混合油蒸发工艺和设备结构分析

浸出制油工厂的混合油蒸发是一种化工单元操作，它是利用油脂沸点高几乎不易挥发，而溶剂的沸点低、易于挥发的特性，通过加热溶剂大部分汽化蒸发，从而使混合油中油脂的浓度提高的生产工艺。
1.蒸发原理：
溶剂与油脂沸点差异较大，通过加热使溶剂汽化分离。
正己烷沸点：68.74℃/101kPa；
大豆油沸点：>250 ℃
上世纪的大部分油厂混合油的蒸发在常压下进行，操作温度高，油易在管壁结垢。现代油厂的混合油蒸发在真空的条件下进行，混合油（溶剂和油脂的混合物）在低于常压的温度下开始沸腾（蒸发温度降低），进一步增加加热蒸汽与混合油之间的温差，从而达到减少设备加热面积与利用低压蒸汽的可能，大幅度的降低能量消耗（相比于常压），同时，由于混合物沸点的降低能够防止不良的副反应，达到明显提升油品质量的目的，因此这些年来，负压蒸发在全世界得到广泛的应用。
2.蒸发工艺
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全负压蒸发工艺是指第一蒸发器、第二蒸发器和汽提全部在负压状态进行。浓度通常为25-30%的混合油，经第一蒸发器蒸发后，混合油浓度达到70-75%，出口温度55-60℃；经第二蒸发器蒸发后，达到90-95%；而从汽提塔出来的混合油就基本无溶剂味了。第一蒸发器和第二蒸发器共用一个冷凝系统，真空度在450mbar左右。
3.蒸发设备的结构和使用
油脂工厂的蒸发器通常为长管式蒸发器，混合油从上部进入的为降膜式、闪发箱在底部；混合油从蒸发器下部进入的为升膜式、闪发箱在上部。
3.1蒸发设备结构
• 分配室：混合油分配到蒸发室列管。
• 加热室：壳程，通间接蒸汽加热。
• 蒸发室：管程，混合油溶剂吸热沸腾，产生高速气流，向上推动混合油形成升膜。
• 汇集室：汇集各列管混合油气液混合物送入闪发室。
• 闪发室（箱）：溶剂与混合油分离。
• 第一、第二长管蒸发器的结构基本相同
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3.2 升膜蒸发
升膜式蒸发器其加热室由多根垂直长管组成，通常加热管直径为25~50mm，管长与管径之比为100~150。混合油由蒸发器的底部进入，加热蒸汽在管外冷凝。当混合油中溶剂受热沸腾后迅速汽化，所生成的二次蒸汽在管内高速上升，带动混合油沿管内壁成膜状向上流动，上升的液膜因受热而继续蒸发。故混合油自蒸发器底部上升至顶部的过程中逐渐被蒸浓，浓混合油进入分离室与二次蒸汽分离后由分离器（闪发箱）底部排出。常压下加热管出口处的二次蒸汽速度不应小于10m/s，一般为20~50m/s，减压操作时，有时可达100~160m/s或更高。
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• 现代油脂工厂的混合油进入第一蒸发器后，在管内被来自DTDC二次蒸汽及抽真空蒸汽快速加热沸腾，溶剂汽化蒸发，体积膨胀，生成高速气流，挤推并夹带混合油沿管壁螺旋上升，形成薄膜状升膜，具有更高加热效果，蒸发加快。
• 随着混合油沿管壁不断上升，温度不断升高，更多溶剂气化，形成更多的溶剂蒸汽，体积扩大，在管壁内部溶剂无空间蒸发，气液流速增加（速度20m/s）。
• 低浓度的混合油易形成升膜蒸发，高浓度时难以形成升膜现象，一般浓度85-95%时，不易发生升膜。（高浓度混合油易导致液泛）
•升温升压后汇集的混合油和高速气流以喷射状进入闪发器。瞬间，由于空间体积突然增大，致使高压溶剂蒸汽迅速膨胀、大量挥发，从而将夹带上来的混合油液滴喷成雾状，使液滴中溶剂进一步被蒸发出，实现溶剂气体与混合油分离。
•油沿切线方向喷进，液体在离心力作用下被闪发室壁收集从下出口流出， 轻的溶剂气体，形成高速旋转中心从上部排气口排出，进入冷凝器。
•闪发箱上部有档板，防止大量蒸发过程夹带的油滴进入冷凝器。
4.蒸发热源
4.1.第一蒸发器热源：
• 蒸脱机（DT、DTDC）二次蒸汽，蒸发、汽提抽真空蒸汽，汽提塔二次蒸汽，间接蒸汽、捕集器和蒸煮罐的加热蒸汽等。 
•利用浸出车间的二次蒸汽加热，降低汽耗。
4.2. 第二蒸发器热源：
• 间接蒸汽，高压冷凝水闪蒸蒸汽。
以上对升膜式蒸发器进行了详细的介绍，在少数的混合油蒸发工艺中采用的是降膜式蒸发器，降膜式蒸发器与升膜蒸发器的区别在于混合油从蒸发器的上封头进入，混合油在自身的重力作用下沿着列管内壁滤膜状向下流动，并被蒸发浓缩，汽液混合物由加热管底部进入分离室，经气液分离后，完成液由分离器的底部排出。

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我们熟悉的Desmet工艺，第一和二蒸发器均采用升膜式蒸发工艺，而德国鲁奇公司的第一蒸发器是降膜式，第二蒸发器却是升膜式。至于分离的效果，据生产实践来看，两种形式的效果相差不大。