Технико-экономическое обоснование рафинации рапсового масла

Высушенное масло из бака позиции 11 насосом позиции 19 перекачивается через кожухотрубный холодильник позиции 12, где охлаждается до температуры 60ºС и подается на фильтр-пресс позиции 13, где отделяется от механических примесей. Фильтрованное масло стекает в бак для фильтрованного масла позиции 14 и отправляется на склад.

Технологическая схема представлена на рисунке 2.1

 

 

2.5 Рабочие технологические параметры по каждому узлу, условия приготовления и регенерации реагентов

 

Нормы технологического режима работы аппаратов, методы их определения и частота контроля сводятся в таблице 2.3

Таблица 2.3 Нормы технологического режима работы

Контролируемый аппарат	Контролируемый параметр	Показатели по регламенту	Частота определения
Бак с раствором соли поз.2	Уровень Температура Расход	1,8 м 95ºС 1,5 т	постоянна
Бак с раствором щелочи поз.1	Уровень	1,8 м	постоянна
Нейтрализатор поз.5	Уровень Температура	1,8 м 65ºС	постоянна
Отстойник поз.8	Уровень	1,8 м	постоянна
Промыватель поз.6	Уровень Температура	1,8 м 90ºС	постоянна
Соапсточник поз.4	Уровень	1,8 м	постоянна
Вакуум-сушильный аппарат поз.9	Давление Температура	95 кПа 90ºС	постоянна
Кожухотрубный холодильник поз.12	Температура	60ºС	постоянна

 

 

2.6 Описание работы основного аппарата

 

Основным аппаратом в данном проекте является нейтрализатор позиции 5.

Масло поступает в нейтрализатор и подогревается с помощью паровой рубашки до необходимой температуры при перемешивании мешалкой. Через распылители вводят рассчитанное количество щелочи, нагретой до той же температуры, и перемешивают в течении 30 минут. Затем повышают температуру масла, перемешивание продолжают до образования хорошо оседающих хлопьев соапстока, который отделяют путем отстаивания. Жир по шарнирной трубе передают в дальнейшую обработку. Соапсток спускают через патрубок в специальный бак. Для ввода воды или солевого раствора имеется кольцо с душами.

Рисунок аппарата представлен на рисунке 2.2

 

 

 

 

1-паровая рубашка; 2-мешалка; 3-кольцо с душами; 4-распылители; 5-шарнирная труба; 6-патрубок.

 

Рисунок 2.2 Нейтрализатор

2.7 Рекомендации по осуществлению аналитического контроля производства

 

Аналитический контроль представлен в таблице 2.4

Таблица 2.4-Аналитический контроль производства

Наименование стадии процесса	Контролируемый параметр	Частота и способ контроля	Нормы и технологические показатели	Методы испытаний
Нейтрализатор позиции 5	Кислотное число, мг КОН   Наличие мыла	Каждая партия	0,3   Присутствие	По ГОСТ Р 52110-2003   По ГОСТ 5480-59
Бак для раствора соли позиции 2	Массовая доля хлористого натрия, % в пределах	Каждое приготовление	От 6 до 10	По ГОСТ 18995.1-73
Промыватель позиции 6	Температура, ºС не более   Наличие ортофосфорной кислоты	Каждая партия	90     присутствие	По ГОСТ 5485-50

 

 

2.8. Материальный баланс  стадии рафинации рапсового масла

1. Производительность саломаса по проекту 45000 т/год.
2. Производительность саломаса по аналогу  41700 т/год.
3. Кислотное число рапсового масла  к. ч.=3  мг KOH.
4. Рабочие дни 335.
5. Массовая доля гидратирующихся фосфатидов в %, Ф= 0,3%= 3кг/т
6. Массовая доля  влаги 0,05%
7. Молекулярная масса NaOH Мщ=40
8. Молекулярная масса жирных кислот  М ж.к.=282
9. Длительность цикла 12 часов, в сутках 2 цикла.
10. Коэффициент избытка ἠ=1,1

По данным действующей установки на производство 1т. Саломаса расходуется 1,117 т нерафинированного рапсового масла.

45000*1,117=50265 т

Суточная производительность:

Производительность за один цикл 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-Нерафинированное масло; 2-конденсат; 3-гидрофуз; 4- гидратированное масло; 5-NaOH; 6-соапсток; 7- нейтрализованное масло; 8- NaCl; 9- промывной раствор; 10- рафинированное масло; 11- испаренная влага; 12-высушенное масло;. I-нейтрализатор; II- промыватель; III- вакуум- сушильный аппарат.

Рисунок 2.3 Схема материальных потоков

Материальный баланс  стадии гидратации

На гидратацию подается 1,5% конденсата от количества масла. Расход конденсата на гидратацию масла составляет:

Жк1=75020*0,015=1125,3 кг

Количество отходов при гидратации фосфатидов:

Ог= 2*Ф*П, кг                                                                                         (2.1.)  [2c.124]

Ог= 2*0,003*75020=450,12 кг                                                                 (2.2.) 

Выход гидратированного масла: Gг= П-Ог, кг                                     (2.3.)

Gг= 75020- 450,12= 74569, 9 кг

Выход гидрофуза: Г= Ог+ Жк1, кг                                                           (2.4.)

Г= 450,12+1125,3= 1575,42 кг

Материальный баланс  стадии гидратации представлен в табл. 2.5.

Таблица 2.5. Материальный баланс  стадии гидратации

Приход			Расход
компонент	Кг/ц	%, мас	компонент	Кг/ц	%, мас
Нерафинированное масло	75020	100	Гидратированное масло	74569, 9	100
конденсат	1125,3	100	гидрофуз	1575,42	100
итого	76145,3	100		76145,3	100

 

 

Материальный баланс  стадии щелочной нейтрализации

RCOOH+ NaOH= RCOONa+ H2O

Расход гидроксидп натрия(100%) на щелочную нейтрализацию :

 Щн=к.ч.*0,713* ἠ                                                                                      (2.5.)

После гидратации кислотное число снижается и равняется 2,8 мг KOH.

0,713- соотношение мольных  масс гидроксида натрия и калия.

Щн= 2,8*0,713*1,1=2,2 кг                                                                           (2.6.)

Тогда расход гидроксида натрия (100%) на нейтрализацию 74569, 9 кг гидратированного масла:

Щн1

расход гидроксида натрия (42%) на нейтрализацию 74569, 9 кг гидратированного масла: Щр=(Щн*100)/42, кг

Щр=

Расход конденсата для приготовления раствора щелочи:

Щк3=Щк-Щн1, кг                                                                                           (2.7.)

Щк3=390,6-164,05=226,55 кг

Масса жирных кислот, связываемых гидроксидом натрия: Gж.к.=(Щн1*Мж.к.)/Мщ, кг                                                                                                                        (2.8.)

Gж.к.=

Масса образующихся натриевых солей жирных кислот (натриевого мыла, переходящего в соапсток): Gм=( Gж.к.*Мм)/ Мж.к., кг                             (2.9.)

Мм=( Мж.к.+22) – молекулярная масса натриевого мыла жирных кислот.

Мм= 282+22=304;

Gм=

По действующим нормативам содержание нейтрального жира в соапстоке Жн составляет 30% от общей массы переходящих в него жиров.

 Общее содержание жиров в соапстоке:

G*ж.с.=( Gж.к*100)/(100- Жн), кг                                                           (2.10.)

G*ж.с.==1652,14 кг

В том числе содержание нейтрального жира:

 Жн= G*ж.с.- Gж.к, кг                                                                           (2.11.)

Жн=1652,14-=495,6 кг.

При выходе из нейтрализатора в масле остается примерно 0,2% связанных в виде мыла жирных кислот G*м от подаваемого масла :

G*м= кг. 
Отходи в виде соапстока:

G ж.с.= G*ж.с.- G*м, кг                                                                            (2.12.)

G ж.с.= 1652,14-=1503 кг.

Выход масла после щелочной нейтрализации  составит: 

Gн= Gг+Щр- Gж.с., кг                                                                             (2.13.)

Gн=74569, 91503=73457,5 кг.

Материальный баланс  стадии щелочной нейтрализации  представлен в таблице 2.6.

Таблице 2.6. Материальный баланс  стадии щелочной нейтрализации.

приход			расход
компонент	Кг/ц	%,мас	компонент	Кг/ц		%,мас
Гидратированное масло	74569, 9	100	Нейтрализованное масло	73457,5		100
Раствор щелочи:		100	соапсток	1503	100
а) щелочь		42
б) конденсат	226,55	58
итого	74960,5		итого	74960,5

 

 

Материальный баланс  стадии промывки

Для удаления мыла, оставшегося в масле после удаления соапстока, применяется двукратная промывка 6% раствором поваренной соли. Расход раствора соли на промывку масла после щелочной рафинации составляет W=1,5т. Расход раствора соли на промывку составит:

На приготовление1,5 тонны  6%  раствора поваренной соли используют:

Wс=1500*0,08=120 кг соли

Wк3=1500-120=1380 кг конденсата.

Принимается, что после первой промывки из масла удаляется 90% находившегося в нем мыла, после второй промывки в масле остаются следы мыла. Вместе с растворенным мылом первая промывная вода уносит с собой до 2% нейтрального жира, вторая промывная вода 0,5%.

Содержание жира в промывных водах представлено в таблице 2.7.

 Таблица 2.7. Содержание  жира в промывных водах

Процесс	Жир, связанный в виде мыла, кг	Жир нейтральный, кг
Первая промывная вода	G*M×0,9=134,63×0,9=121,17	0,02×73457,5×10/100=146,9
Вторая промывная вода	134,63×0,1=13,46	0,005×73457,5×10/100=36,7
Итого:	134,63	183,6

 

 

При прохождении через жироловушку около 50%нейтрального жира улавливается и возвращается в процесс: Жн4= Жн3*50/100, кг.                                          (2.14.)

Жн4=

Потери при промывке составят: Оп= G*м+ Жн3, кг.                              (2.15.)

Оп=

Выход промытого масла составит: Gпр= Gн-Оп, кг.                              (2.16.)

Gпр=73457,5-73124,8 кг.

Выход промывного раствора: Wпр=W+ G*м+ Жн4, кг.                            (2.17.)

Wпр=1500+= 1740,9 кг.

Материальный баланс  стадии промывки  представлен в таблице 2.8.

Таблице 2.8.Материальный баланс  стадии промывки.

приход			расход
компонент	Кг/ц	%, мас	компонент	Кг/ц	%, мас
Нейтрализованное масло	73457,5	100	Промытое масло	73124,8	100
Раствор соли:	1500	100	Промывной раствор	1740,9	100
а)конденсат	1410	94	Нейтральный жир		100
б) соль	90	6
итого	74957,5		итого	74957,5