一種萜烯樹脂的蒸餾除雜方法
2023-04-28 01:24:31 2
一種萜烯樹脂的蒸餾除雜方法
【專利摘要】本發明公開了一種萜烯樹脂的蒸餾除雜方法，本發明主要是在現有的技術方案的基礎上進行進一步改進，通過階梯式投料和加熱的方法，將導熱油加熱改為蒸汽加熱，在蒸餾過程中抽真空，將半成品萜烯樹脂溶液中的單體、低聚物和溶劑蒸出，該除雜方法能夠減少設備投入，提高產品的產率，降低事故損失，提高溫度控制精度和產品的軟化點控制精度，解決了現有的萜烯樹脂在蒸餾去除單體和溶劑的過程中，溫度控制不精確、產品沒有充分回收、產品質量難以控制等問題。
【專利說明】一種萜烯樹脂的蒸餾除雜方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於食品添加劑加工領域，具體涉及一種萜烯樹脂的蒸餾除雜方法。
【背景技術】
[0002]工業上以甲苯或者二甲苯為溶劑、以松節油或塔爾油中的α-菔烯、β_菔烯等為聚合單體，低溫狀態下在反應釜裡進行陽離子聚合反應得到萜烯樹脂甲苯溶液，經過高溫蒸餾除去溶劑甲苯、未聚合的反應單體及低分子量的聚合物，經冷卻得到固體的萜烯樹脂產品，可用作食品添加劑，主要用於膠姆糖中膠基物質及其配料。
[0003]現有的設備及技術是松節油與溶劑甲苯經聚合反應後得到的萜烯樹脂溶液，經過蒸餾時需要大量的熱能來去除溶劑甲苯、殘留物(未聚合的反應單體及低聚物)，根據之前的工藝技術，蒸餾釜內加熱到230°C，去除萜烯樹脂中的溶劑及殘留物，萜烯樹脂溶液在蒸餾前的溫度是常溫，加熱到230°C需要5個小時，加熱介質為導熱油，通過鍋爐加熱輸送至蒸餾釜內的盤管中加熱萜烯樹脂。
[0004]此技術參數存在如下缺點:
目前市場上食品添加劑萜烯樹脂型號主要為軟化點105 °C產品，軟化點範圍為102-108°C。經研究表明，該範圍的萜烯樹脂分子量介於816-1088之間。採用蒸餾溫度為230°C的老式工藝生產時，由於蒸餾溫度太高，分子量900以下的低聚物全部同溶劑、單體一起被分離出來，最後得到的產品比例約為70%，產品得率低。分離出來的分子量900以下的低聚物最後做為化工原料處理給下遊工廠，未充分利用其價值。
[0005]蒸餾過程加熱介質為導熱油，通過高溫導熱油在蒸餾鍋內盤管中循環進行加熱，循環壓力高，溫度高，洩漏到鍋內的風險較高，有較大的食品安全隱患，若發生盤管破損導致導熱油洩露，導熱油會與萜烯樹脂溶液互溶，難以分離，整個蒸餾鍋中的產品都會受到汙染，直接作廢，造成損失嚴重。
[0006]加熱過程難以控制溫度，由於導熱油的升溫降溫都需要一個過程，而要生產不同軟化點標準的產品需要精確控制蒸餾的溫度參數，現有的技術只能靠最後的樣品檢驗來確定是否符合標準，再次返工率較高，對生產效率和生產耗能成本方面造成很大影響。
[0007]蒸餾加熱的溫度高，熱量耗損大，鍋爐消耗燃料油、電能多，成本高，燃料油消耗大所帶來的廢物處理成本也較高。
[0008]申請號為「CN200910027403.4」的中國專利中，公開了名稱為「一種萜烯樹脂中殘留單體和溶劑的去除方法」的發明專利，該公布的一種萜烯樹脂中殘留單體和溶劑的去除方法，以工業品萜烯樹脂為原料，經樹脂熔解、水蒸氣吹除、氮氣深度吹除和真空脫氣處理後得到殘餘單體和溶劑總量小於25X10'符合食品級要求的萜烯樹脂；該雜質去除方法工藝步驟較為簡單，無法控制生產某一軟化點標準的產品；使用電熱碗加熱易導致物料受熱不勻，一次性加料，物料升溫過快容易發生衝料現象；蒸餾溫度較高，產品得率較低；該方法雖然有用到真空裝置排出氣體，但在蒸餾過程中並沒有加以利用，蒸餾效率較低。
【發明內容】
[0009]針對上述存在的技術問題，本發明公開了一種萜烯樹脂的蒸餾除雜方法，以解決現有的萜烯樹脂在蒸餾去除單體和溶劑的過程中，溫度控制不精確、產品沒有充分回收、產品質量難以控制等問題，設計了一種萜烯樹脂的蒸餾除雜方法，該除雜方法能夠減少設備投入，提高產品的產率，降低事故損失，提高溫度控制精度和產品的軟化點控制精度。
[0010]一種萜烯樹脂的蒸餾除雜方法，其主要步驟包括:
步驟一:向蒸餾鍋內投入2立方米待蒸餾的萜烯樹脂溶液，緩慢開啟盤管蒸汽控制閥，通過蒸汽盤管加熱升溫至130 V ；
步驟二:繼續向鍋內投入第3個立方米萜烯樹脂溶液，加大蒸汽盤管通氣速度，升溫至140。。；
步驟三:向鍋內投入第4個立方米萜烯樹脂溶液，加大蒸汽盤管通氣速度，繼續升溫至160°C，並在萜烯樹脂溶液中通入活汽蒸汽，調節流量至0.05立方米/秒，使鍋內萜烯樹脂溶液翻滾加熱；
步驟四:向鍋內投入第5個立方米萜烯樹脂溶液，投完後加大活汽蒸汽流量至0.06立方米/秒，加大蒸汽盤管通氣速度，升溫至170°C ；
步驟五:保持活汽蒸汽流量不變，然後抽真空降低蒸餾鍋內氣壓，保持蒸餾鍋中真空度(-0.08MP a，調節蒸汽盤管通氣速度，使鍋內溫度緩慢升至185°C，持續時間20-30分鐘；步驟六:加大活汽蒸汽流量至0.075立方米/秒，調節盤管蒸汽控制閥，使鍋內溫度維持在185°C不變，持續一個小時；
步驟七:蒸餾完成後，停止通入活汽蒸汽，關閉真空設備，往蒸餾鍋內加氮氣，使蒸餾鍋內壓力達到常壓；
步驟八:取樣檢測軟化點，開啟放料閥，進行下步壓料操作。
[0011]作為一種優選方式，步驟五中，通蒸汽的持續時間優選為20分鐘。
[0012]作為一種優選方式，步驟五中，通蒸汽的持續時間優選為25分鐘。
[0013]作為一種優選方式，步驟五中，通蒸汽的持續時間優選為30分鐘。
[0014]作為一種優選方式，步驟八中，取樣檢測軟化點，如蒸餾軟化點< 103°C，繼續抽真空、衝蒸至蒸餾軟化點位於103— 107°C之間，進行壓料；如蒸餾軟化點位於107 — 113°C之間，繼續抽真空、衝蒸至蒸餾軟化點位於113 — 117°C之間，進行壓料；如蒸餾軟化點位於117— 123 °C之間，繼續抽真空、衝蒸至蒸餾軟化點位於123— 127 °C之間，進行壓料。
[0015]作為一種優選方式，記錄溫度的方式為雙金屬溫度計和鉬熱電阻數顯溫度計測量，上述操作過程控制的溫度值以鉬熱電阻數顯溫度計測的溫度值為準，雙金屬溫度計為輔助參考。
[0016]本發明優點在於:
(1)降低了蒸餾溫度，採用真空裝置輔助蒸餾，使得符合產品標準的萜烯樹脂能夠保留在蒸餾鍋中，提高了產品的得率；(2)採用該方法節省了能源輸出，減少了後續廢物的處理成本；(3)通過一邊加料一邊加熱的方式，保證了受熱的均勻性和蒸餾鍋內物料的穩定性，防止衝料的發生；(4)提高溫度的可控性，從而提高了產品標準的可控性，適合生產產品的精細度發展；(5)減少設備投入成本，充分利用現有設備。
【具體實施方式】
[0017]以下內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。
[0018]實施例一:
進行蒸餾操作之間先對蒸餾釜進行開水洗滌，檢查現有設備是否正常運行，包括進料泵及泵的進出閥門、蒸餾鍋鍋體系統、進料閥門、放料閥門、蒸汽系統、真空系統、儀表(溫度表、真空壓力表、數顯儀表、時鐘)，確認高位原料槽有足夠的萜烯樹脂溶液，然後進行以下步驟；
步驟一:打開進料泵進出閥門，打開高位計量槽的進料閥，向蒸餾鍋內投入2立方米萜烯樹脂溶液，開啟蒸汽總閥，緩慢開啟盤管蒸汽控制閥，通過蒸汽盤管加熱升溫至130 V ；步驟二:繼續向鍋內投入第3個立方米萜烯樹脂溶液，通過盤管蒸汽控制閥加大蒸汽盤管通氣速度，升溫至140°C ；
步驟三:向鍋內投入第4個立方米萜烯樹脂溶液，加大蒸汽盤管通氣速度，繼續升溫至160°C，並開啟活汽蒸汽控制閥，在萜烯樹脂溶液中通入活汽蒸汽，調節流量至0.05立方米/秒，使鍋內萜烯樹脂溶液翻滾加熱；
步驟四:向鍋內投入第5個立方米萜烯樹脂溶液，投完後再加大活汽蒸汽流量至0.06立方米/秒，加大蒸汽盤管通氣速度，升溫至170°C ；
步驟五:保持活汽蒸汽流量不變，然後開啟水噴射式真空機抽真空降低蒸餾鍋內氣壓，保持蒸餾鍋中真空度彡-0.08MP a，調節蒸汽盤管控制閥，使鍋內溫度緩慢升至185°C，持續時間20分鐘；
步驟六:加大活汽蒸汽流量至0.075立方米/秒，調節盤管蒸汽控制閥，使鍋內溫度維持在185°C不變，持續一個小時；
步驟七:蒸餾完成後，關閉活汽蒸汽閥，關閉真空閥，關閉水噴射式真空機，通過氮氣閥往蒸餾鍋內加氮氣，使蒸餾鍋內壓力達到常壓；
步驟八:打開釜底放料閥，取樣檢測軟化點，如蒸餾軟化點< 103°C，繼續抽真空、衝蒸至蒸餾軟化點位於103— 107°C之間，開啟放料閥，進行壓料；蒸餾軟化點在103— 107°C之間，開啟放料閥，進行壓料；
實施例二:
進行蒸餾操作之間先對蒸餾釜進行開水洗滌，檢查現有設備是否正常運行，包括進料泵及泵的進出閥門、蒸餾鍋鍋體系統、進料閥門、放料閥門、蒸汽系統、真空系統、儀表(溫度表、真空壓力表、數顯儀表、時鐘)，確認高位原料槽有足夠的萜烯樹脂溶液，然後進行以下步驟；
步驟一:打開進料泵進出閥門，打開高位計量槽的進料閥，向蒸餾鍋內投入2立方米萜烯樹脂溶液，開啟蒸汽總閥，緩慢開啟盤管蒸汽控制閥，通過蒸汽盤管加熱升溫至130 V ；步驟二:繼續向鍋內投入第3個立方米萜烯樹脂溶液，通過盤管蒸汽控制閥加大蒸汽盤管通氣速度，升溫至140°C ；
步驟三:向鍋內投入第4個立方米萜烯樹脂溶液，加大蒸汽盤管通氣速度，繼續升溫至160°C，並開啟活汽蒸汽控制閥，在萜烯樹脂溶液中通入活汽蒸汽，調節流量至0.05立方米/秒，使鍋內萜烯樹脂溶液翻滾加熱；
步驟四:向鍋內投入第5個立方米萜烯樹脂溶液，投完後再加大活汽蒸汽流量至0.06立方米/秒，加大蒸汽盤管通氣速度，升溫至170°C ；
步驟五:保持活汽蒸汽流量不變，然後開啟水噴射式真空機抽真空降低蒸餾鍋內氣壓，保持蒸餾鍋中真空度< -0.08MP a，調節蒸汽盤管控制閥，使鍋內溫度緩慢升至185°C，持續時間25分鐘；
步驟六:加大活汽蒸汽流量至0.075立方米/秒，調節盤管蒸汽控制閥，使鍋內溫度維持在185°C不變，持續一個小時；
步驟七:蒸餾完成後，關閉活汽蒸汽閥，關閉真空閥，關閉水噴射式真空機，通過氮氣閥往蒸餾鍋內加氮氣，使蒸餾鍋內壓力達到常壓；
步驟八:打開釜底放料閥，取樣檢測軟化點，如蒸餾軟化點位於107 — 113°C之間，繼續抽真空、衝蒸至蒸餾軟化點位於113 — 117°C之間，開啟放料閥，進行壓料；如蒸餾軟化點在113 — 117°C之間，開啟放料閥，進行壓料；
實施例三:
進行蒸餾操作之間先對蒸餾釜進行開水洗滌，檢查現有設備是否正常運行，包括進料泵及泵的進出閥門、蒸餾鍋鍋體系統、進料閥門、放料閥門、蒸汽系統、真空系統、儀表(溫度表、真空壓力表、數顯儀表、時鐘)，確認高位原料槽有足夠的萜烯樹脂溶液，然後進行以下步驟；
步驟一:打開進料泵進出閥門，打開高位計量槽的進料閥，向蒸餾鍋內投入2立方米萜烯樹脂溶液，開啟蒸汽總閥，緩慢開啟盤管蒸汽控制閥，通過蒸汽盤管加熱升溫至130 V ；步驟二:繼續向鍋內投入第3個立方米萜烯樹脂溶液，通過盤管蒸汽控制閥加大蒸汽盤管通氣速度，升溫至140°C ；
步驟三:向鍋內投入第4個立方米萜烯樹脂溶液，加大蒸汽盤管通氣速度，繼續升溫至160°C，並開啟活汽蒸汽控制閥，在萜烯樹脂溶液中通入活汽蒸汽，調節流量至0.05立方米/秒，使鍋內萜烯樹脂溶液翻滾加熱；
步驟四:向鍋內投入第5個立方米萜烯樹脂溶液，投完後再加大活汽蒸汽流量至0.06立方米/秒，加大蒸汽盤管通氣速度，升溫至170°C ；
步驟五:保持活汽蒸汽流量不變，然後開啟水噴射式真空機抽真空降低蒸餾鍋內氣壓，保持蒸餾鍋中真空度彡-0.08MP a，調節蒸汽盤管控制閥，使鍋內溫度緩慢升至185°C，持續時間30分鐘；
步驟六:加大活汽蒸汽流量至0.075立方米/秒，調節盤管蒸汽控制閥，使鍋內溫度維持在185°C不變，持續一個小時；
步驟七:蒸餾完成後，關閉活汽蒸汽閥，關閉真空閥，關閉水噴射式真空機，通過氮氣閥往蒸餾鍋內加氮氣，使蒸餾鍋內壓力達到常壓；
步驟八:打開釜底放料閥，取樣檢測軟化點，如蒸餾軟化點位於117 — 123°C之間，繼續抽真空、衝蒸至蒸餾軟化點位於123— 127°C之間，開啟放料閥，進行壓料；如蒸餾軟化點在123— 127 °C之間，開啟放料閥，進行壓料；
通過以上描述可知，本發明相較於現有技術的優點在於: 本萜烯樹脂的蒸餾除雜方法通過降低蒸餾的溫度，同時使用真空設備來降低蒸餾鍋內的氣壓，保證了低分子的吹除效率，並使得分子量處於650-900之間的萜烯樹脂也得以保留在蒸餾鍋中，成為合格的萜烯樹脂成品，使產品得率達到80%以上，與現有技術相比，總體提高6個百分點，提高原材料的利用效率，產生極大的生產效益，同時該蒸餾溫度和真空度下，甲苯和單體、更低分子量的低聚物均能夠從鍋內蒸出，使產品甲苯殘留和單體殘留分別控制在60ppm和250ppm以內，達到食品級標準要求；同時該工藝節省了燃料能源消耗和燃燒產生的廢物處理費，每噸成品食品添加劑萜烯樹脂產品的燃料油消耗由原來的195.6公斤降至174.6公斤，燃燒產生的廢物處理費用由95元降至86元。
[0019]採用階梯式的加料和加熱方式，同時使用活汽蒸汽對物料進行吹除，使得蒸餾過程比較平緩，防止衝料的發生，也可以防止加熱過快導致的受熱不均，從而導致的一些高分子職烯樹脂的流失。
[0020]通過用蒸汽加熱替換導熱油加熱，提高了溫度的可控性，使用蒸汽只需調節蒸汽的進氣量就可以控制加熱溫度，比較方便快捷，可以保持物料溫度處於可控的範圍之內，對於最終產品的軟化點控制也比較到位，導熱油對於加熱溫度的控制則不夠敏感；通過蒸汽加熱還能夠提高生產的安全性，因為加熱盤管長期處於升溫降溫的過程中，蒸餾鍋使用時間過長，加熱盤管容易發生老化，一旦發生加熱介質洩露，由於導熱油與萜烯樹脂是互溶的，對整個蒸餾鍋的物料都會產生汙染，而且難以清除，造成損失嚴重，而蒸汽與萜烯樹脂是不溶的，本身也不帶任何毒性，通過加熱很快便能清除，對產品不造成影響，所以該方法能減小導熱介質的洩露造成的損失，更加適用於食品級萜烯樹脂的蒸餾。
[0021]原本用來活汽衝除雜質的蒸汽，同時用來加熱物料，只需增加相應管道，即可實現了一物兩用，省去了導熱油加熱冷卻設備的資金投入，節省生產設備投入成本，也擴大了廠房操作空間。
[0022]基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
【權利要求】
1.一種萜烯樹脂的蒸餾除雜方法，其特徵在於，其主要步驟包括: 步驟一:向蒸餾鍋內投入2立方米待蒸餾的萜烯樹脂溶液，緩慢開啟盤管蒸汽控制閥，通過蒸汽盤管加熱升溫至130 V ； 步驟二:繼續向鍋內投入第3個立方米萜烯樹脂溶液，加大蒸汽盤管通氣速度，升溫至140。。； 步驟三:向鍋內投入第4個立方米萜烯樹脂溶液，加大蒸汽盤管通氣速度，繼續升溫至160°C，並在萜烯樹脂溶液中通入活汽蒸汽，調節流量至0.05立方米/秒，使鍋內萜烯樹脂溶液翻滾加熱； 步驟四:向鍋內投入第5個立方米萜烯樹脂溶液，投完後加大活汽蒸汽流量至0.06立方米/秒，加大蒸汽盤管通氣速度，升溫至170°C ； 步驟五:保持活汽蒸汽流量不變，然後抽真空降低蒸餾鍋內氣壓，保持蒸餾鍋中真空度(-0.08MP a，調節蒸汽盤管通氣速度，使鍋內溫度緩慢升至185°C，持續時間20-30分鐘； 步驟六:加大活汽蒸汽流量至0.075立方米/秒，調節盤管蒸汽控制閥，使鍋內溫度維持在185°C不變，持續一個小時； 步驟七:蒸餾完成後，停止通入活汽蒸汽，關閉真空設備，往蒸餾鍋內加氮氣，使蒸餾鍋內壓力達到常壓； 步驟八:取樣檢測軟化點，開啟放料閥，進行下步壓料操作。
2.根據權利要求1中所述的一種萜烯樹脂的蒸餾除雜方法，其特徵在於，步驟五中，通蒸汽的持續時間優選為20分鐘。
3.根據權利要求1中所述的一種萜烯樹脂的蒸餾除雜方法，其特徵在於，步驟五中，通蒸汽的持續時間優選為25分鐘。
4.根據權利要求1中所述的一種萜烯樹脂的蒸餾除雜方法，其特徵在於，步驟五中，通蒸汽的持續時間優選為30分鐘。
5.根據權利要求1中所述的一種萜烯樹脂的蒸餾除雜方法，其特徵在於，步驟八中，取樣檢測軟化點，如蒸餾軟化點< 103°C，繼續抽真空、衝蒸至蒸餾軟化點位於103—107 °C之間，進行壓料；如蒸餾軟化點位於107 — 113°C之間，繼續抽真空、衝蒸至蒸餾軟化點位於113 — 117°C之間，進行壓料；如蒸餾軟化點位於117 — 123°C之間，繼續抽真空、衝蒸至蒸餾軟化點位於123— 127°C之間，進行壓料。
6.根據權利要求1中所述的一種萜烯樹脂的蒸餾除雜方法，其特徵在於，記錄溫度的方式為雙金屬溫度計和鉬熱電阻數顯溫度計測量，上述操作過程控制的溫度值以鉬熱電阻數顯溫度計測的溫度值為準，雙金屬溫度計為輔助參考。
【文檔編號】C08F6/10GK104311709SQ201410530135
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月10日 優先權日:2014年10月10日
【發明者】張乃銀, 肖珍仔, 杜光全, 張沃瑞 申請人:羅定市星光化工有限公司