CN105621532A - 一种利用纳滤膜技术处理硫糖铝结晶母液并副产蔗糖八硫酸酯的方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用纳滤膜技术处理硫糖铝结晶母液并副产蔗糖八硫酸酯的方法，首先将硫糖铝结晶母液的pH值调至2.5～3.0，经多步纳滤膜浓缩处理后，得到蔗糖八硫酸酯溶液和处理后的废水。本发明还公开了将该方法用于硫糖铝的生产。本发明采用纳滤浓缩技术，能浓缩母液蔗糖八硫酸酯，回收有效成分，制备硫糖铝；透析得到的溶液COD小于500mg/L，透过液再经进一步处理达标排放，大大降低了污水处理系统的负荷。因此，既提高了硫糖铝收率，也解决了此工艺的环保问题，更有利于产品的持续发展，具有非常好的经济价值和社会价值。

Description

一种利用纳滤膜技术处理硫糖铝结晶母液并副产蔗糖八硫酸酯的方法及应用

技术领域

[0001] 本发明涉及废水处理的技术领域，尤其涉及一种利用纳滤膜技术处理硫糖铝结晶母液并副产蔗糖八硫酸酯的方法及应用。

背景技术

[0002] 硫糖铝又名胃溃宁，为白色或类白色易流动粉末，无臭，几乎无味，有引湿性，在水、乙醇或氯仿中几乎不溶，在稀盐酸或稀硫酸中易溶，在稀硝酸中略溶，当温度达到230°C左右时变色，若继续加热至300°C，颜色即变为褐色。因其具有制酸、收敛及抑制胃蛋白酶的作用，可以作为消化系统粘膜保护剂，它能与胃粘膜的蛋白质络合形成保护膜，覆盖溃疡面，以利于粘膜再生和溃疡愈合。其疗效确切，副作用小，现已在全世界上广泛应用，而且与同类产品相比，价格具有竞争力。

[0003] 现有的硫糖铝生产工艺中，采用如下的方法:

[0004] 以蔗糖为初始原料，与氯磺酸进行磺化反应，制得蔗糖八硫酸酯后，再与碱式氯化铝反应，制备得到硫糖铝，该制备过程中有大量母液生成，母液中一般含蔗糖八硫酸酯

0.3%左右，铝0.1%左右，氯离子2%左右，钠离子1%，COD为6000mg/L左右。

[0005] 因此，母液中COD值高，如果直接排放将污染环境，排入到废水处理站中将给废水处理带来较大负荷；而采用蒸发回收蔗糖八硫酸酯，浓缩液中带有较多的盐，回收产品纯度太低，能耗大，没有回收利用价值。

[0006]目前，主要通过絮凝沉淀的方式处理，但这种方式往往需消耗大量的絮凝剂、蒸汽等，造成了能耗高、污染大等问题，这些问题直接制约了硫糖铝生产的发展，不符合国家节能减排、清洁生产要求。

[0007] 因此，开发一种新的硫糖铝结晶母液的处理方法，对于硫糖铝工业生产的进一步发展具有实用意义。

发明内容

[0008] 本发明提供一种纳滤膜技术处理硫糖铝母液并副产蔗糖八硫酸酯的方法，采用截留分子量为150〜1500道尔顿的纳滤膜经多级浓缩后，可实现蔗糖八硫酸酯分子的高效拦截，同时降低废水的COD值。

[0009] —种利用纳滤膜技术处理硫糖铝结晶母液并副产蔗糖八硫酸酯的方法，步骤如下:首先将硫糖铝结晶母液的PH值调至2.5〜3.0，经多级纳滤膜浓缩处理后，得到蔗糖八硫酸酯溶液和处理后的废水。

[0010] 本发明首先将硫糖铝结晶母液的pH调整至2.5〜3.0，防止硫糖铝析出沉淀。经过滤后再经多级纳滤膜协同浓缩循环装置，分离得到高浓度蔗糖八硫酸酯溶液和低COD废水。纳滤膜浓缩装置将硫糖铝母液中蔗糖八硫酸酯拦截，而透析出水、少量其他小分子有机物、无机盐，从而达到浓缩蔗糖八硫酸酯的目的。

[0011] 作为优选，所述的硫糖铝结晶母液经调整pH后，先经孔径为0.2〜0.5 μ m的聚丙烯滤芯过滤器过滤后，除掉不溶的少量机械杂质，再由压力栗打入多级纳滤膜协同浓缩循环装置中。

[0012] 作为优选，所述的多级纳滤膜过滤处理共为三级，第一级纳滤膜的截留分子量为1000〜1500道尔顿，第二级纳滤膜的截留分子量为800〜1200道尔顿，第三级纳滤膜的截留分子量为300〜1000道尔顿；所述多级纳滤膜浓缩处理的操作压力为0.2〜2.5Mpa，温度为5〜40 °C。

[0013] 进一步优选，第一级纳滤膜浓缩处理的操作压力为0.2〜0.8MPa，温度为10〜200C ;第二级纳滤膜浓缩处理的操作压力为0.8〜1.5MPa，温度为20〜30°C ;第三级纳滤膜浓缩处理的操作压力为1.0〜2.5MPa，温度为30〜40°C。

[0014] 再优选，第一级纳滤膜的截留分子量为1000〜1100道尔顿，第二级纳滤膜的截留分子量为800〜1000道尔顿，第三级纳滤膜的截留分子量为300〜400道尔顿。

[0015] 最优选，第一级纳滤膜的截留分子量为1000〜1100道尔顿，操作压力为0.5Mpa，操作温度为20°C ;第二级纳滤膜的截留分子量为800〜1000道尔顿，操作压力为1.5Mpa，操作温度为30°C;第三级纳滤膜的截留分子量为300〜400道尔顿，操作压力为2.5Mpa，操作温度为40°C。经上述优选的纳滤膜的多级过滤后，可以实现对蔗糖八硫酸酯的高效截留。

[0016] 作为优选，所述的第一级纳滤膜、第二级纳滤膜和第三级纳滤膜均为卷式有机膜，当多级纳滤膜浓缩处理后的浓缩液为原液的1/20〜1/10时，停止浓缩。

[0017] 本发明还提供了以上述的方法生产硫糖铝的工艺，步骤如下:

[0018] (I)以蔗糖为初始原料，与氯磺酸进行磺化反应，制备得到蔗糖八硫酸酯溶液；

[0019] (2)将步骤⑴制备的蔗糖八硫酸酯溶液与盐混合，再加入碱式氯化铝，调整pH值为4后，制备得到硫糖铝，同时产生硫糖铝结晶母液；

[0020] (3)将步骤⑵产生的硫糖铝结晶母液的pH值调至2.5〜3.0，经多步纳滤膜过滤处理后，得到蔗糖八硫酸酯溶液，回用至步骤(2)。

[0021] 步骤(3)被截留得到的蔗糖八硫酸酯溶液回用至步骤(2)中，与盐混合后，溶液中盐的浓度为3-30% (w/w)，再与碱式氯化铝进行反应，用小苏打溶液调pH，沉淀、过滤、洗涤、干燥得到硫糖铝。

[0022] 所述的盐为氯化钠、氯化铵、硫酸钠或蔗糖八硫酸酯盐溶液。

[0023] 采用上述方法得到的硫糖铝可以达到硫糖铝CP/JP/USP标准所要求指标，同时提高了整个硫糖铝生产工艺的收率。

[0024] 与现有技术相比，本发明具有如下优点:

[0025] 本发明采用纳滤浓缩技术，能浓缩母液蔗糖八硫酸酯，回收有效成分，制备硫糖铝；透析得到的溶液COD小于500mg/L，透过液再经进一步处理达标排放，大大降低了污水处理系统的负荷。因此，既提高了硫糖铝收率，也解决了此工艺的环保问题，更有利于产品的持续发展，具有非常好的经济价值和社会价值。

具体实施方式

[0026] 根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

[0027] 实施例1

[0028] 将存储罐中硫糖铝母液加酸调至pH3.0，经过0.5 μπι的过滤器至循环罐，再由压力栗打入三级纳滤膜协同浓缩循环装置，第一级纳滤膜的截留分子量为1400〜1500道尔顿，第二级纳滤膜的截留分子量为800〜1000道尔顿，第二级纳滤膜的截留分子量为500〜600道尔顿，三级纳滤膜过滤的操作条件均相同:操作压力为0.5Mpa，操作温度为300C ;纳滤浓缩后得到蔗糖八硫酸酯含量4.5%的浓液，截留率97.0%，透析得到的溶液的COD 值为 438.5mg/Lo

[0029] 实施例2

[0030] 将存储罐中硫糖铝母液加酸调至pH3.0，经过0.5 μπι的过滤器至循环罐，再由压力栗打入三级纳滤膜协同浓缩循环装置，第一级纳滤膜的截留分子量为1400〜1500道尔顿，操作压力为0.5Mpa，操作温度为10°C ;第二级纳滤膜的截留分子量为800〜1000道尔顿，操作压力为0.8Mpa，操作温度为30°C ;第三级纳滤膜的截留分子量为500〜600道尔顿，操作压力为1.0Mpa，操作温度为40°C ;经三级纳滤浓缩后得到蔗糖八硫酸酯含量5.0%的浓液，截留率99.0%，透析得到的溶液的COD值为450.0mg/L。

[0031] 实施例3

[0032] 将存储罐中硫糖铝母液加酸调至pH3.0，经过0.5 μπι的过滤器至循环罐，再由压力栗打入三级纳滤膜协同浓缩循环装置，第一级纳滤膜的截留分子量为1000〜1100道尔顿，操作压力为0.5Mpa，操作温度为20°C ;第二级纳滤膜的截留分子量为800〜1000道尔顿，操作压力为1.0Mpa，操作温度为30°C ;第三级纳滤膜的截留分子量为500〜600道尔顿，操作压力为2.0Mpa，操作温度为40°C ;经三级纳滤浓缩后得到蔗糖八硫酸酯含量5.0%的浓液，截留率99.5%，透析得到的溶液的COD值为415.5mg/L。

[0033] 实施例4

[0034] 将存储罐中硫糖铝母液加酸调至pH3.0，经过0.5 μπι的过滤器至循环罐，再由压力栗打入三级纳滤膜协同浓缩循环装置，第一级纳滤膜的截留分子量为1000〜1100道尔顿，操作压力为0.5Mpa，操作温度为20°C ;第二级纳滤膜的截留分子量为800〜1000道尔顿，操作压力为1.5Mpa，操作温度为30°C ;第三级纳滤膜的截留分子量为300〜400道尔顿，操作压力为2.5Mpa，操作温度为40°C ;经三级纳滤浓缩后得到蔗糖八硫酸酯含量5.5%的浓液，截留率99.5%，透析得到的溶液的COD值为424.8mg/L。

[0035] 实施例5

[0036] 将存储罐中硫糖铝母液加酸调至pH3.0，经过0.5 μπι的过滤器至循环罐，再由压力栗打入三级纳滤膜协同浓缩循环装置，第一级纳滤膜的截留分子量为1000〜1100道尔顿，第二级纳滤膜的截留分子量为800〜1000道尔顿，第二级纳滤膜的截留分子量为300〜400道尔顿，三级纳滤膜过滤的操作条件均相同:操作压力为2.5Mpa，操作温度为400C ;纳滤浓缩后得到蔗糖八硫酸酯含量4.5%的浓液，截留率98.0%，透析得到的溶液的COD 值为 465.0mg/L ο

[0037] 以下的应用例按下述方法进行:

[0038] (I)以蔗糖为初始原料，与氯磺酸进行磺化反应，制备得到蔗糖八硫酸酯溶液；

[0039] (2)将步骤(I)制备的蔗糖八硫酸酯溶液与盐混合，再加入碱式氯化铝，调整pH值为4后，制备得到硫糖铝，同时产生硫糖铝结晶母液；

[0040] (3)将步骤(2)产生的硫糖铝结晶母液的pH值调至2.5〜3.0，经多步纳滤膜过滤处理后，得到蔗糖八硫酸酯溶液，回用至步骤(2)。

[0041] 应用例I

[0042] 将实施例1得到的被截留的蔗糖八硫酸酯浓缩液，取150ml，回用至步骤(2)中，加入5g氯化钠，搅拌溶解，再加入33.5g的碱式氯化铝，用小苏打溶液调pH为4.0，得到硫糖铝干品18.0g,各项检测指标符合CP/JP/USP硫糖铝标准。

[0043] 应用例2

[0044] 将实施例2得到的被截留的蔗糖八硫酸酯浓缩液，取150ml，回用至步骤(2)中，加入5g氯化铵，搅拌溶解，再加入37.2g的碱式氯化铝，用小苏打溶液调pH4.0，得到硫糖铝干品20.0g,各项检测指标符合CP/JP/USP硫糖铝标准。

[0045] 应用例3

[0046] 将实施例3得到的被截留的蔗糖八硫酸酯浓缩液，取150ml，回用至步骤(2)中，加入5g硫酸钠，搅拌溶解，再加入37.2g的碱式氯化铝，用小苏打溶液调pH4.0，得到硫糖铝干品17.5g，各项检测指标符合CP/JP/USP硫糖铝标准。

[0047] 应用例4

[0048] 将实施例4得到的被截留的蔗糖八硫酸酯浓缩液，取100ml，回用至步骤⑵中，加入20g蔗糖八硫酸酯盐溶液，搅拌均匀，再加入121.5g的碱式氯化铝，用小苏打溶液调PH4.0，得到硫糖铝干品30.5g，各项检测指标符合CP/JP/USP硫糖铝标准。

Claims (9)

1.一种利用纳滤膜技术处理硫糖铝结晶母液并副产蔗糖八硫酸酯的方法，其特征在于，步骤如下:首先将硫糖铝结晶母液的PH值调至2.5〜3.0，经多级纳滤膜浓缩处理后，得到蔗糖八硫酸酯溶液和处理后的废水。

2.根据权利要求1所述的利用纳滤膜技术处理硫糖铝结晶母液并副产蔗糖八硫酸酯的方法，其特征在于，所述的硫糖铝结晶母液经调整pH后，先经孔径为0.2〜0.5 μπι的聚丙烯滤芯过滤器过滤后，再经多级纳滤膜浓缩处理。

3.根据权利要求2所述的利用纳滤膜技术处理硫糖铝结晶母液并副产蔗糖八硫酸酯的方法，其特征在于，所述的多级纳滤膜浓缩处理共为三级，第一级纳滤膜的截留分子量为1000〜1500道尔顿，第二级纳滤膜的截留分子量为800〜1200道尔顿，第三级纳滤膜的截留分子量为300〜1000道尔顿；所述多级纳滤膜浓缩处理的操作压力为0.2〜2.5Mpa，温度为5〜40 °C。

4.根据权利要求3所述的利用纳滤膜技术处理硫糖铝结晶母液并副产蔗糖八硫酸酯的方法，其特征在于，第一级纳滤膜浓缩处理的操作压力为0.2〜0.8MPa，温度为10〜200C ;第二级纳滤膜浓缩处理的操作压力为0.8〜1.5MPa，温度为20〜30°C ;第三级纳滤膜浓缩处理的操作压力为1.0〜2.5MPa，温度为30〜40°C。

5.根据权利要求4所述的利用纳滤膜技术处理硫糖铝结晶母液并副产蔗糖八硫酸酯的方法，其特征在于，第一级纳滤膜的截留分子量为1000〜1100道尔顿，第二级纳滤膜的截留分子量为800〜1000道尔顿，第三级纳滤膜的截留分子量为300〜400道尔顿。

6.根据权利要求5所述的利用纳滤膜技术处理硫糖铝结晶母液并副产蔗糖八硫酸酯的方法，其特征在于，第一级纳滤膜浓缩处理的操作压力为0.5MPa，温度为20°C ;第二级纳滤膜浓缩处理的操作压力为1.5MPa，温度为30°C ;第三级纳滤膜浓缩处理的操作压力为2.5MPa，温度为 40°C。

7.根据权利要求6所述的利用纳滤膜技术处理硫糖铝结晶母液并副产蔗糖八硫酸酯的方法，其特征在于，所述的第一级纳滤膜、第二级纳滤膜和第三级纳滤膜均为卷式有机膜，当多级纳滤膜浓缩处理后的浓缩液为原液的1/20〜1/10时，停止过滤。

8.一种根据所述的权利要求1〜7所述的方法生产硫糖铝的工艺，其特征在于，步骤如下: (1)以蔗糖为初始原料，与氯磺酸进行磺化反应，制备得到蔗糖八硫酸酯溶液； (2)将步骤(I)制备的蔗糖八硫酸酯溶液与盐混合，再加入碱式氯化铝，调整pH值为4后，制备得到硫糖招，同时广生硫糖招结晶母液； (3)将步骤(2)产生的硫糖铝结晶母液的pH值调至2.5〜3.0，经多步纳滤膜过滤处理后，得到蔗糖八硫酸酯溶液，回用至步骤(2)。

9.根据权利要求8所述的硫糖铝的生产工艺，其特征在于，步骤(2)所述的盐为氯化钠、氯化铵、硫酸钠或蔗糖八硫酸酯盐溶液。