CN105777532B - 一种vc废液再利用生产草酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种VC废液再利用生产草酸的方法，步骤包括：（1）VC废液预处理采用真空浓缩装置，使得VC废液的密度浓缩至1.35‑1.38kg/m3；（2）将浓度为36‑38°Bé的吸收母液导入反应釜中加入密度为1.35‑1.38 kg/m3的VC废液，向反应釜中加入催化剂五氧化二钒和钼酸铵；然后加入质量浓度为65%的硝酸，得混合液A；在58℃‑60℃条件下，边搅拌边反应3‑4小时，得混合液B；（3）将混合液B冷却结晶，离心分离获得草酸。本发明可大规模生产，不仅解决了VC废液的处置问题，同时生产的草酸产品质量较好，草酸收率与现有技术相比，提高了8%，使得废液得到了最大程度的有效利用。
Description
技术领域
一种VC废液再利用生产草酸的方法，属于VC废液处理领域。
背景技术
在维生素C（VC）生产的最后工序中会产生一种母液，该母液为含有一定量的糖分的化学混合物。如果对该糖分进行再提纯将会耗费巨大的经济成本，且会造成严重的环境污染。若作为原料直接生产草酸，其性能不稳定，难以操控，且生成的草酸产品质量较差，成本较高。
利用VC废液中糖分和酸进行反应生成草酸，可以解决废液的处置问题，也可以得到一定的草酸产品，但是，由于VC废液中成分复杂，水分含量高，使得系统物料难以平衡，反应过程难以控制，生成草酸的质量较差，且收率较低，因此，通过此方法处理VC废液只能小规模生产。
本发明经过对母液进行处理，提高了糖分的含量，然后通过本发明制备工艺使VC废液中的糖分转化成草酸，本发明可大规模生产，不仅解决了VC废液的处置问题，同时生产的草酸产品质量较好，使得废液得到了最大程度的有效利用。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种VC废液处理的方法，具体涉及一种VC废液再利用生产草酸的方法。本发明通过各个步骤的上下配合，实现了150立方米反应釜的大规模生产。本发明的技术方案如下：
一种VC废液再利用生产草酸的方法，包括以下步骤：
（1）VC废液预处理 采用真空浓缩装置，在压力为-0.09MP至-0.06MP的条件下，利用蒸汽间接加热VC废液至沸腾，使VC废液中的水分挥发，使得VC废液的密度浓缩至1.35-1.38kg/m3。在压力为-0.09MP至-0.06MP的条件下，VC废液沸腾的温度为60-70℃，这一温度可预防温度过高使得VC废液中的成分发生变质。
（2）将波美度为36-38的吸收母液（即36-38°Bé的硫酸母液）导入反应釜中，然后加入密度为1.35-1.38 kg/m3的VC废液，向反应釜中加入催化剂五氧化二钒和钼酸铵；其中，五氧化二钒和钼酸铵的质量比为1:2，加入催化剂占反应釜中VC废液的质量比为1:10000；然后加入质量浓度为65%的硝酸，得混合液A；在58℃-60℃条件下，边搅拌边反应3-4小时，得混合液B；此时，混合液B中葡萄糖的含量接近零；所述36-38°Bé的硫酸母液中，各个组分按质量百分比计：硫酸42%-45%、草酸3%-4%，水补足至100%；其中36°Bé的硫酸母液中，各个组分按质量百分比计：硫酸42%、草酸4%，水补足至100%；38°Bé的硫酸母液中，各个组分按质量百分比计：硫酸45%、草酸3%，水补足至100%；
（3）将混合液B冷却结晶，离心分离获得草酸。
进一步的，将本发明获得的草酸进行精制，步骤如下：
（1）将获得的草酸在反应釜中溶于36-38°Bé的硫酸母液中，充分溶解后，得草酸母液，反应釜中的温度为56-58℃；
（2）将草酸母液在冷却结晶装置中连续结晶，使得草酸结晶为草酸颗粒，冷却结晶装置中的温度为20-28℃；优选的，冷却结晶装置中的温度为25℃；
（3）将冷却结晶装置中的物质进行固液分离，得草酸颗粒和废液；
（4）将草酸颗粒在65-70℃条件下烘干，得纯度为99.6%的草酸。
本发明中所述的废液可回收利用。
进一步的，所述的冷却结晶装置，包括结晶器，所述结晶器上设置有结晶器物料进口和结晶器物料出口，所述结晶器物料进口连接有预冷器，所述结晶器上还设置有结晶器夹层和溢流口，所述结晶器夹层上设置有结晶器冷水进口和结晶器冷水出口，所述溢流口通过循环泵和管道与结晶器物料进口连接，所述结晶器连接有加热冲洗装置。定期用加热冲洗装置冲洗，防止草酸结晶后在结晶器内壁上结垢进而影响冷却结晶的效果，同时可以防止堵塞结晶器物料出口，所述加热冲洗装置包括供热箱，所述供热箱通过管道与结晶器物料进口连接，所述结晶器上设置有结晶器冲洗出口，所述结晶器冲洗出口与回收罐连通。
进一步的，所述供热箱为高温水箱或溶解罐。加热冲洗结晶器内壁可以选用高温水也可以选用溶解罐中的高温物料。
进一步的，所述预冷器上设置有预冷器夹层，所述预冷器夹层上设置有预冷器冷水进口和预冷器冷水出口。通过向预冷器夹层内充入冷水对高温物料进行冷却，降低物料进入结晶器中的温度，进而提高物料在结晶器中结晶的效率与速度。
进一步的，所述结晶器冷水出口通过管道与预冷器冷水进口连通。从结晶器冷却出口流出的冷水进入预冷器夹层对高温物料进行预冷，进而简化设备的结构，提高对冷水的利用率。所述结晶器冷水进口通过管道与冷却水塔连通，所述预冷器冷水出口通过管道与冷却水塔连通。预冷器冷水出口通过管道与冷却水塔连通，使得冷却水能够循环利用，节约用水量。
进一步，所述预冷器冷水出口与冷却水塔之间设置有缓存罐。用于缓存预冷器中流出的水。
更进一步，所述结晶器内部设置有导流板，所述结晶器上设置有排空阀。采用这一方案，能够加速物料流动，提高物料在结晶器中强制循环的速度，提高物料结晶速度。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明可大规模生产，不仅解决了VC废液的处置问题，同时生产的草酸产品质量较好，草酸收率与现有技术相比，提高了8%，使得废液得到了最大程度的有效利用。且本发明所述冷却结晶装置中，物料进入结晶器内一定的液位时，启动循环泵，强制物料在结晶器内快速流动换热，使得物料达到结晶温度，待稳定结晶后直接由结晶器物料出口出料，结晶过程连续，运行稳定；设置预冷器，使得物料进入结晶器的温度降低，提高结晶效率。
附图说明
图1为本发明冷却结晶装置的结构示意图；
图中：1-预冷器，2-预冷器物料进口，3-预冷器物料出口，4-预冷器夹层，5-预冷器冷水进口，6-预冷器冷水出口，7-结晶器，8-结晶器物料进口，9-结晶器物料出口，10-结晶器夹层，11-结晶器冷水进口，12-结晶器冷水出口，13-溢流口，14-循环泵，15-供热箱，16-泵，17-阀门，18-结晶器冲洗出口，19-阀门，20-泵，21-离心机，22-冷却水塔，23-泵，24-缓存罐，25-泵，26-阀门，27-泵，28-反应釜，29-排空阀，30-导流板，31-阀门，32-泵，33-回收罐。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1 一种VC废液再利用生产草酸的方法
步骤如下：
（1）VC废液预处理 采用真空浓缩装置，在0.6的真空度的条件下，利用蒸汽间接加热VC废液至沸腾，使VC废液中的水分挥发，使得VC废液的密度浓缩至1.35；
（2）将浓度为36-38°Bé的吸收母液导入反应釜中加入密度为1.35-1.38 kg/m3的VC废液，向反应釜中加入催化剂五氧化二钒和钼酸铵；其中，五氧化二钒和钼酸铵的质量比为1:2，加入催化剂占反应釜中VC废液的质量比为1:10000；然后加入质量浓度为65%的硝酸，得混合液A；在58℃-60℃条件下，边搅拌边反应3-4小时，得混合液B；此时，混合液B中葡萄糖的含量接近零；
（4）将混合液B冷却结晶，获得草酸。
实施例2 在实施例1的基础上，将本发明获得的草酸进行精制，步骤如下：
（1）将获得的草酸在反应釜中溶于36-38°Bé的硫酸母液中，充分溶解后，得草酸母液，反应釜中的温度为56-58℃；
（2）将草酸母液在冷却结晶装置中连续结晶，使得草酸结晶为草酸颗粒，冷却结晶装置中的温度为25℃；
（3）将冷却结晶装置中的物质进行固液分离，得草酸颗粒和废液；
（4）将草酸颗粒在65-70℃条件下烘干，得纯度为99.6%的草酸。
实施例3
在实施例2的基础上，如图1所示，所述的冷却结晶装置，包括结晶器7，所述结晶器7上设置有结晶器物料进口8和结晶器物料出口9，所述结晶器物料进口8连接有预冷器1、结晶器物料出口9连接有离心机21，所述结晶器7上还设置有结晶器夹层10和溢流口13，所述结晶器夹层10上设置有结晶器冷水进口11和结晶器冷水出口12，所述溢流口13通过循环泵14和管道与结晶器物料进口8连接。
所述结晶器7连接有加热冲洗装置，所述加热冲洗装置包括供热箱15，所述供热箱15通过管道与结晶器物料进口8连接，作为优选，该管道可与物料循环管道连接，所述结晶器7上设置有结晶器冲洗出口18，所述结晶器冲洗出口18与回收罐33连通。定期用加热冲洗装置冲洗，防止草酸结晶后在结晶器7内壁上结垢进而影响冷却结晶的效果，同时可以防止堵塞结晶器物料出口9。
所述预冷器1上设置有预冷器夹层4，所述预冷器夹层上设置有预冷器冷水进口5和预冷器冷水出口6，所述结晶器冷水出口12通过管道与预冷器冷水进口5连通。从结晶器冷却出口12流出的冷水进入预冷器夹层4对高温物料进行预冷，进而简化设备的结构，提高对冷水的利用率。
所述结晶器冷水进口11通过管道与冷却水塔22连通，所述预冷器冷水出口6通过管道与冷却水塔22连通。采用本技术方案，使得冷却水能够循环利用，节约用水量。
所述预冷器冷水出口6与冷却水塔22之间设置有缓存罐24。
所述结晶器7内部设置有导流板30，能够加速物料流动，提高物料在结晶器7中强制循环的速度，提高物料结晶速度。
所述结晶器7上设置有排空阀29。
本装置的工作过程如下：将反应釜28中的高温物料通过泵27输送到预冷器1内，同时通过泵23向结晶器夹层11内打入冷水，高温物料在预冷器1中降温后进入结晶器7，当结晶器7中的物料的液位高于溢流孔13时启动循环泵14，物料经结晶器7强制快速换热，温度会降至要求的结晶温度，待稳定结晶后由结晶器物料出口9出料，进入离心机21进行固液分离，分离出的固体为需要湿品，关闭结晶器物料出口9，通过泵16从供热箱15向结晶器7内充入高温水对结晶器7高温冲洗，冲洗液从结晶器冲洗出口18流出进入回收罐33。
试验例1 对本发明制备的草酸进行检测
草酸质量通过GB/T 1626-2008中规定的方法进行测定，本发明制备的草酸符合各项标准。
本发明中，1.50-1.55吨的VC废液可生产1吨的草酸产品，而现有技术中，需要1.60-1.65吨的VC废液才可生产1吨的草酸产品。
Claims (7)
1.一种VC废液再利用生产草酸的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）VC废液预处理 采用真空浓缩装置，在压力为-0.09MPa至-0.06MPa的条件下，利用蒸汽间接加热VC废液至沸腾，使VC废液中的水分挥发，使得VC废液的密度浓缩至1.35-1.38kg/m3；
（2）将浓度为36-38°Bé的母液导入反应釜中，然后加入密度为1.35-1.38 kg/m3的VC废液，向反应釜中加入催化剂五氧化二钒和钼酸铵；其中，五氧化二钒和钼酸铵的质量比为1:2，加入催化剂占反应釜中VC废液的质量比为1:10000；然后加入质量浓度为65%的硝酸，得混合液A；在58℃-60℃条件下，边搅拌边反应3-4小时，得混合液B；其中，36-38°Bé的母液即36-38°Bé的硫酸母液；
（3）将混合液B冷却结晶，离心分离获得草酸；
将获得的草酸进行精制，步骤如下：
①将获得的草酸在反应釜中溶于36-38°Bé的硫酸母液中，充分溶解后，得草酸母液，反应釜中的温度为56-58℃；
②将草酸母液在冷却结晶装置中连续结晶，使得草酸结晶为草酸颗粒，冷却结晶装置中的温度为20-28℃；
③将冷却结晶装置中的物质进行固液分离，得草酸颗粒和废液；
④将草酸颗粒在65-70℃条件下烘干，得纯度为99.6%的草酸;
所述的冷却结晶装置，包括结晶器，所述结晶器上设置有结晶器物料进口和结晶器物料出口，所述结晶器物料进口连接有预冷器，所述结晶器上还设置有结晶器夹层和溢流口，所述结晶器夹层上设置有结晶器冷水进口和结晶器冷水出口，所述溢流口通过循环泵和管道与结晶器物料进口连接，所述结晶器连接有加热冲洗装置，所述加热冲洗装置包括供热箱，所述供热箱通过管道与结晶器物料进口连接，所述结晶器上设置有结晶器冲洗出口，所述结晶器冲洗出口与回收罐连通。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤②中，所述冷却结晶装置中的温度为25℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述供热箱为水箱或溶解罐。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预冷器上设置有预冷器夹层，所述预冷器夹层上设置有预冷器冷水进口和预冷器冷水出口。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述结晶器冷水出口通过管道与预冷器冷水进口连通，所述结晶器冷水进口通过管道与冷却水塔连通，所述预冷器冷水出口通过管道与冷却水塔连通。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预冷器冷水出口与冷却水塔之间设置有缓存罐。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结晶器内部设置有导流板，所述结晶器上设置有排空阀。
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