【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及甘油提纯，具体涉及一种能有效脱除甲醇和水分的甘油提纯装置及其工艺方法。
技术介绍
1、生物柴油的化学成份为脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯，是一种绿色环保可再生能源，与石化柴油勾兑使用，可减少石化能源的用量，从而达到节能减排的效果。
2、中国人口众多，食用植物油不能自足，60%以上依赖进口，从食品安全和资源全面考虑，我国不可能利用优质的食用油加工生产生物柴油。但我国因饮食习惯和特点，每年存在约1000万吨餐饮废弃油脂（即原料油），但这类餐饮废弃油最大的缺点是污染变质严重，用来生产生物柴油是最环保、最健康、最安全的一种方式。
3、在生产生物柴油过程中普遍采用酯交换法，用到大量甲醇，甲醇在酯交换反应中不能完全反应，所以就存在反应副产品甘油、甲醇、水三相物质的分离的问题。目前生物柴油企业对于甘油、甲醇、水三相物质的分离，一般采用简单直接蒸发先将甲醇、水与甘油进行分离，再将甲醇与水通过精馏办法进行分离，在实际生产时都存在能耗大的问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术缺陷，本专利技术的目的是提供一种能有效脱除甲醇和水分的甘油提纯装置，该装置不仅适用于生物柴油生产过程中脱除甲醇和水分提纯甘油，同时也适用于三组分且沸点不同的混合物分离，还适用于诸如食品、制药、化工等分离浓缩领域，同时解决了目前浓缩甘油时，分离甲醇和水过程中能耗较高的技术难题。
2、本专利技术的另一目的是提供一种能有效脱除甲醇和水分的甘油提纯装置的工艺方法。
3、为达到上述目的
4、所述粗甘油供料系统包括一粗甘油供料泵和预热器，用于粗甘油的供给；
5、所述甲醇强制循环蒸发系统包括第一蒸发分离器、第一甲醇蒸发器、第一强制循环泵及循环抽出泵，用于对物料中低沸点的甲醇进行循环蒸发；
6、所述甲醇真空回收系统包括甲醇冷凝器、第一螺杆真空泵、尾气冷凝器、尾气分离罐、甲醇收集罐及甲醇抽出泵，用于甲醇在真空状态下的回收；
7、所述水分强制循环蒸发系统包括第二蒸发分离器、第一水分蒸发器、第二强制循环泵及第一蒸发抽出泵，用于去除物料中水分的循环蒸发；
8、所述脱水真空系统包括水分冷凝器、第二螺杆真空泵、冷凝水收集罐、冷凝水抽出泵，用于提到真空度，达到快速脱水的效果。
9、所述热量再利用系统包括第三蒸发分离器、第二甲醇蒸发器、第二水分蒸发器、第三强制循环泵及第二蒸发抽出泵，用于二次蒸汽的再利用，达到节能效果；
10、所述甘油浓缩系统包括薄膜蒸发器、蒸发捕集器、甘油收集罐、甘油抽出泵、甘油换热器及甘油冷凝器，用于甘油的最终浓缩。
11、进一步地，所述粗甘油供料系统中，所述粗甘油供料泵出口与预热器管程入口连接，预热器壳程入口连接有蒸汽管道，预热器管程出口与第一蒸发分离器连接。
12、所述甲醇强制循环蒸发系统中，第一蒸发分离器下出口连接第一强制循环泵进口，第一强制循环泵出口连接第一甲醇蒸发器管程入口，使第一甲醇蒸发器、第一蒸发分离器和第一强制循环泵形成循环。
13、所述甲醇真空回收系统中，甲醇冷凝器管程入口连接循环冷却水；甲醇冷凝器壳程入口与第一蒸发分离器上出口连接，甲醇冷凝器壳程上出口连接第一螺杆真空泵入口，第一螺杆真空泵出口连接尾气冷凝器壳程入口，尾气冷凝器壳程下出口和甲醇冷凝器壳程下出口一起汇集后接入甲醇收集罐入口，甲醇收集罐通过连接甲醇抽出泵排出再利用；尾气冷凝器壳程上出口接入废气管道。
14、所述水分强制循环蒸发系统和脱水真空系统中， 第一水分蒸发器壳程出口连接水分冷凝器壳程入口，水分冷凝器壳程上出口连接第二螺杆真空泵，水分冷凝器壳程下出口连接冷凝水抽出泵，冷凝水抽出泵连接冷凝水收集罐；第一强制循环泵出口还分别与第一蒸发抽出泵进口和第一水分蒸发器管程连接，第一蒸发抽出泵出口与第二蒸发分离器入口连接，第二蒸发分离器下出口与第二强制循环泵入口连接，第二蒸发分离器上出口与第一甲醇蒸发器壳程连接，第一甲醇蒸发器壳程与甲醇收集罐连接。
15、所述热量再利用系统中，第二强制循环泵出口分别连接第二甲醇蒸发器管程入口和第二蒸发抽出泵入口，第二甲醇蒸发器壳程入口连接蒸汽管道，第二甲醇蒸发器管程出口与第二蒸发分离器连接，第二蒸发抽出泵出口连接第三蒸发分离器入口，第三蒸发分离器下出口连接第三强制循环泵入口，第三强制循环泵出口分别连接第二水分蒸发器管程入口和第三蒸发抽出泵入口，第二水分蒸发器管程出口连接第三蒸发分离器，第三蒸发分离器上出口连接第一水分蒸发器壳程入口，第一水分蒸发器壳程出口通往冷凝水收集罐，第一水分蒸发器管程上出口连接第一蒸发分离器。
16、所述甘油浓缩系统中，第三蒸发抽出泵出口连接薄膜蒸发器入口，薄膜蒸发器入口还连通有蒸汽管道，薄膜蒸发器出口通往蒸汽捕集器，蒸汽捕集器上出口与第三水分蒸发器壳程连接，蒸汽捕集器下出口通往冷凝水收集罐，薄膜蒸发器出口进入甘油收集罐，甘油收集罐由甘油抽出泵、甘油冷凝器进入甘油储存罐中。
17、上述能有效脱除甲醇和水分的甘油提纯装置的工艺方法，通过以下步骤来实现：
18、1）粗甘油通过粗甘油供料泵的输送后，进入预热器加热，调节温度至75~85℃，进入第一蒸发分离器，在负压-0.07~-0.08mpa条件下，第一蒸发分离器中分离出甲醇气体和含水的甘油，通过第一强制循环泵推入第一甲醇蒸发器和第一水分蒸发器，并强制循环蒸发，蒸发出的甲醇蒸汽通过甲醇冷凝器后，进入甲醇收集罐回收再利用；
19、2）随着第一蒸发分离器液位达到设定高度后，开启第一蒸发抽出泵，将含甲醇水的甘油送至第二蒸发分离器，利用第二强制循环泵推入第二甲醇蒸发器，用蒸汽加热第二甲醇蒸发器中的甲醇水的甘油，使其温度达到75~85℃，在第二蒸发分离器中分离出剩余甲醇和含水甘油，并利用甲醇二次蒸汽加热第一甲醇蒸发器，同时在第一甲醇蒸发器中冷却下来的甲醇冷凝液，进入用甲醇收集罐，并通过甲醇抽出泵进入甲醇储存罐中；
20、3）第二蒸发分离器液位达到设定高度后，开启第二蒸发抽出泵，向第三蒸发分离器进料，下出口通过第三强制循环泵推入第二水分蒸发器；第三蒸发分离器上出口出去的气体加热第一水分蒸发器，通过第一水分蒸发器冷却下来的冷凝水，去往冷凝水收集罐，冷却形成的冷凝水可回用至凉水塔或其他工艺中；
21、4）待第三蒸发分离器液位达到设定高度后，开启第三蒸发抽出泵，向薄膜蒸发器进料，薄膜蒸发器加热至105~120℃，使甘油进一步浓缩达到80%以上，经过薄膜蒸发器处理后的液体甘油向下进入甘油收集罐中，薄膜蒸发器蒸发出的二次水蒸气，通过蒸发捕集器加热至85~95℃，压力保持在-0.05~-0.06mpa，分离出少量甘油飞沫和少量水分后，大部分水蒸气进入第二水分蒸发器，对其进行加本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种能有效脱除甲醇和水分的甘油提纯装置，其特征在于：包括粗甘油供料系统、甲醇强制循环蒸发系统、水分强制循环蒸发系统、甘油浓缩冷却系统、热量再利用系统、甲醇真空回收系统及脱水真空系统；
2.根据权利要求1所述的能有效脱除甲醇和水分的甘油提纯装置，其特征在于：所述粗甘油供料系统中，所述粗甘油供料泵出口与预热器管程入口连接，预热器壳程入口连接有蒸汽管道，预热器管程出口与第一蒸发分离器连接。
3.根据权利要求2所述的能有效脱除甲醇和水分的甘油提纯装置，其特征在于：所述甲醇强制循环蒸发系统中，第一蒸发分离器下出口连接第一强制循环泵进口，第一强制循环泵出口连接第一甲醇蒸发器管程入口，使第一甲醇蒸发器、第一蒸发分离器和第一强制循环泵形成循环。
4.根据权利要求3所述的能有效脱除甲醇和水分的甘油提纯装置，其特征在于：所述甲醇真空回收系统中，甲醇冷凝器管程入口连接循环冷却水；甲醇冷凝器壳程入口与第一蒸发分离器上出口连接，甲醇冷凝器壳程上出口连接第一螺杆真空泵入口，第一螺杆真空泵出口连接尾气冷凝器壳程入口，尾气冷凝器壳程下出口和甲醇冷凝器壳程下出口一起汇集后接
5.根据权利要求4所述的能有效脱除甲醇和水分的甘油提纯装置，其特征在于：所述水分强制循环蒸发系统和脱水真空系统中， 第一水分蒸发器壳程出口连接水分冷凝器壳程入口，水分冷凝器壳程上出口连接第二螺杆真空泵，水分冷凝器壳程下出口连接冷凝水抽出泵，冷凝水抽出泵连接冷凝水收集罐；第一强制循环泵出口还分别与第一蒸发抽出泵进口和第一水分蒸发器管程连接，第一蒸发抽出泵出口与第二蒸发分离器入口连接，第二蒸发分离器下出口与第二强制循环泵入口连接，第二蒸发分离器上出口与第一甲醇蒸发器壳程连接，第一甲醇蒸发器壳程与甲醇收集罐连接。
6.根据权利要求5所述的能有效脱除甲醇和水分的甘油提纯装置，其特征在于：所述热量再利用系统中，第二强制循环泵出口分别连接第二甲醇蒸发器管程入口和第二蒸发抽出泵入口，第二甲醇蒸发器壳程入口连接蒸汽管道，第二甲醇蒸发器管程出口与第二蒸发分离器连接，第二蒸发抽出泵出口连接第三蒸发分离器入口，第三蒸发分离器下出口连接第三强制循环泵入口，第三强制循环泵出口分别连接第二水分蒸发器管程入口和第三蒸发抽出泵入口，第二水分蒸发器管程出口连接第三蒸发分离器，第三蒸发分离器上出口连接第一水分蒸发器壳程入口，第一水分蒸发器壳程出口通往冷凝水收集罐，第一水分蒸发器管程上出口连接第一蒸发分离器。
7.根据权利要求6所述的能有效脱除甲醇和水分的甘油提纯装置，其特征在于：所述甘油浓缩系统中，第三蒸发抽出泵出口连接薄膜蒸发器入口，薄膜蒸发器入口还连通有蒸汽管道，薄膜蒸发器出口通往蒸汽捕集器，蒸汽捕集器上出口与第三水分蒸发器壳程连接，蒸汽捕集器下出口通往冷凝水收集罐，薄膜蒸发器出口进入甘油收集罐，甘油收集罐由甘油抽出泵、甘油冷凝器进入甘油储存罐中。
8.根据权利要求1所述的能有效脱除甲醇和水分的甘油提纯装置的工艺方法，其特征在于通过以下步骤来实现：
9.根据权利要求8所述的能有效脱除甲醇和水分的甘油提纯装置的工艺方法，其特征在于：第一水分蒸发器、第二水分蒸发器、第一甲醇蒸发器及第二甲醇蒸发器，上述强制循环蒸发器如果替换为升膜蒸发器或降膜蒸发器，原有工艺条件不变的情况下，增加蒸发面积能够达到同样效果。
10.根据权利要求8所述的能有效脱除甲醇和水分的甘油提纯装置的工艺方法，其特征在于：薄膜蒸发器能够采用降膜蒸发器进行替换。
...【技术特征摘要】
1.一种能有效脱除甲醇和水分的甘油提纯装置，其特征在于：包括粗甘油供料系统、甲醇强制循环蒸发系统、水分强制循环蒸发系统、甘油浓缩冷却系统、热量再利用系统、甲醇真空回收系统及脱水真空系统；
2.根据权利要求1所述的能有效脱除甲醇和水分的甘油提纯装置，其特征在于：所述粗甘油供料系统中，所述粗甘油供料泵出口与预热器管程入口连接，预热器壳程入口连接有蒸汽管道，预热器管程出口与第一蒸发分离器连接。
3.根据权利要求2所述的能有效脱除甲醇和水分的甘油提纯装置，其特征在于：所述甲醇强制循环蒸发系统中，第一蒸发分离器下出口连接第一强制循环泵进口，第一强制循环泵出口连接第一甲醇蒸发器管程入口，使第一甲醇蒸发器、第一蒸发分离器和第一强制循环泵形成循环。
4.根据权利要求3所述的能有效脱除甲醇和水分的甘油提纯装置，其特征在于：所述甲醇真空回收系统中，甲醇冷凝器管程入口连接循环冷却水；甲醇冷凝器壳程入口与第一蒸发分离器上出口连接，甲醇冷凝器壳程上出口连接第一螺杆真空泵入口，第一螺杆真空泵出口连接尾气冷凝器壳程入口，尾气冷凝器壳程下出口和甲醇冷凝器壳程下出口一起汇集后接入甲醇收集罐入口，甲醇收集罐通过连接甲醇抽出泵排出再利用；尾气冷凝器壳程上出口接入废气管道。
5.根据权利要求4所述的能有效脱除甲醇和水分的甘油提纯装置，其特征在于：所述水分强制循环蒸发系统和脱水真空系统中， 第一水分蒸发器壳程出口连接水分冷凝器壳程入口，水分冷凝器壳程上出口连接第二螺杆真空泵，水分冷凝器壳程下出口连接冷凝水抽出泵，冷凝水抽出泵连接冷凝水收集罐；第一强制循环泵出口还分别与第一蒸发抽出泵进口和第一水分蒸发器管程连接，第一蒸发抽出泵出口与第二蒸发分离器入口连接，第二蒸发分离器下出口与第二强制循环泵入口连接，第二蒸发分离...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨书平，郝晓亮，路炬晶，王永明，林伟，马征，
申请(专利权)人：唐河金海生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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