CN103408082B - 甲硝唑生产过程中甲酸溶剂的回收方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种甲硝唑生产过程中甲酸溶剂回收方法及其装置，解决了现有技术废水回收成本大、直接排放污染环境等问题，其特征在于：通过由蒸发器（1）、贮存釜（7）、吸水塔（8）、填料（9、19）、高位加料槽（10）、冷凝器（12）和贮存槽（16）、多孔管（17）、螺杆（18）等部分构成的回收装置对生产废水进行回收处理，具体工艺流程是采用蒸发器蒸发羟化液，得质量浓度为30～70%的稀甲酸蒸汽；让甲酸蒸汽先通过蒸发器上方冷填料层除去甲酸蒸汽中甲硝唑等夹带物；通过有粘稠状多聚磷酸和高浓度磷酸下流的填料层的吸水塔，除去甲酸蒸汽中的部分水份；通过投放有五氧化二磷的管道，进一步除去甲酸蒸汽中的水份；浓缩后的甲酸蒸汽通过冷凝管冷凝成高浓度甲酸液体。可广泛应用于化工生产企业对产生大量稀甲酸废水进行回收的生产企业。

Description

甲硝唑生产过程中甲酸溶剂的回收方法及装置

一、技术领域

本发明属于化工企业生产废水回收处理，尤其是涉及到一种在甲硝唑生产过程中对甲酸溶剂的回收方法及装置。

二、背景技术

甲硝唑的结构式为：

甲硝唑是一种抗微生物剂，特别是抗厌氧菌剂。它已被世界卫生组织(WHO)作为抗厌氧菌的首选药物。目前已经报道的合成甲硝唑的方法为：将2-甲基-5-硝基咪唑溶解于甲酸中，在30-40℃逐次加入环氧乙烷，并在加料中间添加硫酸。加毕，反应1h得羟化液。待羟化液冷却至10℃，用氢氧化钠溶液调至pH=10,放置冷却，结晶，过滤得甲硝唑。

该反应的反应方程式如下：

    

在上述合成工艺中，可在调节pH前，采用常压或减压蒸馏回收甲酸溶剂。但蒸出羟化液中的甲酸使甲硝唑产率降低，而且所得到的甲酸含水60%以上，不能直接作溶剂循环使用。水与甲酸易形成共沸物，共沸物的沸点与水、甲酸的沸点很接近，不易用常规精馏的的方法将它们分离。

发明专利《一种甲硝唑废水的处理方法》，201110202387.5，周拥军等。它的主要思路为将上述过滤滤液蒸发、冷却、结晶、过滤得甲酸钠和硫酸钠的混合盐，用硫酸酸化混合盐，蒸出甲酸。但由于能耗大，没能实现产业化。

2006年中国文献报道硼酸酐提纯法。该法加入吸水剂硼酐吸收稀甲酸溶液中的水分，可达到提纯甲酸循环利用的目的。但吸水剂硼酐如果不循环使用，生产成本太大，且污染环境。如循环使用，又没有合适的硼酸脱水炉。小型自制硼酐脱水炉，都是间歇操作，人工操作费大；大型连续煅烧脱水炉，价格昂贵，处理量大，不适于仅用甲酸作溶剂的化工企业使用。

有人仿照上述专利，先蒸发羟化液得稀甲酸溶液，再将吸水剂五氧化二磷加入稀甲酸溶液中吸收水分后蒸发，冷凝蒸汽得高浓度甲酸，蒸发残液为磷酸。但五氧化二磷与稀甲酸溶液反应太快，大量放热，产生高温使甲酸分解和杂质碳化，影响甲酸回收率和磷酸品质。因此，一些生产厂家将甲硝唑滤液直接排放，给环境造成极大污染。

三、发明内容

本发明的目的就是要解决上述技术问题，为化工企业提供一种高效率、低成本、不影响甲硝唑产率、具有工业化价值的甲硝唑生产过程中甲酸溶剂回收方法及装置。

本发明的技术方案是：甲硝唑生产过程中甲酸溶剂回收方法的工艺流程如下：

（1）采用蒸发器蒸发羟化液，得质量浓度为30～70%的稀甲酸蒸汽；

（2）让甲酸蒸汽先通过蒸发器上方冷填料层或有进料冷羟化液下流的填料层，除去甲酸蒸汽中甲硝唑等夹带物；

（3）通过有粘稠状多聚磷酸和高浓度磷酸下流的填料层的吸水塔，除去甲酸蒸汽中的部分水份；

（4）通过投放有五氧化二磷的管道，进一步除去甲酸蒸汽中的水份；

（5）浓缩后的甲酸蒸汽通过冷凝管冷凝成高浓度甲酸液体。

一种甲硝唑生产过程中甲酸溶剂回收装置，它是由蒸发器、贮存釜、吸水塔、冷凝器和贮存槽等部分组成，蒸发器上方设填料和进料阀，蒸发器填料上方与贮存釜之间通过管道相通，吸水塔由内设填料的垂直段和内设套尼龙网的多孔管的略向上倾斜的水平段两部分构成，垂直段下端与贮存釜相连，水平段端部上方设置高位加料槽，下方设置冷凝器，在高位加料槽底部和多孔管内设置了螺杆，冷凝器内的冷凝管的进气口通过气管与吸水塔水平段端部的排气口相连，出口通过设置产品控制阀的管道与贮存槽连通。

本发明的有益效果在于：五氧化二磷与甲酸蒸汽接触，先吸水结块，再吸水成为粘稠状多聚磷酸，继续吸水成为高浓度磷酸，最后成为质量浓度大于85%的工业磷酸产品。将吸水剂与甲酸蒸汽以逆流方式接触，解决了五氧化二磷与稀甲酸溶液反应太快，大量放热，产生高温使甲酸分解，影响甲酸回收率的问题；在蒸发器上方设防夹带填料层，解决了蒸出羟化液中的甲酸使甲硝唑产率降低和副产品磷酸品质差的问题。具有工艺流程设计科学、设施装备结构合理、操作过程方便简捷、产品及副产品质量优良、废水排放符合标准等优点，可广泛应用于化工生产企业对产生的大量稀甲酸废水进行回收，其推广应用将会给生产企业带来良好的社会和经济效益。

四、附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1为蒸发器，2为出渣阀，3为出料阀，4为进料阀，5为蒸汽阀，6为管道，7为贮存釜，8为吸水塔，9为填料，10为高位加料槽，11为加料盖，12为冷凝器，13为冷凝管，14为进水阀，15为产品控制阀，16为贮存槽，17为多孔管，18为螺杆，19为填料。

五、具体实施方式

如图1所示，在甲硝唑企业的生产设备中增设一套甲酸溶剂回收装置，该装置是由蒸发器1、贮存釜7、吸水塔8、冷凝器12和贮存槽16等部分组成，蒸发器1上部设填料19，上方设置进料阀4，底部设置出渣阀2，侧壁设置出料阀3和加热蒸汽阀5，并在蒸发器1填料上方与贮存釜7之间通过管道6相通，吸水塔8由内设填料9的垂直段和内设套尼龙网的多孔管17的略向上倾斜的水平段两部分构成，垂直段下端与贮存釜7相连，水平段端部上方设置高位加料槽10，下方设置冷凝器12，在高位加料槽10底部和多孔管17内设置了螺杆18，冷凝器12内的冷凝管13的进气口通过气管与吸水塔水平段端部的排气口相连，出口通过设置产品控制阀15的管道与贮存槽16连通。

其甲酸溶剂的回收方法具体包括步骤如下：

（1）采用蒸发器蒸发羟化液，得质量浓度为30～70%的稀甲酸蒸汽；

（2）让甲酸蒸汽先通过蒸发器上方冷填料层或有进料冷羟化液下流的填料层，除去甲酸蒸汽中甲硝唑等夹带物；

（3）通过有粘稠状多聚磷酸和高浓度磷酸下流的填料层的吸水塔，除去甲酸蒸汽中的部分水份；

（4）通过投放有五氧化二磷的管道，进一步除去甲酸蒸汽中的水份；

（5）浓缩后的甲酸蒸汽通过冷凝管冷凝成高浓度甲酸液体。

实施本发明时，打开加料盖11，先向高位加料槽10加满五氧化二磷，盖上加料盖11，转动螺杆18。同时向蒸发器1加入适量稀甲酸，然后依次打开加热蒸汽阀5和冷却水进水阀14。稍后，蒸发器1内的稀甲酸液沸腾，产生的蒸汽上升到填料层19，除去甲硝唑等夹带物，然后自连接管道6进入吸水塔8底部。蒸汽在吸水塔8内流动的过程中，蒸汽中的水份被多孔管17内五氧化二磷吸收后成为多聚磷酸和高浓磷酸。粘稠状多聚磷酸和高浓度磷酸流入填料层，边向下流动，边吸收水份，最后流进磷酸贮存釜7。上升到吸水塔8顶部的蒸汽进入冷凝器12中的冷凝管13，被冷凝成浓甲酸，流进甲酸贮存槽16。当蒸发器1液面低于出料口时，打开出料阀3和进料阀4，并将烯甲酸进料流量和螺杆转速调节到一定值。定期向高位加料槽10中补充五氧化二磷。

Claims (2)

1.一种甲硝唑生产过程中甲酸溶剂回收方法，其特征在于：工艺流程如下

（1）采用蒸发器蒸发羟化液，得质量浓度为30～70%的稀甲酸蒸汽；

（2）让甲酸蒸汽先通过蒸发器上方冷填料层或有进料冷羟化液下流的填料层，除去甲酸蒸汽中甲硝唑夹带物；

（3）通过有粘稠状多聚磷酸和高浓度磷酸下流的填料层的吸水塔，除去甲酸蒸汽中的部分水份；

（4）通过投放有五氧化二磷的管道，进一步除去甲酸蒸汽中的水份；

（5）浓缩后的甲酸蒸汽通过冷凝管冷凝成高浓度甲酸液体。

2.一种甲硝唑生产过程中甲酸溶剂回收装置，它包括蒸发器（1）、贮存釜（7）、吸水塔（8）、冷凝器（12）和贮存槽（16），其特征在于：蒸发器（1）上方设填料（19）和进料阀（4），蒸发器（1）填料上方与贮存釜（7）之间通过管道（6）相通，吸水塔（8）由内设填料（9）的垂直段和内设套尼龙网的多孔管（17）的略向上倾斜的水平段两部分构成，垂直段下端与贮存釜（7）相连，水平段端部上方设置高位加料槽（10），下方设置冷凝器（12），在高位加料槽（10）底部和多孔管（17）内设置了螺杆（18），冷凝器（12）内的冷凝管（13）的进气口通过气管与吸水塔水平段端部的排气口相连，出口通过设置产品控制阀（15）的管道与贮存槽（16）连通。