+7 (495) 640-44-25

+7 (495) 946-69-65

+7 (495) 669-88-43

 

Удаление катализатора из масла при гидрогенизации

УДАЛЕНИЕ  КАТАЛИЗАТОРА ИЗ ГИДРОГЕНИРОВАННЫХ МАСЕЛ И ЖИРОВ

В настоящей статье мы вкратце опишем особенности фильтрации гидрогенированных масел и жиров.

Какой бы способ гидрогенизации не использовался, он предполагает добавление катализатора для создания реакции масла с водородом. По окончании реакции этот катализатор нужно удалить из масла для остановки реакции и получения чистого масла.

Основными видами фильтрационных систем являются:

  • Фильтрация масла с использованием одного питающего бака, катализатор используется только один раз (не регенерируется). Используются напорный листовой или Крикет фильтры, осадок удаляется в сухом виде.
  • Фильтрация масла с использованием нескольких питающих баков, на напорном листовом или Крикет-фильтре, до-фильтрование остатков на небольшом крикет-фильтре и удаление осадка в сухом виде, катализатор также не используется повторно.
  • Комбинированная система с возможностью выгрузки осадка в виде жидкой или полужидкой суспензии и повторного использования катализатора без риска его дезактивации при контакте с воздухом и необходимости его транспортировки.
  • Контрольная фильтрация или дополнительная отбелка гидрогенированных/ переэтерифицированных масел и жиров на пластинчатых или крикет-фильтрах.
  • Полировочная и контрольная фильтрация с использованием рукавных и картриджных фильтров или небольших крикет-фильтров.

Таким образом, на выбор типа фильтра влияют:

  • тип и количество используемого катализатора,
  • используется ли катализатор один раз или повторно.
  • используется ли один или несколько питающих баков.

Используемые типы фильтров/сепараторов

А. Центрифуги

Применение ограничено, так как могут использоваться для удаления лишь основной массы катилизатора после чего требуется дальнейшая фильтрация. Вес катализатора под действием центробежных сил приводит к механическим поломкам и наличию мелких частиц в фильтрате. Механический износ центрифуг также служит поводом для поиска более приемлемого решения. К достоинствам центрифуг можно отнести непрерывный процесс, в отличие от периодического процесса при использовании фильтров

В. Рамные фильтры или фильтр-прессы

Исторически присутствуют на каждом маслоперерабатывающем заводе. К слабым метам относятся занимаемое место, объем ручного труда для обслуживания, производительность и остаточный никель в фильтрате. Фильтры постепенно вытесняются современными моделями.

С. Напорные пластинчатые фильтры

Фильтры этого типа выпускаются как вертикального, так и горизонтального типа. Процесс фильтрации протекает в герметичном корпусе на пластинах с металлическими сетками. Для фильтрации, как правило, требуется создание намывного слоя, однако качество фильтрата при этом отвечает высоким требованиям.

D. Крикет-фильтры

Фильтр относится к патронным фильтрам с обратной продувкой/промывкой. Фильтрация идет в герметичном корпусе через несколько стальных фильтр-элементов с тканевыми фильтровальными рукавами. Плотность ткани этих рукавов делает возможной фильтрацию без намывного слоя или с очень небольшим количеством добавок (если количество катализатора очень мало). Фильтр с успехом используется для удаления катализатора в виде жидкой суспензии в случае, если требуется его повторное использование.

Так же, как и фильтрация на других стадиях, фильтрация гидрогенизированного масла осуществляется через намывной слой. Это означает, что в процессе рециркуляции, содержащиеся в масле нерастворимые примеси образуют слой, через который в дальнейшем и осуществляется фильтрация. Иногда для создания намывного слоя используют отдельные добавки, также, для улучшения фильтруемости продукта или  продления цикла, в масло в ходе фильтрации добавляется вспомогательный порошок.

Главными задачами при фильтрации через намывной слой являются:

  • сделать фильтровальный слой достаточно плотным для задержания всех частиц из фильтруемой жидкости;
  • сделать фильтровальный слой достаточно пористым для задержания максимального количества частиц до полной блокировки этого слоя. При блокировке фильтровального слоя необходима регенерация, что означает прерывание цикла фильтрации и остановку потока.

Очевидно, что если частицы будут мельче, чем поры в слое, они не будут задерживаться, однако большой выбор фильтровальных добавок позволяет создать слой для задержания любых частиц.

В отличие от фильтрации прессового или отбеленного масла фильтрация гидрогенизированного масла может потребовать отдельного порошка для намывки и даже иногда добавок в процессе фильтрации. Нужно ли использовать такие добавки и их количество зависит от типа и количества катализатора, используется ли свежий или восстановленный катализатор, а также от выбранного типа фильтра (напорный пластинчатый или Крикет фильтр).

В пластинчатом фильтре для создания стабильного намывного слоя требуется некое минимальное количество нерастворимых примесей – от 0,5 до 1 кг на 1м2 фильтровальной площади. В качестве добавок могут выступать кизельгур, перлит или целлюлоза.

В системах с Крикет-фильтром можно обойтись совсем без добавок или с гораздо меньшим их количеством, так как фильтровальные рукава сделаны из гораздо более плотной ткани, чем металлическая сетка PZ80S используемая для этого в пластинчатых фильтрах.

Сушка фильтровального коржа (при выгрузке осадка в сухом виде).

На большинстве заводов используется катализатор на носителе, количество его зависит от качества масла, типа используемого катализатора и конструкции гидрогенизатора. В общем количество колеблется между 0,1 и 1% весовых. В пластинчатых фильтрах необходимо отфильтровать как можно больше партий масла до выгрузки осадка, так как для полного сброса коржа с пластин необходима определенная толщина и вес этого коржа. В Крикет-фильтрах сброс осадка может производиться после каждой партии, так как выгрузка сухого осадка или суспензии замечательно происходит даже при минимальном их количестве. В то время как пластинчатый фильтр лучше работает с намывным слоем, Крикет-фильтр достигает результата без фильтровальных добавок.

Поскольку никель-катализатор самовоспламеняется, постоянно необходимо избегать его контакта с кислородом. Катализатор боится не только контакта с воздухом и водой, контакт с кислородом может вызвать воспламенение внутри корпуса. Такое воспламенение практически всегда повреждает фильтровальные элементы и является бедствием для завода. Поэтому, для сушки коржа мы рекомендуем применять пар или азот (горячий или холодный). Использование пара тоже имеет недостатки, так как влага и конденсат могут негативно повлиять на процесс. На большинстве заводов используется азот в количестве 0,1-0,15 м32/мин, сушка производится в течении 20-30 минут максимум. Использование горячего азота при 60-800С уменьшает остаточное содержание масла в корже.

Полировочная и контрольная фильтрация

Для данной цели обычно используются рукавные фильтры со сменными элементами из фетра, из фетра с поверхностной мембраной или многослойными.

Также используются картриджные фильтры с витыми, спеченными, гофрированными или мембранными сменными элементами.

На некоторых заводах используются оба типа фильтров, при этом картриджный фильтр ставится последним для контрольной фильтрации. В большинстве случаев удаляются частицы размером 1-10 микрон.

Другим типом фильтров, используемых для полировочной фильтрации, является небольшой Крикет-фильтр.  Областью применения является фильтрация с выгрузкой жидкой. полужидкой суспензии после основных фильтров. Ткань фильтровальных рукавов имеет достаточно плотную структуру для достижения оптимальных результатов при очень коротком цикле намывки. В случае применения рукавов с мембранным поверхностным слоем полировочная фильтрация может идти вообще без намывки.

ИТОГИ

Подход к процессу гидрогенизации в последнее время меняется из-за общей обеспокоенности транс-элементами и их влиянием на здоровье.  Используется все больше фракционированных продуктов и переэтерификация становится все более популярной. Для этого предварительно требуется провести гидрогенизацию.

Пластинчатые и Крикет-фильтры стали стандартным оборудованием на большинстве заводов, поскольку позволяют избежать контакта с кислородом как катализатора, так и гидрогенированного масла.

Пластинчатые и Крикет-фильтры позволяют использовать катализатор повторно или однократно в том же фильтре. Фильтры могут быть полностью автоматизированы и занимают очень мало места по сравнению с пресс-фильтрами. До-фильтрование остатков на маленьких Крикет-фильтрах позволяет фильтровать целиком всю партию масла за один раз.

Мы попытались суммировать все достоинства пластинчатых и крикет-фильтров для фильтрации гидрогенированного масла. Тема однако далеко не исчерпана, и мы рекомендуем связаться с нашими инженерами в Московском офисе или Вашей проектной организацией.

назад