшийся диглицерид при взаимодействии с молекулой воды переходит в моноглицерид. При этом образуется вторая молекула жирной кислоты:
C3H5OH(OCOR)2 + Н20 C3H5(OH)2OCOR + RCOOH
На последней стадии взаимодействие моноглицерида с водой приводит к получению глицерина с образованием третьей молекулы жирной кислоты:
C3H5(OH)2OCOR + Н20 С3Н5(ОИ)3 + RCOOH.
Реакция омыления жиров, по данным проф. Б. Н. Тютюнникова, в основном протекает на поверхности соприкосновения двух фаз и скорость реакции тем больше, чем больше поверхность соприкосновения.
Механизм гидролиза жиров представляется в такой последовательности. В первой стадии процесс протекает в гетерогенной системе, на границах раздела водной и жировой фаз, когда молекулы глицеридов ориентированно расположены на поверхности раздела. В этой стадии в связи с низкой растворимостью триглицеридов в воде процесс гидролиза протекает с малой скоростью.
По мере образования ди- и моноглицеридов, обладающих по сравнению с триглицеридами большей растворимостью в воде за счет дополнительных гидрофильных ОН-групп, скорость гидролиза увеличивается, а процесс образования жирных кислот носит автокаталитический характер. Нарастание скорости реакции омыления продолжается до определенной фазы, когда система приближается к равновесному состоянию. Скорости прямой и обратной реакции, то есть скорости расщепления глицеридов и их синтеза из продуктов реакции становятся равными. Степень гидролиза глицеридов остается неизменной.
Одним из основных условий при расщеплении жиров является достижение максимально возможного выхода жирных кислот и глицерина с промежуточными продуктами. При достижении глубины расщепления 92-95% выход глицерина составляет 97-98% от эквивалентного количества образующихся жирных кислот.
Из таблицы 1 следует, что предел расщепления жиров повышается с увеличением содержания воды в системе: так, например, с повышением количества воды в жире с 10 до 25% глубина расщепления жиров практически возрастает с 57,6 до 95,5%.
Высокотемпературный гидролиз может осуществляться только под давлением, так как температура кипения воды, участвующей в реакции, зависит от давления и увеличивается с его возрастанием.
При расщеплении жиров выделяющийся глицерин, неограниченно растворяясь в воде, способствует увеличению ее растворимости в глицеридах. Поэтому на практике для ускорения процесса расщепления ис пользуют конденсат пролетного пара, содержащий небольшие количества глицерина.
Таблица 1
Зависимость между количеством воды в системе и максимальной глубиной расщепления жиров
Количство водыЧисло омыленияГлубина расщепления жиров,в жире,%жировой фазы, мг КОН/гТеоретическая,%Практическая,194,461,557,630198,782,476,350201,088,594,980202,092,591,2100202,093,994,8150202,095,895,2200202,096,895,3250202,097,595,5
Однако содержание глицерина в воде, способствующее интенсификации гидролиза, имеет предел, так как при достижении концентрации, соответствующей равновесному состоянию системы, реакция прекращается
2.2Описание технологической схемы
Наиболее распространенная принципиальная схема безреактивного расщепления жиров приведена на рис. 14.1. Жиры со сливной станции или из цеховых емкостей подаются на весы 1, после чего через воронку 2 сливаются в емкость 3, установленную над дозаторами и предназначенную для хранения запаса жиров, обеспечивающих бесперебойную работу автоклавного отделения.
Из емкости 3, в соответствии с графиком работы автоклавов, жиры насосами 4 подаются в мерники 14. Подача конденсата и второй глицериновой воды осуществляется через мерники 15.
Из мерников 11 и 15 компоненты, участвующие в процессе расщепления, насосом высокого давления 5 подаются в автоклав 13. Перемешивание реакционной массы в автоклаве осуществляется острым паром, подаваемым под давлением 2,5 МПа.
По окончании первой фазы расщепления и отстоя глицериновая вода выдавливается из автоклава через понизитель давления в теплообменник 12, снабженный тремя змеевиками, один из которых предназначен для пропускания глицериновой воды, другой - для жирных кислот, третий - для пролетного пара.
За счет собственного тепла продуктов, проходящих через змеевики, происходит предварительное упаривание глицериновой воды в теплообменнике.
К жирным кислотам, оставшимся в автоклаве после выдавливания глицериновой воды, добавляется из мерника 14 конденсат, после чего начинается вторая фаза расщепления.
По завершении гидролиза продукты расщепления разделяются отстаиванием, а глицериновая вода выдавливается по указанной выше схеме в теплообменник 12.
Жирные кислоты через сепаратор и змеевики теплообменника подаются в отстойник 8, где промываются и далее передаются на мыловарение, дистилляцию или в цеховые приемные емкости.
Глицериновая вода после частичного концентрирования из теплообменника 12 поступает в ловушку 10 для отделения остатков жирных кислот и недорасщепленных жиров и затем сливается в сборник 9 глицериновых вод.
Отстоявшийся в ловушке и сборниках 9 жир и жир