化学制剂以及使用该化学制剂的结垢控制方法技术

控制在工艺单元(例如醇蒸馏塔)中的结垢的化学制剂，其具有至少两种非离子型表面活性剂、至少一种消泡剂、至少一种醇、任选地至少一种防腐剂、以及水。该化学制剂是动物食品级。还提供了在正在进行的连续运行期间使用该化学制剂来控制工艺单元中的结垢的方法。

Chemicals and scaling control methods using them

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】化学制剂以及使用该化学制剂的结垢控制方法
技术介绍
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2017年2月8日提交的在先美国临时专利申请No.62/456,134的权益，其在此全文引入作为参考。本专利技术涉及化学制剂以及使用该化学制剂来控制在工艺单元(例如，醇蒸馏塔)中的结垢的方法。典型的玉米至乙醇设备包括一个或多个发酵池(beerwell)，其用于储存来自发酵容器的经发酵的醪液(fermentedmashliquor)。发酵池可以提供经发酵的醪液向蒸馏塔的连续进料供给，如美国专利No.8,951,960中所示的，该专利在此全文引入作为参考。蒸馏塔产生富含乙醇的蒸气(其被收取到冷凝的塔顶产物中)。来自该工艺的含有不可发酵的固体物以及水的塔底产物(釜馏物)可从塔的底部泵出，并进一步加工以用于动物饲料或其它目的。乙醇设备中的用于乙醇收取的典型蒸馏塔通过沿着蒸馏塔的塔高以间隔位置安装在塔内的塔板的存在而分成数个级(阶段)。这些塔板允许发生蒸气-液体接触及平衡。常见的塔板类型是筛孔塔板，所述筛孔塔板是具有冲孔或打孔于其中的孔眼(perforation)或孔洞(hole)的金属片。筛孔塔板提供了用于蒸气/液体混合及分离的接触表面，而且，允许蒸气向上流动通过蒸馏塔和液体向下流动通过蒸馏塔。在工业规模上，典型地将玉米至乙醇的蒸馏塔设计成连续运行。乙醇蒸馏塔中的塔板、内壁和其它部分经历硬化沉积物(hardeneddeposit)或垢(scale)的大量积聚，也称为结垢(fouling)。该结垢可以相对快速地发生积聚，例如，在运行数周内。结果，蒸馏塔板变得在孔眼区域中被硬化沉积物堵塞，即，垢化(fouled)。结垢可以在蒸馏塔中建立背压(例如，在运行一到两周内)，这需要停止工艺过程以进行清洁。如此垢化的蒸馏塔可需要一整个工作日或更久来进行清洁，之后才可恢复运行。苛性的酸和碱已用于从蒸馏塔的塔板及其它内表面除去沉积物。然而，需要从所述塔彻底地除去该苛性的清洁剂，之后才可恢复工艺运行。举例来说，蒸馏塔中所收集的釜馏物液(stillageliquor)通常在该工艺的下游用于生产用在动物饲料中的酒糟(distillersgrains)(例如，湿酒糟+可溶物(WDGS)、具有可溶物的干酒糟(DDGS))。因此，需要避免醪液(mashliquid)与苛性的非动物食品级清洁化学品之间的接触。作为另一清洁方法，已经采用塔板的手工清洁，例如采用大量的刮擦和凿削(chiseling)，以便从蒸馏塔的塔板表面及其它内表面除去硬化沉积物。在刮擦和凿削开始之前，有时使用氧化剂胺和洗涤剂来软化该沉积物。采用苛性的清洁化学品或手工刮擦进行清洁需要停止工艺过程。这导致了显著的工艺中断和生产损失，并且，增加了反复发生的维护成本。希望防止在醇蒸馏塔的塔板或其它内表面上的硬化垢沉积物的初始形成和积聚，将其作为预防措施，而不是依赖于补救措施，以便减少生产停工和用于除垢维护的资源支出的需要。
技术实现思路
本专利技术的一个特征是提供化学制剂，其可在正在进行的蒸馏过程中用于控制(例如，防止或至少减少)硬化垢沉积物在醇蒸馏塔或其它工艺单元的塔板、壁或其它内表面上的形成和积聚。本专利技术的另一特征是提供化学制剂，其可控制蒸馏塔中的垢沉积物的发展，其中，该化学制剂作为动物食品添加剂是可接受的，并且，与来源于蒸馏塔产物的动物饲料材料相容，因此，可在正在进行的蒸馏过程中使用。本专利技术的进一步特征是提供化学制剂，其可控制硬化垢沉积物在作为连续或长期(extended)工艺运行的一部分的醇蒸馏塔中的表面上的发展，因此，存在较少的用于清洁所需的生产停止时间。本专利技术的另外的特征是提供化学制剂，其可控制在醇蒸馏塔中的表面上的沉积物形成，这减少或消除了使用劳动密集型的手工刮擦或者苛性或非动物食品级的清洁化学品来除去垢沉积物的需要。本专利技术的另一特征是提供使用所示的化学制剂来控制在蒸馏塔中的结垢的方法。本专利技术的进一步特征是提供所示的控制蒸馏塔中的结垢的方法作为在工艺过程中发生的原位清洁(CIP)方法，而无需停止蒸馏塔的运行。本专利技术的另外的特征和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且，部分地将从该描述中明晰，或者可通过本专利技术的实践习得。借助于在说明书和所附权利要求书中特别指出的元素和组合，将实现和获得本专利技术的目的和其它优点。为了实现这些和其它优点，并且，根据本专利技术的目的，如本文所呈现和概括描述的，本专利技术涉及化学制剂，其包含：a)至少两种非离子型表面活性剂、b)至少一种消泡剂、c)至少一种醇、d)任选地至少一种防腐剂、以及e)水，其中，a)至d)彼此不同，且其中，该化学制剂是动物食品级。本专利技术进一步涉及用于控制在蒸馏塔中的结垢的方法，其包括：在所示的化学制剂的存在下，在该蒸馏塔中进行蒸馏。如本文中所用的，“控制(control)”或者诸如“控制(controls)”或“控制(controlling)”的变体是指至少在表面(例如蒸馏塔中的筛孔塔板表面)上的垢或沉积物的形成(即，结垢)方面的降低。该降低可基于与在不存在使用本专利技术的化学制剂的处理(例如，未经处理)的表面上所发生的结垢的比较。该降低可为完全防止或部分减少表面上的垢或沉积物的形成。对于筛孔塔板表面，可评估垢或沉积物形成的程度，例如，基于由沉积物材料完全覆盖(“掩盖(blind)”)的总表面区域(孔以及平面)的百分比，或者，通过塔运行期间的塔板上的压降监控，或者，通过其它标准。应当理解，前面的一般性描述和下面的详细描述这两者都只是示例性和说明性的，并且旨在提供对所要求保护的本专利技术的进一步说明。附图说明图1是将作为抗结垢组合物的化学制剂引入到蒸馏塔中的方法的工艺流程图，所述蒸馏塔形成了根据本申请实例的乙醇生产设备的一部分。图2是蒸馏塔中的筛孔塔板的剖面俯视图，所述筛孔塔板使用根据本申请实例的抗结垢组合物进行处理。图3是蒸馏塔中的两个相邻的筛孔塔板的剖面侧视图，所述筛孔塔板使用根据本申请实例的抗结垢组合物进行处理。图4是这样的照片，其显示了使用根据本专利技术实例的抗结垢组合物(“C”)处理后的经处理的测试载玻片的表面以及使用对比制品(“A”、“B”、“D”、“E”)和对照物(无添加剂)处理的测试载玻片的表面。具体实施方式本专利技术部分地涉及可用于控制在工艺单元例如蒸馏塔(诸如醇蒸馏塔)内的结垢的化学制剂。本专利技术的化学制剂是动物食品级组合物，其包含至少两种非离子型表面活性剂、至少一种消泡剂、至少一种醇、任选地至少一种防腐剂、以及水，其中，所述非离子型表面活性剂、消泡剂、醇、以及防腐剂彼此不同。本专利技术的化学制剂可用于在正在进行的工艺运行期间处理位于工艺单元内部的表面和材料，以便提供结垢控制，例如在正在进行的醇蒸馏工艺期间。此外，可在仅允许食品可接受的动物饲料添加剂的连续工艺中提供沉积物控制。本专利技术的化学制剂可用于在工艺过程中(in-process)的处理，因为该材料作为动物食品添加剂是可接受的，并且，与动物饲料材料(例如，来源于醇蒸馏塔的底部产物(釜馏物)的那些)相容。因此，该化学制剂可用作原位清洁(CIP)方法的一部分，其提供了在醇蒸馏塔的内表面(例如，塔板、容器壁或其它内部部分)上的垢沉积物形成的在工艺过程中的控制。工艺单元在正在进行的工艺期间使用本专利技术化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.化学制剂，包含：a.至少两种非离子型表面活性剂；b.至少一种消泡剂；c.至少一种醇；d.任选地至少一种防腐剂；以及e.水，其中，a.至d.彼此不同，且其中，所述化学制剂是动物食品级。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.08 US 62/456,1341.化学制剂，包含：a.至少两种非离子型表面活性剂；b.至少一种消泡剂；c.至少一种醇；d.任选地至少一种防腐剂；以及e.水，其中，a.至d.彼此不同，且其中，所述化学制剂是动物食品级。2.权利要求1的化学制剂，其中，该至少两种非离子型表面活性剂是至少一种聚山梨酸酯和至少一种经烷氧基化的蓖麻油。3.权利要求1的化学制剂，其中，该至少两种非离子型表面活性剂是至少一种聚山梨酸酯和至少一种经乙氧基化的蓖麻油。4.权利要求3的化学制剂，其中，以1摩尔蓖麻油计，该经乙氧基化的蓖麻油具有约30摩尔环氧乙烷至80摩尔环氧乙烷。5.权利要求3的化学制剂，其中，以1摩尔蓖麻油计，该经乙氧基化的蓖麻油具有约40摩尔环氧乙烷至60摩尔环氧乙烷。6.权利要求1的化学制剂，其中，所述至少一种消泡剂是至少一种聚二醇。7.权利要求1的化学制剂，其中，所述至少一种防腐剂存在且包括苯甲酸盐、山梨酸盐、或这两者。8.权利要求1的化学制剂，其中，所述至少一种防腐剂存在且包括苯甲酸盐、山梨酸钾、或这两者。9.权利要求1的化学制剂，其中，所述至少一种醇是至少一种多元醇。10.权利要求1的化学制剂，其中，所述至少一种醇是至少一种甘油。11.权利要求1的化学制剂，其中，所述a.至e.以下列的量存在：a.约10重量％至约20重量％的该至少两种非离子型表面活性剂；b.约1重量％至约10重量％的该至少一种消泡剂；c.约25重量％至约50重量％的该至少一种醇；d.约0.25重量％至约5重量％的该至少一种防腐剂；e.约1重量％至约40重量％的水，全部基于所述化学制剂的总重量。12.权利要求1的化学制剂，所述化学制剂包含：-至少一种聚山梨酸酯；-至少一种经乙氧基化的蓖麻油；-至少一种聚二醇；-至少一种甘油；-至少一种防腐剂；以及-水。13.权利要求1的化学制剂，所述化学制剂包含：-至少一种聚山梨酸酯；-至少一种经乙氧基化的蓖麻油；-至少一种聚二醇；-至少一种甘油；-苯甲酸盐和山梨酸钾；以及-水。14.权利要求1的化学制剂，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：P贾奎斯，
申请(专利权)人：巴克曼实验室国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US