МАСЛОЭКСТРАКЦИОННОЕ ПРОИЗВОДСТВО

СВОЙСТВА И ОСОБЕННОСТИ ОСНОВНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ

Алифатические углеводороды (бензина) являют­ся наиболее распространенными в маслоэкстракционном про­изводстве. Это обусловливается их сравнительной дешевизной, нейтральностью по отношению к материалам, аппаратуры и хо­рошей растворяющей способностью.

В маслоэкстракционном производстве СССР в настоящее время применяется бензин ГОСТ "462-61 (см. табл. 12). Начи­ная с 1959 года, нефтеперерабатывающая промышленность на­чала поставлять бензин с более низкими интервалами кипения (70—85°); Применяемые бензины должны быть прямой гонки. Крекинг-бензины для извлечения растительных масел в СССР не применяются. Предполагается наряду с бензином прямой гонки применить и синтетические бензины. Ниже приводятся главнейшие данные для экстракционного бензина.

Плотность (относительная) бензина при 20° приведена в табл. 12. Плотность при других температурах с достаточной точ­ностью можно определять по формуле Д. И. Менделеева [119] с учетом температурной поправки а=0,000897, приводимой И. Л. Гуревичем [120].

По данным ВНИИЖа средний молекулярный вес свежего бензина (ГОСТ 462-51) колеблется в пределах 90,40—91,98. Мо­лекулярный еєс оборотного экстракционного бензина увеличи­вается весьма незначительно (не более как на 1,53).

Экстракционный бензин Краснодарского нефтеперегонного завода содержит до 5,0% нафтенов.

Динамическая вязкость экстракционного бензина в зависи­мости от температуры колеблется в следующих пределах:

Температура в °С 20 30 40 50 60

Вязкость в сантипуазах... 0,433 0,385 0,347 0,316 0,294

Таблица 12

СССР

Фирма .Филипс Петролеум К°" США

Характеристика растворителей

-бензин экстракционный

ГОСТ 462-51

ВТУ 1959 г.

Нормальный гексан

Метилпен- тан

Нормальный гептан

Плотность, не более

0,725[4]

0,715

0,688[5]

0,644**

0,684**

90,3

86,1

72,1

100,1

Фракционный состав:

Температура начала перегонки в °С

70

70

66,1

59,4

95,5

До температуры 85° перегоняется в Ч,

Не менее

98

-—

До температуря 95° перегоняется в %,

Не менее

98

Температура полного выкипания в °С.

95

85

69,0

62,8

97,7

Содержание ароматических углеводородов

В И, не

4,0

4,0

0,05

0,025

Цветность

Б

Есцветный

Содержание непредельных углеводородов.

Отсутствие

Содержание водорастворимых кислот и щелочей. . .

Отсутствие

Упругость паров в мм рт. ст

109*

124*

266**

342**

79,5**

Продолжение

Фирма „Амернкен минерал К°" США

Спирите

Петролейный эфир (смесь

Нормальный

Нормальный

Характеристика растворителей

Гексан

Нзогептан

Гептан

Пентана и изопентана)

Бутан

Пропан

.0,685**

0,118**

0,728**

0,625

0,601 (при 0°С)

0,582 (при —42,6°С)

86,0

100,0

100,0

72,1

58,1

44,6

Фракционный состав:

Температура начала перегонки в °С. .

66,0

74,4

96

28

0,6

-42,6

До температуры 85° перегоняется в %,

Не менее

До температуры 95° перегоняется в 96,

Температура полного выкипания в °С. .

70

90

99,4

36,0

Содержание ароматических углеводородов в %, не более

Цветность

Б е с ц

В е т н ы й

Содержание непредельных углеводородов. .

Отсутствие

Содержание водорастворимых кислот и ще-

Отсутствие

266** |

319** |

327** |

-

-

Теплоемкость бензина принимается равной 0,494 ккал1кг°С.

Скрытая теплота испарения для бензина (гексан-гептан) со­ставляет 74—79,4 ккал/кг.

В табл. 14 приведены данные по скрытой теплоте испаре­ния углеводородов, имеющих отношение к маслоэкстракционно - му производству [120].

Таблица 14

Углеводороды

Показатели

Пропан

Пентан

Гексаи

Гептан

Октан

Цикло­гексан

Температура ки­пения в °С. •

-42,6

36

68

98

125

69

Скрытая теплота испарения в ккал/кг. . .

97,9

84,3

79,4

74

71,1

87,3

На величину скрытой теплоты испарения влияют температу­ра и давление среды. С понижением давления и температуры скрытая теплота испарения увеличивается, и наоборот, с ро­стом температуры и давления скрытая теплота испарения уменьшается.

В критической точке, где нет различия между жидкостью и паром, скрытая теплота испарения равна нулю.

Скрытую теплоту испарения углеводородов, входящих в со­став экстракционного бензина, можно определять и по диаграм­ме рис. 27 [121]. На рис. 28. [122] представлена зависимость

СВОЙСТВА И ОСОБЕННОСТИ ОСНОВНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ

Давление 6 мм. рт. ст. Рис. 27. Скрытая теплота испарения углеводородов.

Теплоты испарения экстракционного бензина от средней темпе­ратуры кипения фракций. Средние температуры кипения бен­зина относятся ко всей смеси растворителя. Если же из смеси углеводородов, представляющей бензин, частично отогнана ка­кая-либо фракция (что имеет место при начале кипения мис­целлы в дистилляторах), то теплота испарения оставшейся ча­сти будет меньше, а отогнанной, более легкой, будет больше.

100 90

СВОЙСТВА И ОСОБЕННОСТИ ОСНОВНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ

20 40 60 80 W0 120 М 160 Температура кипения 5 °С

Рис. 28. Зависимость теплоты испарения бензина от темпера­туры кипения фракций.

Температура вспышки бензинов, определяемая в аппарате Абель—Пенского, показывает:

Границы кипеиия в °С Температура вспышки в °С

TOC \o "1-3" \h \z 50-60 —58

60—70 —39

70—80 —49

Воспламенение бензина в смеси с воздухом происходит при температуре около 250° {123]. Поэтому на экстракционных за­водах температура перегрева технологического пара не должна* превышать 220°- Температура воспламенения понижается при наличии катализаторов.

Растворяющая способность бензина. Чем легче фракции, составляющие бензин, тем больше его растворяющая способность. Жирные масла растворяются в бензине во всех отношениях. Исключение составляет-касторовое - іохіаіи^цшшо растворимое в _холодном бензине и сравнительно хорошо в, го­рячем (50а"и" выше).

""При остывании горячего раствора касторового масла в бен­зине избыток растворителя всплывает над смесью.

Глицериды твердых жирных кислот растворяются в бензине труднее, чем глицериды жидких. Жирные оксикислоти в бензине не растворяются. При экс­трагировании бензином масла получаются более чистыми, чем извлеченные бензолом и другими растворителями, так как бен­зины плохо растворяют смолообразные соединения, продукты окисления и прочие нежировые вещества.

Главный недостаток бензина — это его легкая воспламеняе­мость. Пары бензина легко воспламеняются от искры и рас­каленного предмета. Будучи тяжелее воздуха в 2,7 раза, пары бензина стелются понизу, поэтому в помещениях экстракцион­ного цеха нужно обращать особое внимание на состояние ям, каналов для труб, углублений для шротовых шнеков и преду­сматривать отсутствие таких углублений при строительстве но­вых маслоэкстракционных заводов.

Бензин вредно действует на организм, главным образом на нервную систему.

Продолжительное вдыхание паров бензина вызывает голово­кружение, головную боль и потерю сознания. Более тяжелые фракции бензина действуют сильнее, чем легкие, причем смесь ароматических углеводородов (бензола, толуола) увеличивает вредность бензина.

Острые несистематические отравления бензином быстро проходят без следа при выходе отравившегося на холодный све­жий воздух или при вдыхании кислорода. Отравлению подвер­гаются легче в теплое время года, "чем в холодное.

По действующим в СССР нормам законодательства по охране труда содержание паров бензина в рабочих помещениях не должно превышать 0,3 мг на 1 л воздуха.

В экстракционных цехах для снижения содержания паров бензина в воздухе устанавливают приточно-вытяжную вентиля­цию. Общий обмен воздуха" не дает правильного разрешения вопроса, поэтому в целях создания нормальных условий нужно следить за работой всех систем вентиляционных установок.

Учитывая при этом неравномерность распределения паров бензина по помещению, вентиляцию устраивают с местным отсосом.

Американские углеводородные раствори­тели. Нефтяная промышленность США вырабатывает целый ряд специальных растворителей для экстракции масел и жиров. Как видно из табл. 12, все они характеризуются узким преде­лом выкипания и высокой степенью однородности. Из сортов растворителей, перечисленных в табл 12, фирмы рекомендуют для экстракции семян сои, льна и кукурузных зародышей нор­мальный гексан, для сырой хлопковой мятки — нормальный гептан, а для хлопковых семян, перерабатывающихся без отде­ления шелухи; — метилпеитан.

Качественным показателем гексана-амско служит его испа­ряемость в открытой чашке. 1 сМ3 гексана-амско, налитый в открытую чашку, должен при температуре 32,2s совершенно испариться 'В течение двух минут.

Бензол. Технический бензол, которым снабжается промышлен­ность, представляет собой не химически чистый продукт, а смесь бензола и его гомологов (толуола, ксилола и др.). Так, наилуч­ший технический бензол марки I (90%), имеющий плот­ность при 16° 0,880—0,883, состоит из 84% чистого бензола, 13% толуола и 3% ксилола. Температура вспышки его 15°. При температуре ниже 100° перегоняется 90%, остальное количество перегоняется при температуре выше 100°. Согласно ОСТу 10463-39 сорт «Бензол чистый, каменноугольный» имеет:

Плотность d20 0,875—0,880

Начало кипения при 79,0°

Конец перегонки „ 80,6°

При температуре 80,6° должно перегоняться не менее 95%.

Растворимость бензола в воде выше, чем бензина, и состав­ляет при 15°—0,054%, при 25°—0,073% и при 60°—ОД56%.

Растворяющая способность бензола выше, чем бензина, вследствие чего при экстракции семян и жмыхов в бензоловые мисцеллы переходит большой комплекс нежировых и особенно смолистых веществ. Поэтому жиры, получаемые при экстракции бензолом, имеют более темный цвет.

Бензол — яд не только для нервной системы, но и для крови. Он оказывает на человека более сильное отравляющее действие, чем бензин.

Наличие гомологов бензола усиливает его токсичность.

При применении бензола в маслоэкстракционном производ­стве водоотделители следует устанавливать с учетом незначи­тельной разности в плотностях бензола и воды.

Вследствие повышенной растворимости, бензола в воде вся отходящая из водоотделителей вода должна рекуперироваться. Так как плотность бензоловых мисцелл при одинаковых концен­трациях в них масла будет примерно в 1,5 раза выше, чем бен­зиновых, то наблюдается всплывание в крепких мисцеллах лег­ких частиц экстрагируемого материала. Поэтому для фильтра­ции бензоловых мисцелл нужно применять более сложные фильтры.

Применение бензола в качестве растворителя находит место главным образом в тех случаях, когда шрот используют для технических целей или подвергают дополнительной пропарке пе­ред поступлением для использования на другие нужды.

Спирты. Спирты в качестве растворителей для масел находят довольно широкое применение. Преимущество спирта в качестве растворителя заключается в том, что большинство масел он растворяет в Горячем состоянии, поэтому отделять масло от спирта можно путем охлаждения мисцеллы до 16—30°. При этом спирт отстаивается и сливается, а масло подвергается неболь­шой дезодорации.

Растворймость масла в спирте повышается с возрастанием давления и температуры.

Спирт этиловый С2Н5ОН (см. табл. 13). В маслоэкс - тракционном производстве, особенно для получения соевого масла, применяется только высокопроцентный спирт (не ниже 94—96%). Его способность смешиваться с маслом зависит or содержания в нем воды. Чем меньше воды, тем лучше экстраги­руется масло. Из масел наилучшей растворимостью в спирте от­личается касторовое. Спирт с водой смешивается во всех отно­шениях, поэтому оборотный спирт в маслоэкстракционном про­изводстве должен перед рекуперацией подвергаться ректифика­ции. Температура вспышки спирта 18°, пределы образования взрывчатой смеси от 3,5 до 1-9% объемных.

Для экстракции рекомендуется также смесь этилового и изо - пропилового спирта в отношении 8 : 2.

Об экстракции масла спиртом более подробно будет сказано ниже.

С н

И з о п р оп и л о в ы й спирт CHj> СНОН применяется глав­ным образом для экстракционных процессов в парфюмерной и косметической промышленности. В последнее время делались попытки применить его и для экстракции растительного масла.

Этрт растворитель смешивается с водой, образуя бинарную смесь с 12% весовыми воды с температурой кипения 80,3°.

Хорошо очищенный изопропиловый спирт обладает слабым спиртовым запахом. Температура вспышки его от +18 до +20°.

Хлорированные углеводороды. Высокая растворяющая спо­собность и невоспламеняемость делают эти растворители на пер­вый взгляд приемлемыми-для использования их в маслоэкстрак­ционном производстве. Однако эти ценные качества снижаются следующими недостатками хлорированных углеводородов:

А) удельный вес их (1,26—1,41) значительно зыше удельного веса бензина (0,72), а так как в процессе экстракции объем рас­творителя имеет большое значение, то для оборота в производ­стве хлорированных углеводородов будет требоваться по весу значительно больше, чем бензина;

Б) большая часть хлорированных углеводородов корродирует обычные металлы в присутствии влаги.

Работами С. и Н. Дроздовых [124] и Ю. Мочалова [125] по­казано, что при работе на трихлорэтилене («три») в качестве растворителя мягкая сталь для изготовления экстракционной аппаратуры не применима. Для изготовления экстракционной аппаратуры на работу с «три», учитывая наличие низкомолеку­лярных кислот в масличном сырье, особенно дефектном, и воз­можность образования небольших количеств НС1 при частичном разложении «три», необходимо применять только коррозийно устойчивые легированные стали. Чернухин приводит пример из­носа в течение Т месяцев холодильников экстракционного аппа­рата на костеобрабатывающем заводе.

Из-за быстрого износа аппаратуры экстракционных цехов себестоимость продукции при использовании хлорированных растворителей увеличивается;

В) при воздействии повышенной температуры и даже от яркого света и красных горячих поверхностей хлорированные углеводороды претерпевают коренное изменение;

Г) пары этих растворителей весьма токсичны и с воздухом образуют взрывчатые смеои. Поэтому при использовании хлори­рованных растворіителей необходима очень хорошая вентиляция;

Д) сильная растворяющая способность хлорированных угле­водородов, красящих и других неомыляемых веществ ухудшает качество экстракционного масла и затрудняет его рафинацию.

Из хлорированных углеводородов в маслоэкстракционном про­изводстве небольшое применение находят дихлорэтан, трихлор - этилен и тетрахлорметан.

Приводим, основные свойства этих растворителей.

Дихлорэтан, или хлористый этилен, СН2С1—СН2С1 полу­чается присоединением хлора к этилену. Дихлорэтан — бесцвет­ная жидкость с запахом, напоминающим хлороформ. Его основ­ные константы приведены в табл. 13. Дихлорэтан стоит на гра­ни между воспламеняемыми и невоспламеняемыми органически­ми жидкостями. Зажигается он с трудом, горит коптящим пла­менем и легко гасится в начальной стадии горения водой. При интенсивном горении дихлорэтана тушение водой может вы­звать взрыв вследствие образования при высокой температуре водяного газа (СО + Н2). Температура вспышки его 14,4°. Само­произвольное воспламенение дихлорэтана на воздухе возможно при температуре 448—449°. Нижний предел взрываемости в воз­духе при 20°—6,2%, при 100°-—5,8%; верхний предел при 100°— 15,9%. В воде растворим незначительно. >100 частей воды раство­ряют дихлорэтан: при 0°—0,869 частей, при 30°—0,984 части. Пары дихлорэтана в 3,5 раза тяжелее воздуха. При температуре 180° и более под давлением идет омыление дихлорэтана с об­разованием этиленгликоля СН2ОН—СН2ОН. При нагревании со щелочью и под давлением образуется хлористый винил СН2— СНС1. Корродирующее действие дихлорэтана идет за счет его расщепления с выделением НС1. В чистом виде дихлорэтан ма­ло корродирует.

Дихлорэтан является сильным токсическим веществом. При отравлении им появляется рвота, понос, головокружение, общая слабость. Содержание паров дихлорэтана в рабочих помещениях не должно превышать 0,05 мг на 1 л воздуха.

(При работе на дихлорэтане приточно-вытяжная вентиляция в цехах должна быть особенно мощной.

Четыреххлористый углерод ССІ4 (тетрахлорметан, «тетра») хорошо растворяет жиры, смолы и т. д. и обладает незначительной огнеопасностью. Получается он хлорированием сероуглерода хлористой серой в присутствии металлов или их хлористых соединений в качестве катализаторов.

В продажу СС14 поступает почти химически чистым в виде бесцветной, нейтральной, легко летучей жидкости, острой на вкус. Основные константы CCU показаны в табл. 13. В воде рас­творяется незначительно. С бензином, бензолом-, ацетоном ССІ4 смешивается во всех отношениях, воспламеняется очень трудно, при обычных условиях пары «тетра» не взрываются при любых концентрациях его в воздухе. При повышенных температурах и давлении неустойчив и в присутствии воды разлагается на С02 и НС1 по уравнению:

CCU + 2 НаО = COj + 4 НС1.

Выделяющаяся при этом соляная кислота разрушительно действует на чугунную, железную, медную и алюминиевую ап­паратуру; для предохранения от разрушения ее лудят или ос­винцовывают. ССІ4 применяют как средство, понижающее огне­опасность бензина и других растворителей. В основном он при­меняется для получения технических жиров в утильцехах.

Пары четыреххлористого углерода в больших концентрациях обладают наркотическим действием и вызывают слабое раздра­жение слизистых оболочек носа, горла и легких.

Трихлорэтилен («три») ОНО—ОСЬ (см. табл. 13) по­лучают пропусканием избытка аммиака через нагретую смесь тетрахлорэтана и воды в автоклаве. «Три» представляет собой жидкость с запахом, напоминающим хлороформ. На металл дей­ствует значительно слабее, чем «тетра».

Относительно пригодности «три» для экстрагирования пище­вых и кормовых продуктов мнения расходятся. Для получения пищевых масел "этот растворитель не применяется.

Трихлорэтилен весьма нестоек при хранении. Под действием света и влаги «три» окисляется с образованием ядовитых про­дуктов: фосгена и окиси углерода. Под действием прямых сол­нечных лучей «три» отщепляет НС1 [126]. Трихлорэтилен весьма токсичен. Исследованиями Штрюбера, цитируемыми Н. В. Лаза­ревым {127], выявлено большое количество профессиональных заболеваний при применении «три».

Швитцер [102] указывает, что хлорорганические растворите­ли вызывают токсическую желтуху и при соприкосновении с этими растворителями кожа на руках рабочих делается сухой, тонкой и трескается. Бонотто [128] указывает на случай отрав­ления скота соевым шротом, полученным при применении «три». В силу высокой растворяющей способности «три», как и дихлор­этан, сильно растворяет красящие и другие неомыляемые веще­ства, которые впоследствии ухудшают рафинируемость экстрак­ционных масел. В процессе рекуперации «три» из пароводяной смеси воды сильно эмульгируется в трихлорэтилене, причем раз­рушение этой эмульсии происходит только при добавлении каль­цинированной соды. Если же работать с оборотным трихлорэти - леном без обработки его содой, то водная эмульсия, увлажняя экстрагируемый материал, вызывает слеживание его и повыше­ние масличности шрота.

Прочие растворители. Сероуглерод CS2. Малораствори­мая в воде жидкость. Совершенно чистый продукт имеет очень слабый запах. Неприятный запах технического продукта опреде­ляется примесями, очистка от которых весьма затруднена. Се­роуглерод — прекрасный растворитель для масел, но весьма ядовит. Вдыхание значительных количеств действует наркотиче­ски и парализующе на нервную систему. Первыми симптомами отравления являются усталость, головокружение, головные бо­ли. Ввиду большой опасности, связанной с применением серо­углерода, существуют специальные правила его применения. CS2 очень огнеопасен: при соприкосновении с нагретыми до 150° предметами сероуглерод может загореться. Его пары образуют взрывчатую смесь ic широкими границами взрываемости — от 1 до 50% объемных.

Ацетон СНз—СО—СН3. Химически чистый ацетон нейтра­лен, с водой смешивается в любых отношениях. iB специальных случаях применяется для экстракции [растительных масел. Удобен тем, что для отделения масла от растворителя достаточно про­стого разбавления водой. За последнее время во французской [129] и американской литературе (130] появились сообщения о работах по селективной экстракции растительных масел с по­мощью ацетона.

Смеси растворителей. Применение бинарных растворителей особенно важно при комплексной экстракции масличных семян, т. е. когда вместе с маслом важно бывает извлечь и другие по­лезные вещества, содержащиеся в семенах.

Различают следующие три группы смесей растворителей: г) растворители, смешивающиеся между собой во всех отноше­ниях; б) растворители, смешивающиеся в ограниченных пропор­циях; в) растворители, не смешивающиеся между собой.

Для м<аслоэкстракционного производства наиболее интерес­ными являются смеси растворителей с минимальной температу­рой кипения (табл. 15).

Таблица 15

1-я составная часть

%

Весовой

2-я составная часть

%

Весовой

Температура кипения в"С (при 760 ям рт. ст.)

«-Гексан

81

Бензол ......

19

68,9

То же

79

Этиловый спирт. .

21

58,7

Трихлорэтилен . . .

73

То же

27

70,9

В американской работе [131] говорится о хороших результа­тах при экстракции хлопковых семян и соевых лепестков бинар­ным растворителем, состоящим из смеси н-гексана со спиртом.

МАСЛОЭКСТРАКЦИОННОЕ ПРОИЗВОДСТВО

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПОДГОТОВКИ СЕМЯН К ИЗМЕЛЬЧЕНИЮ

Применительно к специфическим особенностям отдельных масличных семян заводская практика выработала рациональ­ные схемы подготовительных цехов. При этом учитывалось, что правильная компановка машин, надлежащая поточность и меха­низация процессов, увязка одних операций с …

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ НЕКОТОРЫХ ЭКСТРАКЦИОННЫХ УСТАНОВОК

Технологическая схема экстракционной установки с вертикальным шнековым экстрактором Настоящая схема (рис. 81) представляет компоновку модер­низированной экстракционной установки со шНековым верти­кальным экстрактором НД-1250. Движение сырья и шрота. Экстрагируемый материал в виде …

ФОРПРЕССОВАНИЕ

Предварительное прессование мезги перед экстракцией и его цель Форпрессование масличных семян позволяет с помощью мяг­кой тепловой обработки мятки и небольшого давления снять до 85% масла без применения растворителя и с …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.