羅茨水環真空機組用于米糠油物理精煉,運轉功率小,維護費用低,安裝靈活方便,降低了生產成本,取得了良好的經濟效益。生產出的成品油,達到國標四級精煉米糠油要求。此機組適合在小規模物理精煉生產線中應用。

　　物理精煉要求真空絕壓小于等于200 Pa,因此在油脂生產中,水環式真空泵、汽水串聯真空泵都不能滿足要求,一般選用水蒸汽噴射真空泵。但水蒸汽噴射真空泵運行成本高,需配套大中型的蒸汽鍋爐,不適用于一些小型油廠。羅茨式真空泵廣泛地應用于化工行業的真空蒸餾、真空蒸發、脫水結晶中,在油脂行業應用較少。我們配備羅茨水環真空機組于江蘇某公司15 t/d米糠油物理精煉脫酸生產線中,降低了生產成本,生產出了合格的新國標四級精煉米糠油。此機組適合在小規模物理精煉生產線中應用。

1、羅茨水環真空機組的類型、結構與工作原理

　　羅茨式真空泵(簡稱羅茨泵)是一種無內壓縮的旋轉變容式真空泵。它是利用兩個8字形轉子在泵殼中旋轉而產生吸氣和排氣作用。它不能單獨地把氣體直接排到大氣中去,需要和前級真空泵串聯使用。被抽氣體是通過前級真空泵被排到大氣中。工作時,被抽氣體由進氣口進入轉子與泵體之間,這時一個轉子和泵體把氣體與進氣口隔開,被隔開的氣體(如圖1上影線部分所示) ,在轉子連續不斷地旋轉過程中,被送到排氣口。

圖1　羅茨式真空泵的工作順序位置

1.1、羅茨水環真空機組類型

　　(1)羅茨泵- 水環泵。機組中水環泵的作用是造成羅茨泵所需的預備真空,一般情況,單級水環泵極限真空度不高,而目前我國生產的羅茨泵要求的預真空又較高,故實際上一般不用單級水環泵作為羅茨泵的前級泵,而用極限壓力較低的雙級水環泵作為前級泵使用,還可以降低機組的極限壓力。1臺羅茨泵與1臺水環泵的極限壓力是400 Pa,可滿足一般的真空需求,但在物理精煉工藝中受到一定限制,若用兩臺羅茨泵串聯再與水環泵組合(見圖2 ) , 就能大大提高機組的極限壓力(可達25 Pa) 。

圖2　羅茨泵- 羅茨泵- 水環泵真空機組　　圖3　羅茨泵- 水環泵并聯機械真空泵真空機組

　　(2)如果三級羅茨水環機組還不能滿足極限壓力時,可采用羅茨泵- 水環泵并聯機械真空泵(見圖3) 。此機組主要用于需要處理大量水蒸汽,時間長且極限真空度要求非常高的抽真空系統,例如在真空干燥方面。

　　羅茨水環真空機組由于采用水環泵作為前級泵,因而特別適用于抽除含有大量水蒸汽和帶有一定腐蝕性、可凝性的脂肪酸氣體的物理精煉工藝過程中。根據物理精煉的技術要求及羅茨水環真空機組的性能參數,實際生產中我們選用兩臺羅茨泵串聯后再用雙級泵作前級泵組成機組(見圖4)應用于米糠油物理精煉脫酸工藝。

1.2、羅茨水環真空機組工作原理

　　以羅茨泵為主泵,以水環泵為前級泵串聯而成。羅茨水環真空機組選用水環泵作為前級泵比其他真空泵更為有利,它克服了單臺水環泵使用時極限壓力差(機組的極限壓力比水環泵有很大提高) ,在一定壓力下抽氣速率低的缺點,同時保留了羅茨泵能迅速工作,有較大抽氣速率的優點,尤其適應于抽除大量可凝性混合脂肪酸蒸汽。

圖4　羅茨水環真空機組

羅茨水環真空機組的特點:

　　①機組中羅茨泵轉子與泵腔、轉子與轉子之間有一定的間隙,互不接觸,不需要用油潤滑;

　　②羅茨泵轉子具有良好的幾何對稱性,可以提高轉速,從而能夠制造出結構緊湊的大抽速泵來;

　　③機組工作時振動小,容積大;

　　④在羅茨泵腔內不發生像機械真空泵那樣的壓縮現象,因此它不需要排氣閥。也正因如此,可抽除可凝性的脂肪酸蒸汽;

　　⑤啟動快,能夠在短時間內達到極限真空,功率小,運轉維護費用低;

　　⑥羅茨泵在很寬的壓力范圍內(1～1 000 Pa)有很大的抽速,能迅速排出被蒸餾的氣體。

2、主要工藝參數

　　米糠脫色油進入脫酸塔,在殘壓為666.6 Pa的真空下通過盤管中的260～270 ℃導熱油進行保溫,同時通入直接蒸汽(壓力0.1 MPa、用量為油重的2%左右) ,進行水蒸汽蒸餾操作。整個脫酸系統的真空由羅茨水環真空機組產生。成品油及脂肪酸的質量指標檢測結果見表1。成品油質量均已達到國標四級精煉米糠油要求,脂肪酸酸值高,純度好,精煉損耗低。

表1　成品油及脂肪酸的質量指標檢測結果

　　在實際生產中,脫酸系統的真空度保持在75 Pa左右。在調試過程中發現,直接蒸汽對系統真空影響較大,直接蒸汽壓力忽高忽低使混合脂肪酸蒸汽的量起伏不定,對羅茨水環真空機組影響較大,此過程切勿將直接蒸汽開得過大,產生沖油現象,否則將暫時影響脫酸塔的真空度。

3、羅茨水環真空機組的性能

　　雖然羅茨水環真空機組僅適合于小規模油廠,但與水蒸汽噴射真空泵相比,羅茨水環真空機組工作時不需蒸汽,因而不用為其另配蒸汽鍋爐,適用于電能廉價但煤價較高的地區。

　　在安裝方面,一般水蒸汽噴射真空泵都采用高架泵,要求安裝高度為11 m,而羅茨水環真空機組安裝方便,可以根據工藝及廠房情況靈活定位,占地少。與15 t/d米糠油物理精煉生產線配備的真空機組,規格為1 350 ×900 ×2 110 mm,其結構簡單,工作可靠。另外,水蒸汽噴射真空泵噪音較大,布置在車間內影響生產及周圍環境,羅茨水環真空機組相對安靜,在車間的環保方面也優于水蒸汽噴射真空泵。羅茨水環真空機組的首次投資較水蒸汽噴射真空泵高,但在日后的生產中,其運轉功率小,維護費用低。

4、結束語

　　羅茨水環真空機組可用于小規模米糠油物理精煉脫酸。它安裝靈活,運轉功率小,維護費用低,生產出的成品油可達到國標四級精煉米糠油的要求,適用于小規模物理精煉生產線。