Цех гідрогенізації

Процес гідрогенізації має за мету перетворення рідких рослинних олій та тваринних гліцеридів в тверді жири з бажаними властивостями та температурою плавлення.

Виробничий процес гідрогенізації рідких жирів з хімічної точки зору являє сукупність хімічних реакцій, що відбуваються за участю водню і каталізатора.

Процес приєднання водню до вуглецю по насиченим зв’язкам з кінетичної точки зору практично малоймовірно та ця реакція стає можливою в присутності каталізатора. На практиці широко користуються лише нікелеві та нікелевомідні каталізатори.

Максимальна ефективність процесу гідрогенізації досягається при заданих правильних параметрах: температури, дози каталізатора і витрати водню.

В результаті насичення воднем жирних кислот триацигліцеридів утворюються гідрогенізовані жири або саломаси, які являють собою суміш триацилгліцеридів та монокарбонових кислот, в основному ряду С16-С18.

Процес гідрогенізації складається з наступних стадій: підготовка олійної суспензії і каталізатора, підготовка циркуляційного водню, безперервна або

періодична гідрогенізація, відділення каталізатора від гідрованого жиру.

Опис технологічного процесу:

Процес гідрогенізації розроблений для періодичної роботи з напівавтоматичним управлінням. Процес автоматизовано за допомогою комп’ютера, який контролює і відображає на монітори основні робочі параметри. Запуск здійснюється в ручному режимі, при досягненні стабільної роботи процес переключається в автоматичний режим. Контролери температури, рівня і потоку можуть працювати як в ручному, так і в автоматичному режимах. Інші послідуючі операції, включаючи електродвигун і вентилі, працюють автоматично за допомогою програмного контролера.

Ретельно рафінована та дезодорована олія за допомогою живильного насоса відцентрового типу перекачується із ємкості відбіленої олії на ліні. Гідрогенізації через економайзер спірального типу. Він призначений для попереднього нагріву сировини від температури 50˚С до 140˚С і охолодження гарячої гідрогенізованої олії від температури 200˚С до 110˚С. Потім підігріта олія надходить в ємкість, після якої поступає у реактор. Під час запуску сировини в реактор олія нагрівається до температури реакції за допомогою пари у 8 бар.

Кожухотрубний охолоджувач призначений для охолодження гідрогенізаційної олії від температури 200˚С до 120˚С за допомогою холодної води. Кількість охолодженої води регулюється за допомогою контура управління температурою ТІСТ3.

Сировинна ємність горизонтального типу, виготовлена з нержавіючої сталі. Робочий об’єм якої 15 метричних тонн і використовується для сушки олії під вакуумом.

Олія із сировинної ємкості періодично вигружається в реактор.

Реактор – вертикальна ємкість, виготовлена з нержавіючої сталі. Робочий об’єм 15 метричних тонн. Спроектована для роботи під вакуумом і тиском 6 бар. Також реактор обладнано гріючими/охолоджуючими зміє виками і

системою подачі водню. Реактор обладнаний мішалкою, що змонтована у верхній частині реактора, і спеціальними перегородками, які забезпечують ефективний контакт водню з олією. Під час загрузки і вигрузки з реактора, мішалка працює на малих обертах. Коли реактор заповнено, засипається необхідна кількість каталізатора. Реактор герметизується, після чого можна розпочинати насичення воднем.

Контроль за реакцією здійснюється за допомогою регулювання подачі водню і, в разі необхідності, подачі охолодженої води у внутрішні змійовики реактора. Ємкість дозування каталізатора виготовлена з нержавіючої сталі, об’ємом 30л. Нікелевий каталізатор загружається в ємкість дозування каталізатора через загрузочну воронку. Потім каталізатор вигружається в реактор і змішується з олією за допомогою мішалки. Тип нікелевого каталізатору визначає кінцеву якість гідрогенізації олії.

Кількість каталізатору залежить від типу реакції процесу гідрогенізації. Для неселективної реакції необхідно менша кількість нікелевого каталізатору, приблизно 0,03%. Для селективної реакції необхідна більша кількість нікелевого каталізатора, приблизно 0,1%.

Вакуумна система складається із двоступеневого пароінжекторного блоку з конденсатором. Під час запуску спочатку подається вода на конденсатор, потім на пускову панель подається пар тиском 8 бар (насичений). Двохступінчастий паровий інжектор служить для створення і підтримки вакууму 50 мБар на лінії гідрогенізації.

Вакуум необхідний для видалення залишків вологи і захищає олію від окислення при температурі сушки. Вакуум-водокільцевий насос і паровий інжектор використовуються для створення вакууму. Температура охолодженої води на вході не має перевищувати 5˚С. Конденсат з лінією гідрогенізації направляється в збірник конденсату.

Проміжна ємкість – горизонтальна ємкість, виготовлена з нержавіючої сталі. Робочий об’єм 15 метричних тонн. Спроектована для роботи під вакуумом, слугує для видалення залишків водню. Оснащена мішалкою для

запобігання утворення осаду каталізатора.

Насос відцентрованого типу з паровою рубашкою і з одинарним механічним потовщенням для перекачки гідрогенізаційної олії через економайзер.

Ємкість рециркулюючої води – вертикальна ємкість, виготовлена з вуглеводневої сталі, робочий об’єм приблизно 8 м³. Спроектована для роботи під атмосферою. Ємкість використовується для охолодження конденсату з реактора. Охолоджувач пластинчастого типу використовується для охолодження конденсату з температурою 95˚С до 40˚С за допомогою холодної води з температурою 30˚С.

Водяний насос відцентрованого типу укомплектований одинарним механічним потовщенням для перекачування конденсату із ємкості рециркулюючої води в реактор через охолоджувач.

Конденсатор пару служить для конденсації пари, який виробляється реактором під час процесу охолодження, оснащений форсунками для конденсації пари низького тиску.

Проміжна ємкість виготовлена із нержавіючої сталі. Робочий об’єм приблизно 35м³. Спроектовано для роботи під атмосферою. Ємкість служить буферною ємкістю фільтрації для гідрогенізованої олії і для повернення олії з фільтру.

Живильний насос з фільтра – це насос відцентрового типу, який служить для перекачки гідрогенізаційної олії на фільтр каталізатора.

Фільтри каталізатора типу крикет служать для відділення використаного каталізатора від гідрогенізаційної олії. Фільтр складається із циліндричних фільтрових елементів. Процес фільтрації автоматизований за допомогою програмуючого логічного контролера. Під час роботи, олійна суспензія проходить через фільтрові елементи і відфільтрована олія вигружається із фільтра через колектор. Використаний каталізатор залишається на поверхні фільтрових елементів і утворює осад (кейк). Етап початкової фільтрації займає декілька хвилин, щоб утворився тонкий шар кейку.

Площа фільтрації даних фільтрів складає 15м². час фільтрації залежить від кількості і типу використаного каталізатора, а також від типу сировини. Коли продуктивність фільтрації падає, потрібно замінити тканину фільтра.

Повний цикл фільтрації складається з 4 основних циклів:

• формування фільтрованого шару на фільтрових пластинах;

• фільтрація;

• сушка кейка (паром);

• вигризка кейку.

Коли процес гідрогенізації закінчено, що видно по витраті водню і коефіцієнту переломлення. В системі обліку водню задається необхідна кількість, яка відповідає кінцевому результату реакції. Після досягнення, автоматично припиняється насичення воднем.