CN108558689A - 一种工业氨基乙酸副产物氯化铵无高盐水溶液处理方法 - Google Patents

一种工业氨基乙酸副产物氯化铵无高盐水溶液处理方法 Download PDF

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徐书建
韩景耀
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Abstract

本发明公开了一种工业氨基乙酸副产物氯化铵无高盐水溶液处理方法，包括以下步骤：（a）将甲醇母液经低温无回流甲醇精馏工段，分离出92%含量的甲醇和氯化铵水溶液，甲醇回用于生产工段；（b）将剩余氯化铵水溶液经双逆流独立低温双效蒸发工段，蒸效水全部回用于生产工段，剩余液体经常温结晶、过滤分离得到氯化铵成品和氯化铵高盐水溶液；（c）将剩余高盐水溶液经低温结晶、离心分离得到氯化铵成品和乌洛托品水溶液；（d）将乌洛托品水溶液经活性炭过滤脱色得到纯净乌洛托品水溶液，回用于生产工段；本发明回收设备与工艺简单，容易实现，能够有效分离出可利用物质回用于生产工段重复使用，达到将高盐水溶液变废为宝、降低环保压力的目的。

Description

一种工业氨基乙酸副产物氯化铵无高盐水溶液处理方法
技术领域
本发明属于工业氨基乙酸副产物氯化铵废水处理技术领域，具体涉及一种工业氨基乙酸副产物氯化铵无高盐水溶液处理方法。
背景技术
工业氨基乙酸有40余年历程，其用途广泛，工业氨基乙酸作为中间体产品主要用于下游草甘膦行业、医药级、食品级氨基乙酸等行业作为主要原料，工业氨基乙酸制造工艺非常复杂，经多道工段并且有严格的检验才能生产出合格的产品。
工业氨基乙酸生产过程首先是由醋酸、硫磺、液氯经氯化反应生成一氯乙酸产品，其工段主要副产物是工业盐酸，一氯乙酸作为氨基乙酸中间产品经液氨、乌洛托品进行氨化反应生成氨基乙酸水溶液再经甲醇萃取工段生成氨基乙酸，经离心分离出氨基乙酸成品与甲醇母液，产品经干燥包装销售。
甲醇母液经精馏工段进行精馏甲醇工艺分离出92%含量的甲醇与氯化铵水溶液，甲醇回用于工业氨基乙酸生产工段重复使用，氯化铵水溶液排至氯化铵蒸发工段进行高温浓缩，得到氯化铵成品和无法处理的氯化铵高盐水溶液。
目前，大部分工业氨基乙酸生产企业里，离心工段分离出的甲醇母液经精馏甲醇工艺在108～110℃工作条件下进行精馏分离甲醇和氯化铵，甲醇回用于工业氨基乙酸生产工段重复使用，氯化铵水溶液排至氯化铵蒸发工段，再经氯化铵蒸发工段进行双效高温123～126℃蒸发或者多效高温125～128℃蒸发结晶分离出氯化铵成品及氯化铵高盐水溶液。其精馏甲醇工段及氯化铵蒸发工段生产工艺过程中，都没有脱离高温蒸发浓缩原理，高温的存在使得生产工艺过程中除主产品氯化铵外，还生成两种主要高盐、高氨氮溶液，一种是目前无法处理的高氨氮蒸效水（行业称二效水或蒸效水），一种是目前无法处理的高浓度高盐水溶液（行业称氯化铵水溶液），不仅造成了可利用物质的浪费，还因为污水处理给企业带来了较高的经济负担。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种回收设备与工艺简单、容易实现的工业氨基乙酸副产物氯化铵无高盐水溶液处理方法，能够有效分离出可利用物质回用于生产工段重复使用，达到将高盐水溶液变废为宝、降低环保压力的目的。
本发明的目的是这样实现的：一种工业氨基乙酸副产物氯化铵无高盐水溶液处理方法，包括以下步骤：
（a）将离心分离出工业氨基乙酸成品的甲醇母液经低温无回流甲醇精馏工段，分离出92%含量的甲醇和氯化铵水溶液，甲醇回用于生产工段重复使用；
（b）将剩余氯化铵水溶液经双逆流独立低温双效蒸发工段，所得蒸效水全部回用于生产工段重复使用，剩余液体经常温结晶、过滤分离得到氯化铵成品和氯化铵高盐水溶液；
（c）将剩余高盐水溶液经低温结晶、离心分离得到氯化铵成品和乌洛托品水溶液，低温结晶温度控制在23℃以下；
（d）将乌洛托品水溶液经活性炭过滤脱色得到纯净乌洛托品水溶液，储存于中转罐，回用于生产工段重复使用，活性炭可返厂回收再利用。
优选的，所述步骤（c）中，低温结晶温度为15～20℃。
优选的，所述步骤（c）中，低温结晶主要采用低温结晶釜和冷水机组完成，通过冷水机组持续为低温结晶釜提供低温结晶环境。
优选的，所述步骤（d）中，活性炭过滤脱色主要采用活性炭过滤塔完成，所述活性炭过滤塔开设有位于顶部的出气口、位于侧上部的进料口和位于底部的出料口。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
（1）低温无回流甲醇精馏工段工作温度80～90℃，双逆流独立低温双效蒸发工段50～65℃，一次常温结晶温度为30～40℃，二次低温结晶温度15～20℃，因此整套工艺系统无高温炭化工艺发生，整套工艺流程可最大限度控制与保持氯化铵、乌洛托品原有介质无变质、炭化、分解条件的形成；
（2）回收乌洛托品90%可直接降低生产成本765元/t产品、可间接降低高盐水溶液处理成本180元/t产品，5～8%乌洛托品含于蒸效水回用于生产工段重复使用，实现绝大部分乌洛托品的回收利用；
（3）工艺操作简易，整个工艺过程为物理控制转换，工艺简单、无复杂的化学反应过程；
（4）二次低温结晶分离氯化铵、乌洛托品，可彻底解决现有工业氨基乙酸副产物高盐水溶液的处理难题；
（5）产生的蒸效水氨氮成分极少，可全部回用于生产工段重复使用，彻底实现蒸效水零排放，避免环保事故的发生；
（6）具有投资费用低、占地面积小等优点，投资设备主要有低温结晶釜、冷水机组和活性炭过滤塔，以年产2万吨工业氨基乙酸生产线为例，投资费用约25万元，运行效果显著，具有很好的经济效益和社会效益，值得推广。
下表是本发明与目前大部分工业氨基乙酸生产企业的工艺参数对比，以年产2万吨工业氨基乙酸生产线为例：
由此可见，以年产2万吨工业氨基乙酸生产线为例，本发明每年可为生产节约成本约2210.7万元，极大地降低了企业的生产成本，分离得到的可利用物质全部回用于生产工段，真正达到了变废为宝的目的，同时不再需要进行污水处理，有效避免环保事故的发生。
附图说明
图1是本发明的工艺流程简图。
图2是本发明的二次低温结晶、离心分离与活性炭过滤的工艺流程简图。
图3是本发明的低温结晶釜的结构示意图。
图4是本发明的冷水机组的结构示意图。
图5是本发明的活性炭过滤塔的结构示意图。
图中：1、出气口 2、进料口 3、出料口 。
具体实施方式
应理解，目前工业氨基乙酸副产物氯化铵高盐水溶液是氨基乙酸行业发展的最大障碍，由于没有脱离高温蒸发浓缩原理的处理工艺落后，造成氯化铵主产品氮含量偏低，落后工艺使大量的氮含量残留在无法蒸发剩余的氯化铵高盐水溶液中，使得可利用物质成为废弃物，造成了极大的浪费；同时，产生的氯化铵介质蒸效水（行业内成为二效水或蒸效水）氨氮含量超标，虽然有65%重复用于生产工段，但还有35%由于安全、环保问题，蒸效水含氨量很高，在氯乙酸车间盐酸工艺中使用时，遇到氯化氢气体中的氯会发生反应形成爆炸，非常危险，以至于无法完全回用于生产工段，即使不发生安全事故，不发生爆炸，也会发生冒出白色烟雾，污染环境的问题，因此目前各生产企业都不计处理成本的把剩余的35%的蒸效水排入污水系统进行处理，以避免环保事故的发生，但偏高的每吨200元污水处理费用，给生产企业带来不少的经济负担。
应理解，目前工业级氨基乙酸生产中无法处理的两种副产物溶液成分为：（1）工业级氨基乙酸副产物高氨氮蒸效水成分为：密度:1.05，PH值:8.5～9.5，色度：白色透明，氨氮含量：4500～6000，COD:45000～50000，游离氨:10%,氯离子：0.09%,乌洛托品：1.05%,甲醛：0.5%；（2）工业级氨基乙酸副产物高盐水溶液成分为：密度：1.23～1.25，PH值：5.5～6.3，色泽：深褐色粘稠状，氮含量：35%左右，氯离子：18～20%，剩余45～47%成分由水与多种有机酯混合组成。
应理解，甲醇精馏工艺中，因高温碳化会使氯化铵成分质变分解成氯化氢与氨，大部分乌洛托品质变分解成甲醛与氨，后排入氯化铵工段的氯化铵高盐水溶液因再次高温碳化使氯化铵分解成氯化氢与氨，部分乌洛托品分解成甲醛与氨，并且氯化铵分解成多种成分的有机酯，其中氯化氢、氨、甲醛混入蒸效水，是35%的蒸效水无法全部回收的主要原因。
应理解，氯化铵易溶于水，加热至100℃开始分解，337.8℃时可完全分解为氨气和氯化氢气体，遇冷后又会重新化合生成颗粒极小的氯化铵；乌洛托品溶于水，90℃以上会分解为甲醛和氨气。
应理解，本发明是在“甲醇母液无回流低温精馏技术”和“氯化铵废水双逆流独立低温双效蒸发技术”的专利技术后，进一步研发新型工艺技术，治理氯化铵高盐水溶液，使氯化铵、乌洛托品改变工艺条件不因高温而产生分解，保留两种物质原有的理化特性，达到最大限度回收利用的目的。
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案做进一步具体的说明。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明提供的一种工业氨基乙酸副产物氯化铵无高盐水溶液处理方法，包括以下步骤：
（a）将离心分离出工业氨基乙酸成品的甲醇母液经低温无回流甲醇精馏工段，分离出92%含量的甲醇和氯化铵水溶液，甲醇回用于生产工段重复使用；
（b）将剩余氯化铵水溶液经双逆流独立低温双效蒸发工段，所得蒸效水全部回用于生产工段重复使用，剩余液体经常温结晶、过滤分离得到氯化铵成品和氯化铵高盐水溶液；
（c）将剩余高盐水溶液经低温结晶、离心分离得到氯化铵成品和乌洛托品水溶液，低温结晶温度控制在23℃以下；
（d）将乌洛托品水溶液经活性炭过滤脱色得到纯净乌洛托品水溶液，储存于中转罐，回用于生产工段重复使用，活性炭可返厂回收再利用。
优选的，所述步骤（c）中，低温结晶温度为15～20℃，结晶时间自然是越长约好，一般情况下，常温结晶温度控制在30～40℃，常温结晶时间控制在50～60分钟，低温结晶温度控制在15～20℃，低温结晶时间控制在40～50分钟。由于氯化铵的溶解度在水温23℃达到最小，因此当温度降至23℃以下时就会有氯化铵开始析出，在低温下持续结晶一定时间，使氯化铵基本上全部析出，然后通过离心分离工艺将析出的氯化铵分离出来，离心分离一般通过离心设备完成。
优选的，所述步骤（c）中，低温结晶主要采用低温结晶釜和冷水机组完成，通过冷水机组持续为低温结晶釜提供低温结晶环境，使氯化铵持续析出。
优选的，所述步骤（d）中，活性炭过滤脱色主要采用活性炭过滤塔完成，活性炭可过滤出乌洛托品水溶液中的甲醛等无用物质，以得到纯净乌洛托品水溶液回用于生产工段重复使用。所述活性炭过滤塔开设有位于顶部的出气口1、位于侧上部的进料口2和位于底部的出料口3。
具体实施时，低温结晶釜型号可采用K5000L，K5000L内置搅拌器可加快氯化铵析出。冷水机组型号可采用WST5000，在低温结晶釜与冷水机组之间配备50m3/h冷水循环泵一台，加速降温水循环，降温水温度控制在10～12℃，通过冷水机组为低温结晶釜持续提供15～20℃的低温结晶环境。在活性炭过滤塔之前配备25m3/h耐腐泵一台，将离心分离后的乌洛托品水溶液通过耐腐泵从活性炭过滤塔的进料口2泵入活性炭过滤塔进行活性炭过滤脱色，从出料口3得到纯净乌洛托品水溶液，部分气体物质经出气口1排出。
实施例1：
一种工业氨基乙酸副产物氯化铵无高盐水溶液处理方法，包括以下步骤：
（a）将离心分离出工业氨基乙酸成品的甲醇母液经低温无回流甲醇精馏工段，工作温度80～82℃，分离出92%含量的甲醇和氯化铵水溶液，甲醇回用于生产工段重复使用；
（b）将剩余氯化铵水溶液经双逆流独立低温双效蒸发工段，工作温度52～54℃，所得蒸效水全部回用于生产工段重复使用，剩余液体经常温结晶、过滤分离得到白色氯化铵成品和淡黄色氯化铵高盐水溶液，常温结晶温度40℃，常温结晶时间60分钟；
（c）将剩余高盐水溶液经低温结晶、离心分离得到白色氯化铵成品和乌洛托品水溶液，低温结晶温度15℃，低温结晶时间40分钟；
（d）将乌洛托品水溶液经活性炭过滤脱色得到纯净乌洛托品水溶液，储存于中转罐，回用于生产工段重复使用。
整个处理过程运行良好，无环保事故发生，所得甲醇、蒸效水、纯净乌洛托品水溶液全部回用于生产工段重复使用，实现将绝大部分可利用物质回收利用的目的，所得氯化铵成品为白色，无剩余高盐水溶液，实现工业氨基乙酸副产物氯化铵高盐水溶液变废为宝的目的。
实施例2：
一种工业氨基乙酸副产物氯化铵无高盐水溶液处理方法，包括以下步骤：
（a）将离心分离出工业氨基乙酸成品的甲醇母液经低温无回流甲醇精馏工段，工作温度82～84℃，分离出92%含量的甲醇和氯化铵水溶液，甲醇回用于生产工段重复使用；
（b）将剩余氯化铵水溶液经双逆流独立低温双效蒸发工段，工作温度54～56℃，所得蒸效水全部回用于生产工段重复使用，剩余液体经常温结晶、过滤分离得到白色氯化铵成品和淡黄色氯化铵高盐水溶液，常温结晶温度38℃，常温结晶时间58分钟；
（c）将剩余高盐水溶液经低温结晶、离心分离得到白色氯化铵成品和乌洛托品水溶液，低温结晶温度16℃，低温结晶时间42分钟；
（d）将乌洛托品水溶液经活性炭过滤脱色得到纯净乌洛托品水溶液，储存于中转罐，回用于生产工段重复使用。
整个处理过程运行良好，无环保事故发生，所得甲醇、蒸效水、纯净乌洛托品水溶液全部回用于生产工段重复使用，实现将绝大部分可利用物质回收利用的目的，所得氯化铵成品为白色，无剩余高盐水溶液，实现工业氨基乙酸副产物氯化铵高盐水溶液变废为宝的目的。
实施例3：
一种工业氨基乙酸副产物氯化铵无高盐水溶液处理方法，包括以下步骤：
（a）将离心分离出工业氨基乙酸成品的甲醇母液经低温无回流甲醇精馏工段，工作温度84～86℃，分离出92%含量的甲醇和氯化铵水溶液，甲醇回用于生产工段重复使用；
（b）将剩余氯化铵水溶液经双逆流独立低温双效蒸发工段，工作温度56～58℃，所得蒸效水全部回用于生产工段重复使用，剩余液体经常温结晶、过滤分离得到白色氯化铵成品和淡黄色氯化铵高盐水溶液，常温结晶温度36℃，常温结晶时间56分钟；
（c）将剩余高盐水溶液经低温结晶、离心分离得到白色氯化铵成品和乌洛托品水溶液，低温结晶温度17℃，低温结晶时间44分钟；
（d）将乌洛托品水溶液经活性炭过滤脱色得到纯净乌洛托品水溶液，储存于中转罐，回用于生产工段重复使用。
整个处理过程运行良好，无环保事故发生，所得甲醇、蒸效水、纯净乌洛托品水溶液全部回用于生产工段重复使用，实现将绝大部分可利用物质回收利用的目的，所得氯化铵成品为白色，无剩余高盐水溶液，实现工业氨基乙酸副产物氯化铵高盐水溶液变废为宝的目的。
实施例4：
一种工业氨基乙酸副产物氯化铵无高盐水溶液处理方法，包括以下步骤：
（a）将离心分离出工业氨基乙酸成品的甲醇母液经低温无回流甲醇精馏工段，工作温度84～86℃，分离出92%含量的甲醇和氯化铵水溶液，甲醇回用于生产工段重复使用；
（b）将剩余氯化铵水溶液经双逆流独立低温双效蒸发工段，工作温度58～60℃，所得蒸效水全部回用于生产工段重复使用，剩余液体经常温结晶、过滤分离得到白色氯化铵成品和淡黄色氯化铵高盐水溶液，常温结晶温度34℃，常温结晶时间54分钟；
（c）将剩余高盐水溶液经低温结晶、离心分离得到白色氯化铵成品和乌洛托品水溶液，低温结晶温度18℃，低温结晶时间46分钟；
（d）将乌洛托品水溶液经活性炭过滤脱色得到纯净乌洛托品水溶液，储存于中转罐，回用于生产工段重复使用。
整个处理过程运行良好，无环保事故发生，所得甲醇、蒸效水、纯净乌洛托品水溶液全部回用于生产工段重复使用，实现将绝大部分可利用物质回收利用的目的，所得氯化铵成品为白色，无剩余高盐水溶液，实现工业氨基乙酸副产物氯化铵高盐水溶液变废为宝的目的。
实施例5：
一种工业氨基乙酸副产物氯化铵无高盐水溶液处理方法，包括以下步骤：
（a）将离心分离出工业氨基乙酸成品的甲醇母液经低温无回流甲醇精馏工段，工作温度86～88℃，分离出92%含量的甲醇和氯化铵水溶液，甲醇回用于生产工段重复使用；
（b）将剩余氯化铵水溶液经双逆流独立低温双效蒸发工段，工作温度60～62℃，所得蒸效水全部回用于生产工段重复使用，剩余液体经常温结晶、过滤分离得到白色氯化铵成品和淡黄色氯化铵高盐水溶液，常温结晶温度32℃，常温结晶时间52分钟；
（c）将剩余高盐水溶液经低温结晶、离心分离得到白色氯化铵成品和乌洛托品水溶液，低温结晶温度19℃，低温结晶时间448分钟；
（d）将乌洛托品水溶液经活性炭过滤脱色得到纯净乌洛托品水溶液，储存于中转罐，回用于生产工段重复使用。
整个处理过程运行良好，无环保事故发生，所得甲醇、蒸效水、纯净乌洛托品水溶液全部回用于生产工段重复使用，实现将绝大部分可利用物质回收利用的目的，所得氯化铵成品为白色，无剩余高盐水溶液，实现工业氨基乙酸副产物氯化铵高盐水溶液变废为宝的目的。
实施例6：
一种工业氨基乙酸副产物氯化铵无高盐水溶液处理方法，包括以下步骤：
（a）将离心分离出工业氨基乙酸成品的甲醇母液经低温无回流甲醇精馏工段，工作温度88～90℃，分离出92%含量的甲醇和氯化铵水溶液，甲醇回用于生产工段重复使用；
（b）将剩余氯化铵水溶液经双逆流独立低温双效蒸发工段，工作温度62～64℃，所得蒸效水全部回用于生产工段重复使用，剩余液体经常温结晶、过滤分离得到白色氯化铵成品和淡黄色氯化铵高盐水溶液，常温结晶温度30℃，常温结晶时间50分钟；
（c）将剩余高盐水溶液经低温结晶、离心分离得到白色氯化铵成品和乌洛托品水溶液，低温结晶温度20℃，低温结晶时间50分钟；
（d）将乌洛托品水溶液经活性炭过滤脱色得到纯净乌洛托品水溶液，储存于中转罐，回用于生产工段重复使用。
整个处理过程运行良好，无环保事故发生，所得甲醇、蒸效水、纯净乌洛托品水溶液全部回用于生产工段重复使用，实现将绝大部分可利用物质回收利用的目的，所得氯化铵成品为白色，无剩余高盐水溶液，实现工业氨基乙酸副产物氯化铵高盐水溶液变废为宝的目的。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种工业氨基乙酸副产物氯化铵无高盐水溶液处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（a）将离心分离出工业氨基乙酸成品的甲醇母液经低温无回流甲醇精馏工段，分离出92%含量的甲醇和氯化铵水溶液，甲醇回用于生产工段重复使用；
（b）将剩余氯化铵水溶液经双逆流独立低温双效蒸发工段，所得蒸效水全部回用于生产工段重复使用，剩余液体经常温结晶、过滤分离得到氯化铵成品和氯化铵高盐水溶液；
（c）将剩余高盐水溶液经低温结晶、离心分离得到氯化铵成品和乌洛托品水溶液，低温结晶温度控制在23℃以下；
（d）将乌洛托品水溶液经活性炭过滤脱色得到纯净乌洛托品水溶液，储存于中转罐，回用于生产工段重复使用，活性炭可返厂回收再利用。
2.根据权利要求1所述的工业氨基乙酸副产物氯化铵无高盐水溶液处理方法，其特征在于：所述步骤（c）中，低温结晶温度为15～20℃。
3.根据权利要求1所述的工业氨基乙酸副产物氯化铵无高盐水溶液处理方法，其特征在于：所述步骤（c）中，低温结晶主要采用低温结晶釜和冷水机组完成，通过冷水机组持续为低温结晶釜提供低温结晶环境。
4.根据权利要求1所述的工业氨基乙酸副产物氯化铵无高盐水溶液处理方法，其特征在于：所述步骤（d）中，活性炭过滤脱色主要采用活性炭过滤塔完成，所述活性炭过滤塔开设有位于顶部的出气口、位于侧上部的进料口和位于底部的出料口。
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