CN106966870B - 一种多效蒸发精馏工艺处理甘氨酸结晶母液的系统 - Google Patents

一种多效蒸发精馏工艺处理甘氨酸结晶母液的系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多效蒸发精馏工艺处理甘氨酸结晶母液的系统，包括一效精馏塔、一效再沸器、二效蒸发器、一效塔釜出料泵、冷却系统、回流系统、负压系统和出盐系统，采用本发明的系统多效蒸发精馏回收甘氨酸结晶母液中的甲醇与氯化铵；通过设定精馏塔的操作压力，将前一效的顶部蒸汽作为后一效蒸发器的热源，以有效地利用前一效蒸汽的冷凝潜热，各塔塔顶蒸汽经冷却系统冷凝，控制排出冷凝液温度不小于0℃，冷凝下来的冷凝液进入回流系统，经泵提压后一部分回流入精馏塔塔顶，其余送出精馏系统，冷却系统的不凝气经负压系统压缩后送出精馏系统。利用本发明的系统进行甘氨酸结晶母液处理，所耗蒸汽为传统回收工艺的40％～65％。

Description

一种多效蒸发精馏工艺处理甘氨酸结晶母液的系统
技术领域
本发明涉及一种多效蒸发精馏工艺处理甘氨酸结晶母液的系统。
背景技术
传统的甘氨酸生产工艺采用甲醇提取甘氨酸后，母液中含有大量的甲醇、氯化铵和水，甲醇采用蒸馏提取后重复利用，剩余的氯化铵水溶液通常采用多效蒸发浓缩结晶工艺。但是尽管传统处理工艺采用了多效蒸发浓缩工艺来节能降耗，但是甲醇蒸馏提取过程中也消耗大量的蒸汽，造成甘氨酸母液的总体处理能耗的增加。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种多效蒸发精馏工艺处理甘氨酸结晶母液的系统。
本发明的技术方案概述如下：
一种多效蒸发精馏工艺处理甘氨酸结晶母液的系统，包括一效精馏塔1、一效再沸器3、二效蒸发器2和一效塔釜出料泵4，甘氨酸结晶母液罐区F通过管路与一效精馏塔1的中部连接，一效精馏塔1的底端通过管路分别与一效再沸器3底端和一效塔釜出料泵4连接，一效再沸器3的顶端通过管路与一效精馏塔1的下部蒸汽入口连接，一效精馏塔1的顶端通过管路与冷却系统H连接后分两路，一路与尾气回收系统E连接，另一路连接回流系统J；一效塔釜出料泵4通过管路与二效蒸发器2的底部连接，二效蒸发器2的顶端通过管路与补充蒸汽A管路合并后贯穿一效再沸器3后与冷凝液罐区D连接，二效蒸发器2的底端通过管路与出盐系统K连接后与储盐罐区C连接；蒸汽B通过管路贯穿二效蒸发器2后与冷凝液罐区D连接；回流系统J通过管路分别与一效精馏塔1的顶部和塔顶产品罐区G连接。
第二种多效蒸发精馏工艺处理甘氨酸结晶母液的系统，包括一效精馏塔12、一效再沸器15、二效精馏塔11、二效再沸器14、三效蒸发器13、一效塔釜出料泵16和二效塔釜出料泵17，甘氨酸结晶母液罐区E1通过管路与二效精馏塔11的底端连接，二效精馏塔11的底端通过管路分别与二效塔釜出料泵17、二效再沸器14的底部连接，二效再沸器14的顶端通过管路与二效精馏塔11的底部蒸汽入口连接，二效精馏塔11的顶端通过管路贯穿一效再沸器15后与回流系统J1连接；二效塔釜出料泵17通过管路与一效精馏塔12的中部连接，一效精馏塔12的底端通过管路分别与一效再沸器15的底端和一效塔釜出料泵16连接，一效再沸器15的顶端通过管路与一效精馏塔12的下部蒸汽入口连接，一效塔釜出料泵16通过管路与三效蒸发器13的底部连接，一效精馏塔12的顶端通过管路与冷却系统H1连接后分两路，一路与负压系统I1连接后再与尾气回收系统F1连接，另一路与回流系统J1连接；三效蒸发器13的顶端通过管路与补充蒸汽A1管路合并后贯穿二效再沸器14后与冷凝液罐区D1连接，三效蒸发器13的底端通过管路与出盐系统K1连接后与储盐罐区C1连接；蒸汽B1通过管路贯穿三效蒸发器13后与冷凝液罐区D1连接；回流系统J1通过管路分别与二效精馏塔11和一效精馏塔12的顶部连接，回流系统J1通过管路与塔顶产品罐区G1连接。
第三种多效蒸发精馏工艺处理甘氨酸结晶母液的系统，包括二效精馏塔21、二效再沸器24、一效精馏塔22、一效再沸器25、三效蒸发器23、二效塔釜出料泵26和一效塔釜出料泵27，甘氨酸结晶母液罐区F2通过管路分别与二效精馏塔21和一效精馏塔22的中部连接；二效精馏塔21的底端通过管道分别与二效再沸器24的底部和二效塔釜出料泵26连接；二效塔釜出料泵26通过管路与三效蒸发器23的底部连接，二效精馏塔21的顶端通过管路贯穿一效再沸器25后与回流系统J2连接；一效精馏塔22的底端通过管路分别与一效再沸器25的底部和一效塔釜出料泵27连接，一效再沸器25的顶端通过管路与一效精馏塔22的下部蒸汽入口连接，一效塔釜出料泵27通过管路与二效塔釜出料泵26连接；一效精馏塔22的顶端通过管路与冷却系统H2连接后分两路，一路与负压系统I2连接后再与尾气回收系统E2连接，另一路与回流系统J2连接；三效蒸发器23的顶端通过管路与补充蒸汽A2管路合并后贯穿二效再沸器24后与冷凝液罐区D2连接，三效蒸发器23的底端通过管路与出盐系统K2连接后与储盐罐区C2连接；蒸汽B2通过管路贯穿三效蒸发器23后与冷凝液罐区D2连接；回流系统J2通过管路分别与二效精馏塔21和一效精馏塔22的顶部连接，回流系统J2通过管路与塔顶产品罐区G2连接。
再沸器优选热虹吸式再沸器、釜式再沸器、降膜式再沸器或一次通过式再沸器，最好是热虹吸式再沸器。
负压系统优选液环真空泵、喷射真空泵和罗茨真空泵中至少一种。
回流系统主要由回流罐、回流泵和流量控制系统组成。
本发明的优点：
本发明的多效蒸发精馏工艺处理甘氨酸结晶母液的系统不仅能够同时得到高纯度的甲醇和氯化铵，而且工艺简单、能耗低，本发明方法所耗蒸汽为传统回收工艺的40％～65％，大大为节省了操作费用，适合大规模生产。
附图说明
图1为一种多效蒸发精馏工艺处理甘氨酸结晶母液的系统示意图。
图2为第二种多效蒸发精馏工艺处理甘氨酸结晶母液的系统示意图。
图3为第三种多效蒸发精馏工艺处理甘氨酸结晶母液的系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图，根据某农药厂的甘氨酸母液组成，对本发明作进一步的说明。下述说明仅是为了使本领域的技术人员能够更好地理解本发明，但不对本发明作任何限制。
实施例1
一种多效蒸发精馏工艺处理甘氨酸结晶母液的系统，见图1，包括一效精馏塔1、一效再沸器3、二效蒸发器2和一效塔釜出料泵4，甘氨酸结晶母液罐区F通过管路与一效精馏塔1的中部连接，一效精馏塔1的底端通过管路分别与一效再沸器3底端和一效塔釜出料泵4连接，一效再沸器3的顶端通过管路与一效精馏塔1的下部蒸汽入口连接，一效精馏塔1的顶端通过管路与冷却系统H连接后分两路，一路与尾气回收系统E连接，另一路连接回流系统J；一效塔釜出料泵4通过管路与二效蒸发器2的底部连接，二效蒸发器2的顶端通过管路与补充蒸汽A管路合并后贯穿一效再沸器3后与冷凝液罐区D连接，二效蒸发器2的底端通过管路与出盐系统K连接后与储盐罐区C连接；蒸汽B通过管路贯穿二效蒸发器2后与冷凝液罐区D连接；回流系统J通过管路分别与一效精馏塔1的顶部和塔顶产品罐区G连接。
本实施例中甘氨酸结晶母液为某农药厂提供，其质量组成为甲醇：65％，NH4Cl：5％，水：30％及其他微量组分；一效精馏塔的操作压力为100KPaA，塔顶温度为67.6℃，主要成份为甲醇，塔釜温度为104.8℃，主要成分为水和氯化铵；二效蒸发器的操作压力为200KPaA，操作温度为136.4℃，蒸汽B采用500KpaA的饱和水蒸气加热，一效再沸器为热虹吸式再沸器，热源采用二效蒸发器的二次蒸汽与200KPaA的饱和水蒸汽作为混合热源；回流系统主要由回流罐、回流泵和流量控制系统组成，回流液的温度67.6℃；出盐系统为奥斯陆蒸发结晶系统，排出的盐主要成分为NH4Cl，含水量<10％。
利用本发明的系统回收甘氨酸结晶母液中甲醇和氯化铵所消耗的蒸汽为传统回收工艺的40％左右。
实施例2
第二种多效蒸发精馏工艺处理甘氨酸结晶母液的系统，见图2，包括一效精馏塔12、一效再沸器15、二效精馏塔11、二效再沸器14、三效蒸发器13、一效塔釜出料泵16和二效塔釜出料泵17，甘氨酸结晶母液罐区E1通过管路与二效精馏塔11的底端连接，二效精馏塔11的底端通过管路分别与二效塔釜出料泵17、二效再沸器14的底部连接，二效再沸器14的顶端通过管路与二效精馏塔11的底部蒸汽入口连接，二效精馏塔11的顶端通过管路贯穿一效再沸器15后与回流系统J1连接；二效塔釜出料泵17通过管路与一效精馏塔12的中部连接，一效精馏塔12的底端通过管路分别与一效再沸器15的底端和一效塔釜出料泵16连接，一效再沸器15的顶端通过管路与一效精馏塔12的下部蒸汽入口连接，一效塔釜出料泵16通过管路与三效蒸发器13的底部连接，一效精馏塔12的顶端通过管路与冷却系统H1连接后分两路，一路与负压系统I1连接后再与尾气回收系统F1连接，另一路与回流系统J1连接；三效蒸发器13的顶端通过管路与补充蒸汽A1管路合并后贯穿二效再沸器14后与冷凝液罐区D1连接，三效蒸发器13的底端通过管路与出盐系统K1连接后与储盐罐区C1连接；蒸汽B1通过管路贯穿三效蒸发器13后与冷凝液罐区D1连接；回流系统J1通过管路分别与二效精馏塔11和一效精馏塔12的顶部连接，回流系统J1通过管路与塔顶产品罐区G1连接。
本实施例中甘氨酸结晶母液为某农药厂提供，其质量组成为甲醇：65％，NH4Cl：5％，水：30％及其他微量组分；一效精馏塔的操作压力为45KPaA，塔顶温度为50℃，主要成份为甲醇，塔釜温度为83.1℃，主要成分为水和氯化铵；二效精馏塔操作压力为300KPaA，塔顶温度为97.7℃，主要成分为甲醇，塔釜温度为101.5℃，主要成分为甲醇、水和氯化铵；三效蒸发器的操作压力为200KPaA，操作温度为136.4℃，三效蒸发器的热源B1采用500KpaA的饱和水蒸气加热，二效再沸器为热虹吸式再沸器，热源采用三效蒸发器的二次蒸汽作为热源，若二次蒸汽量不够，则采用200KPaA的饱和水蒸汽A1作为补充热源；一效再沸器为热虹吸式再沸器，热源采用二效精馏塔的塔顶蒸汽；负压系统为水环真空泵，抽气量为150m3/min，提供的绝对真空压力为20KPaA；回流系统主要由回流罐、回流泵和流量控制系统组成，一效精馏塔与二效精馏塔共用一套回流系统，回流液的温度50.5℃；出盐系统为奥斯陆蒸发结晶系统，排出的盐主要成分为NH4Cl，含水量<10％。
利用本发明的系统回收甘氨酸结晶母液中甲醇和氯化铵所消耗的蒸汽为传统回收工艺的的65％左右。
实施例3
第三种多效蒸发精馏工艺处理甘氨酸结晶母液的系统，见图3，包括二效精馏塔21、二效再沸器24、一效精馏塔22、一效再沸器25、三效蒸发器23、二效塔釜出料泵26和一效塔釜出料泵27，甘氨酸结晶母液罐区F2通过管路分别与二效精馏塔21和一效精馏塔22的中部连接；二效精馏塔21的底端通过管道分别与二效再沸器24的底部和二效塔釜出料泵26连接；二效塔釜出料泵26通过管路与三效蒸发器23的底部连接，二效精馏塔21的顶端通过管路贯穿一效再沸器25后与回流系统J2连接；一效精馏塔22的底端通过管路分别与一效再沸器25的底部和一效塔釜出料泵27连接，一效再沸器25的顶端通过管路与一效精馏塔22的下部蒸汽入口连接，一效塔釜出料泵27通过管路与二效塔釜出料泵26连接；一效精馏塔22的顶端通过管路与冷却系统H2连接后分两路，一路与负压系统I2连接后再与尾气回收系统E2连接，另一路与回流系统J2连接；三效蒸发器23的顶端通过管路与补充蒸汽A2管路合并后贯穿二效再沸器24后与冷凝液罐区D2连接，三效蒸发器23的底端通过管路与出盐系统K2连接后与储盐罐区C2连接；蒸汽B2通过管路贯穿三效蒸发器23后与冷凝液罐区D2连接；回流系统J2通过管路分别与二效精馏塔21和一效精馏塔22的顶部连接，回流系统J2通过管路与塔顶产品罐区G2连接。
本实施例中甘氨酸结晶母液为某农药厂提供，其质量组成为甲醇：70％，NH4Cl：5％，水：25％及其他微量组分；一效精馏塔的操作压力为50KPaA，塔顶温度为51.4℃，主要成份为甲醇，塔釜温度为85.8℃，主要成分为水和氯化铵；二效精馏塔操作压力为280KPaA，塔顶温度为95.8℃，主要成分为甲醇，塔釜温度为137.7℃，主要成分为水和氯化铵；三效蒸发器的操作压力为450KPaA，操作温度为167.5℃，三效蒸发器的热源B2采用900KpaA的饱和水蒸气加热，二效再沸器为热虹吸式再沸器，热源采用三效蒸发器的二次蒸汽作为热源，若二次蒸汽量不够，则采用450KPaA的饱和水蒸汽A2作为补充热源；一效再沸器为热虹吸式再沸器，热源采用二效精馏塔的塔顶蒸汽；负压系统为水环真空泵，抽气量为130m3/min，提供的绝对真空压力为20KPaA；回流系统主要由回流罐、回流泵和流量控制系统组成，一效精馏塔与二效精馏塔共用一套回流系统，回流液的温度51.4℃；出盐系统为奥斯陆蒸发结晶系统，排出的盐主要成分为NH4Cl，含水量<10％。
利用本发明的系统回收甘氨酸结晶母液中甲醇和氯化铵所消耗的蒸汽为传统回收工艺的的55％左右。
用釜式再沸器、降膜式再沸器或一次通过式再沸器替代本实施例的热虹吸式再沸器，其它同本实施例，其效果同本实施例。
用喷射真空泵或罗茨真空泵替代本实施例的液环真空泵，其它同本实施例，其效果同本实施例。

Claims (7)

1.一种多效蒸发精馏工艺处理甘氨酸结晶母液的装置，包括一效精馏塔(1)、一效再沸器(3)、二效蒸发器(2)和一效塔釜出料泵(4)，其特征是甘氨酸结晶母液罐区(F)通过管路与一效精馏塔(1)的中部连接，一效精馏塔(1)的底端通过管路分别与一效再沸器(3)底端和一效塔釜出料泵(4)连接，一效再沸器(3)的顶端通过管路与一效精馏塔(1)的下部蒸汽入口连接，一效精馏塔(1)的顶端通过管路与冷却系统(H)连接后分两路，一路与尾气回收系统(E)连接，另一路连接回流系统(J)；一效塔釜出料泵(4)通过管路与二效蒸发器(2)的底部连接，二效蒸发器(2)的顶端通过管路与补充蒸汽(A)管路合并后贯穿一效再沸器(3)后与冷凝液罐区(D)连接，二效蒸发器(2)的底端通过管路与出盐系统(K)连接后与储盐罐区(C)连接；蒸汽(B)通过管路贯穿二效蒸发器(2)后与冷凝液罐区(D)连接；回流系统(J)通过管路分别与一效精馏塔(1)的顶部和塔顶产品罐区(G)连接。
2.一种多效蒸发精馏工艺处理甘氨酸结晶母液的装置，包括一效精馏塔(12)、一效再沸器(15)、二效精馏塔(11)、二效再沸器(14)、三效蒸发器(13)、一效塔釜出料泵(16)和二效塔釜出料泵(17)，其特征是甘氨酸结晶母液罐区(E1)通过管路与二效精馏塔(11)的底端连接，二效精馏塔(11)的底端通过管路分别与二效塔釜出料泵(17)、二效再沸器(14)的底部连接，二效再沸器(14)的顶端通过管路与二效精馏塔(11)的底部蒸汽入口连接，二效精馏塔(11)的顶端通过管路贯穿一效再沸器(15)后与回流系统(J1)连接；二效塔釜出料泵(17)通过管路与一效精馏塔(12)的中部连接，一效精馏塔(12)的底端通过管路分别与一效再沸器(15)的底端和一效塔釜出料泵(16)连接，一效再沸器(15)的顶端通过管路与一效精馏塔(12)的下部蒸汽入口连接，一效塔釜出料泵(16)通过管路与三效蒸发器(13)的底部连接，一效精馏塔(12)的顶端通过管路与冷却系统(H1)连接后分两路，一路与负压系统(I1)连接后再与尾气回收系统(F1)连接，另一路与回流系统(J1)连接；三效蒸发器(13)的顶端通过管路与补充蒸汽(A1)管路合并后贯穿二效再沸器(14)后与冷凝液罐区(D1)连接，三效蒸发器(13)的底端通过管路与出盐系统(K1)连接后与储盐罐区(C1)连接；蒸汽(B1)通过管路贯穿三效蒸发器(13)后与冷凝液罐区(D1)连接；回流系统(J1)通过管路分别与二效精馏塔(11)和一效精馏塔(12)的顶部连接，回流系统(J1)通过管路与塔顶产品罐区(G1)连接。
3.一种多效蒸发精馏工艺处理甘氨酸结晶母液的装置，包括二效精馏塔(21)、二效再沸器(24)、一效精馏塔(22)、一效再沸器(25)、三效蒸发器(23)、二效塔釜出料泵(26)和一效塔釜出料泵(27)，其特征是甘氨酸结晶母液罐区F2通过管路分别与二效精馏塔(21)和一效精馏塔(22)的中部连接；二效精馏塔(21)的底端通过管道分别与二效再沸器(24)的底部和二效塔釜出料泵(26)连接；二效再沸器(24)的顶端通过管路与二效精馏塔(21)的底部蒸汽入口连接，二效塔釜出料泵(26)通过管路与三效蒸发器(23)的底部连接，二效精馏塔(21)的顶端通过管路贯穿一效再沸器(25)后与回流系统(J2)连接；一效精馏塔(22)的底端通过管路分别与一效再沸器(25)的底部和一效塔釜出料泵(27)连接，一效再沸器(25)的顶端通过管路与一效精馏塔(22)的下部蒸汽入口连接，一效塔釜出料泵(27)通过管路与二效塔釜出料泵(26)连接；一效精馏塔(22)的顶端通过管路与冷却系统(H2)连接后分两路，一路与负压系统(I2)连接后再与尾气回收系统(E2)连接，另一路与回流系统(J2)连接；三效蒸发器(23)的顶端通过管路与补充蒸汽(A2)管路合并后贯穿二效再沸器(24)后与冷凝液罐区(D2)连接，三效蒸发器(23)的底端通过管路与出盐系统(K2)连接后与储盐罐区(C2)连接；蒸汽(B2)通过管路贯穿三效蒸发器(23)后与冷凝液罐区(D2)连接；回流系统(J2)通过管路分别与二效精馏塔(21)和一效精馏塔(22)的顶部连接，回流系统(J2)通过管路与塔顶产品罐区(G2)连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种多效蒸发精馏工艺处理甘氨酸结晶母液的装置，特征在于所述再沸器是热虹吸式再沸器、釜式再沸器或一次通过式再沸器。
5.根据权利要求4所述的一种多效蒸发精馏工艺处理甘氨酸结晶母液的装置，特征在于所述再沸器是热虹吸式再沸器。
6.根据权利要求2或3所述的一种多效蒸发精馏工艺处理甘氨酸结晶母液的装置，特征在于所述负压系统是液环真空泵、喷射真空泵和罗茨真空泵中至少一种。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种多效蒸发精馏工艺处理甘氨酸结晶母液的装置，其特征在于所述回流系统主要由回流罐、回流泵和流量控制系统组成。
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