Введение к работе
Актуальность темы исследования
Жирные кислоты - ценные продукты, находящие применение в различных областях народного хозяйства. Одним из их источников являются отходы щелочной рафинации растительных масел, так называемые соапстоки, представляющие собой концентрированные водные растворы мыл и органических примесей.
Существующая технология выделения жирных кислот из соапстоков заключается в разложении мыл серной кислотой, отделении кислых сульфатных вод и промывке полученных жирных кислот. Сточные воды нейтрализуют содой и сбрасывают на открытые площадки или в общезаводскую канализацию.
Недостатками данной технологии являются повышенные, по сравнению с необходимыми для выделения жирных кислот, затраты серной кислоты и соды, а также загрязнение окружающей среды вредными веществами в виде сульфата натрия и водорастворимых органических примесей. Совершенствование процесса выделения сырых жирных кислот, основанное на результатах изучения механизма взаимодействия соапстока с серной кислотой, позволит уменьшить затраты сырья, решить вопросы рационального использования отходов, сократив тем самым загрязнение окружающей среды, что определяет актуальность настоящей работы.
Цель работы
Разработка технологии выделения сырых жирных кислот из отходов щелочной рафинации растительных масел, обеспечивающей экономию материальных ресурсов с одновременным уменьшением вредных выбросов в окружающую среду.
При достижении поставленной цели решены следующие задачи:
-
Изучены физико-химические характеристики соапстоков.
-
Исследованы закономерности взаимодействия мыльных растворов с серной кислотой.
-
Теоретически обоснована и апробирована возможность усовершенствования процесса выделения жирных кислот с использованием двухстадийного разложения и способа «кислые мыла». В качестве наиболее рационального выбрано двухстадийное разложение. Определены технологические параметры каждой из стадий.
-
Изучены физико-химические свойства отходов двухстадийного разложения и разработаны рекомендации по их утилизации.
-
Разработана принципиальная технологическая схема усовершенствованного способа выделения жирных кислот из соапстоков, обеспечивающего экономию реагентов и уменьшение количества вредных выбросов в окружающую среду.
С.Петербург
гообрк
6. Разработан временный технологический регламент двухстадийного выделения жирных кислот из соапстоков для Ургенчского масложиркомбината (СП «Узхимвект», Узбекистан), проведена опытно-промышленная апробация предлагаемой технологии.
Достоверность результатов
Достоверность полученных результатов базируется на достаточном объеме выполненных экспериментов и подтверждена совпадением теоретических и экспериментальных данных, результатами анализа полученных продуктов, статистической обработкой результатов, использованием различных взаимодополняющих методов исследования (гравиметрического, фотоколориметрического, электрохимического, газожидкостной хроматографии и др.), метрологическим обеспечением экспериментов.
Научная новизна работы состоит в том, что:
-
Изучены физико-химические закономерности взаимодействия соапстоков с серной кислотой. Установлено влияние состава мыл и примесных соединений на процесс разложения мыльных растворов.
-
Теоретически обоснована возможность сокращения расхода серной кислоты и количества образующихся отходов путем проведения разложения соапстока в две стадии. Определены технологические параметры каждой из стадий.
-
Установлены преимущества использования двухстадийного разложения для выделения жирных кислот из соапстоков по сравнению с применением способа «кислые мыла».
-
Изучены физико-химические свойства отходов стадийного разложения. Предложено выделять из них в качестве товарных продуктов органические вещества и сульфат натрия. Рассмотрено несколько вариантов утилизации сточных вод, отличающихся эколого-экономическими показателями.
Практическая значимость работы
В результате проведенных исследований разработан способ выделения сырых жирных кислот из мыльных растворов, включающий в себя разложение соапстока в две стадии и комплексную утилизацию образующихся отходов. Предложена усовершенствованная методика потенциометрического определения солей и сопряженных с ними органических кислот в одной пробе, позволяющая в два раза сократить расход растворителя и затраты труда на выполнение анализа. Методика предназначена для аналитического контроля стадийного разложения соапстоков. Составлен временный технологический регламент для апробации двухступенчатого разложения хлопковых соапстоков в условиях Ургенчского масложиркомбината. Предполагаемый экономический эффект
от внедрения разработок для производства сырых жирных кислот мощности 7500 тонн в год в условиях Ургенча должен составить около 3 000 000 рублей.
На защиту выносятся:
результаты исследования состава соапстоков;
установленные физико-химические закономерности взаимодействия соапстоков с серной кислотой;
технологические параметры двухстадийного разложения;
результаты исследований по выделению жирных кислот из соапстоков способом «кислые мыла» и двухстадийным разложением;
результаты исследования состава и свойств отходов двухстадийного разложения; схемы их утилизации;
схема выделения жирных кислот из соапстоков, включающая в себя двухстадийное разложение и утилизацию его отходов.
Апробация результатов работы
Выделение жирных кислот из хлопковых соапстоков с помощью двухступенчатого разложения апробировано в мыловаренном цехе Ургенчского масложиркомбината. Результаты проведенных испытаний отражены в акте о опытно-промышленном пробеге. Отмечено снижение расхода серной кислоты на 19% , расхода соды для нейтрализации сточных вод на 45%.
Материалы диссертационной работы апробированы на конференциях:
V международная научная конференция «Биосфера и человек - проблемы взаимодействия», (Пенза, 2001г.);
4-й Международная научно-практическая конференция «Экономика, экология и общество России в 21 столетии», (Санкт-Петербург 2002).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 6 статей в центральной печати, 2 статьи в сборниках статей по материалам конференций, получен 1 патент.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, включающего 110 источников, и трех приложений; изложена на 138 страницах, содержит 26 рисунков и 26 таблиц.
