CN114105830A - 牛磺酸生产方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了牛磺酸生产方法，所述方法包括：S1、将含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液与氨混合，得到调整液；S2、将所述调整液进行加压和加热处理，然后进行氨解反应，得到牛磺酸碱金属盐溶液；S3、将所述牛磺酸碱金属盐溶液进行闪蒸处理，得到高温氨气和闪蒸后的牛磺酸碱金属盐溶液；S4、将牛磺酸碱金属盐溶液进行蒸发浓缩处理后，经中和得到牛磺酸；S5、将步骤S3中所述高温氨气作为外部热源之一进行步骤S2的加热处理，在所述加热处理过程中，所述高温氨气降温并转化为低温氨气，所述低温氨气作为氨源之一用于步骤S1中与所述含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液混合。本发明的方法可以有效地回收利用氨解反应后剩余未反应的氨和氨所带有的热量，提高生产效率，降低能耗，减少生产成本，适于规模化应用。

Description

牛磺酸生产方法和系统

技术领域

本发明涉及化工领域。具体地，本发明涉及牛磺酸生产方法和系统。

背景技术

牛磺酸是一种非蛋白质氨基酸，具有消炎、解热、镇痛、抗惊厥和降低血压等作用，是人体内最重要的氨基酸之一。近年来，随着对牛磺酸的生理作用、营养价值的深入研究，其应用变得非常广泛。

目前，市场上的牛磺酸主要由环氧乙烷法制备而来，一般制备步骤为：羟化、调整、氨解、中和、纯化。羟化的目的是使环氧乙烷与酸式亚硫酸碱金属盐发生加成反应，制备羟乙基磺酸碱金属盐；调整的目的是调节羟化液中氨的含量，并调节羟化液的pH，使羟乙基磺酸碱金属盐处于一个合适的环境，以便在下一反应步骤中得到较高的转化率。调整液在进入合成塔进行氨解之前，通常需要大量的热量给调整液供热，在此过程中，能耗消耗巨大。由于氨解反应需要氨过量，反应完成后会有剩余的高温氨水，若直接将其排出，会造成资源浪费。因此，如果将这部分高温氨气回收利用，会有助于降低整个牛磺酸生产的能耗，提高生产效率，降低成本。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中存在的技术问题至少之一。为此，本发明提出了牛磺酸生产方法和系统，该方法和系统可以有效地回收利用氨解反应后剩余未反应的高温氨水，提高生产效率，降低能耗，减少生产成本，适于规模化应用。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种牛磺酸生产方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：S1、将含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液与氨混合，得到调整液；S2、将所述调整液进行加压和加热处理，然后进行氨解反应，得到牛磺酸碱金属盐溶液；S3、将所述牛磺酸碱金属盐溶液进行闪蒸处理，得到高温氨气和闪蒸后的牛磺酸碱金属盐溶液；S4、将牛磺酸碱金属盐溶液进行蒸发浓缩处理后，经中和得到牛磺酸；S5、将步骤S3中所述高温氨气作为外部热源之一进行步骤S2的加热处理，在所述加热处理过程中，所述高温氨气降温成低温氨气，所述低温氨气作为氨源之一用于步骤S1中与所述含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液混合。

根据本发明实施例的方法中，氨解反应后剩余未反应的氨溶解于牛磺酸碱金属盐溶液中，利用氨气的沸点比水蒸气的沸点低的特性，将牛磺酸碱金属盐溶液进行闪蒸处理，以便使氨气分离出来，得到高温氨气。由于氨解反应是在高温高压下进行的，因此需要预先对待反应的调整液进行加压和加热处理。这部分高温氨气可以作为外部热源之一用于加热调整液，减少了热量供应，降低能耗。同时，可以使高温氨气降温。降温后低温氨气被含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液吸收，以减少调整液中氨的添加。由此，整体上提高了牛磺酸生产效率，降低生产能耗，减少生产成本，适于规模化应用。

根据本发明的实施例，上述牛磺酸生产方法还可以具有下列附加技术特征：

根据本发明的实施例，步骤S5中所述低温氨气作为氨源之一在吸氨装置中被含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液吸收。

根据本发明的实施例，步骤S5中，将所述含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液通入吸氨装置中，所述含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液在所述吸氨装置的内腔中加速流动，使所述溶液周围形成小于低温氨气的压力，以便将所述低温氨气吸入至所述内腔中，并与上方喷淋下来的所述含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液逆向接触，以吸收低温氨气，吸收有低温氨气的溶液排出所述内腔后被再次通入内腔，循环吸收低温氨气，得到所述调整液。

根据本发明的实施例，所述含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液通入所述吸氨装置的流速为1～6m/s，所述氨气通入所述吸氨装置的流速为5～60m/s，进入吸氨装置中氨气的浓度为20～90％m/m。

根据本发明的实施例，所述氨解反应的压力为18～22MPa；进行所述闪蒸处理之前，将所述牛磺酸碱金属盐溶液进行减压至1.0～1.5MPa；所述闪蒸处理的压力为0.5～0.8MPa。

根据本发明的实施例，所述高温氨气的温度为100～150℃，所述低温氨气的温度为80～95℃。

根据本发明的实施例，所述调整液中氨的浓度为20～30％m/v。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种牛磺酸生产系统。根据本发明的实施例，所述系统包括：调整罐，所述调整罐用于将含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液与氨混合，得到调整液；加压装置，所述加压装置与所述调整罐相连，用于将所述调整液进行加压处理；加热装置，所述加热装置与所述加压装置相连，用于将经过加压处理后的调整液进行加热处理；氨解反应装置，所述氨解反应装置与所述加热装置相连，用于将所述加热处理后的调整液进行氨解反应，得到牛磺酸碱金属盐溶液；闪蒸装置，所述闪蒸装置分别与所述氨解反应装置和加热装置相连，所述闪蒸装置用于将所述牛磺酸碱金属盐溶液进行闪蒸处理，得到高温氨气和闪蒸后的牛磺酸碱金属盐溶液；所述高温氨气用于进入所述加热装置中，作为外部热源对所述调整液进行加热，并得到低温氨气；吸氨装置，所述吸氨装置分别与所述加热装置和调整罐相连，所述吸氨装置用于含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液吸收所述低温氨气；蒸发装置，所述蒸发装置与所述闪蒸装置相连，所述蒸发装置用于浓缩闪蒸后的牛磺酸碱金属盐溶液；中和装置，所述中和装置与所述蒸发装置相连，所述中和装置用于对浓缩后的牛磺酸碱金属盐溶液进行中和处理，得到牛磺酸。

根据本发明实施例的系统中，氨解反应后剩余未反应的氨溶解于牛磺酸碱金属盐溶液中，利用氨气的沸点比水蒸气的沸点低的特性，将牛磺酸碱金属盐溶液进行闪蒸处理，以便使氨气分离出来，得到高温氨气。由于氨解反应是在高温高压下进行的，因此需要预先对待反应的调整液进行加压和加热处理。这部分高温氨气可以作为外部热源之一用于加热调整液，减少了热量供应，降低能耗。同时，可以使高温氨气降温。降温后低温氨气被含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液吸收，以减少调整液中氨的添加。由此，整体上提高了牛磺酸生产效率，降低生产能耗，减少生产成本，适于规模化应用。

根据本发明的实施例，所述吸氨装置包括：本体，所述本体内形成有内腔，所述本体上设置有进液口和进气口，所述进气口位于所述进液口下方，所述进液口与所述调整罐相连，用于向所述内腔中通入所述含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液；所述进气口与所述加热装置相连，用于向所述内腔中送入所述低温氨气；所述系统进一步包括：循环泵，所述循环泵分别与所述调整罐和吸氨装置相连。

根据本发明的实施例，所述吸氨装置底端的高度超过整个牛磺酸生产系统的设备和管道的顶端。

根据本发明的实施例，所述吸氨装置底端与整个牛磺酸生产系统的设备和管道的顶端的高度差为15～30米。

根据本发明的实施例，所述调整罐内设置有氨浓度检测部件。

根据本发明的实施例，所述系统进一步包括：控制装置，所述控制装置分别与所述循环泵、吸氨装置、加压装置和氨浓度检测部件相连。

根据本发明的实施例，所述加热装置包括：多级加热器，所述多级加热器由至少两个加热器串联组成，其中最上游的加热器与所述加压装置相连，最下游的加热器与所述氨解反应装置相连，所述多级加热器用于对所述调整液进行多级加热，并将所得调整液通入所述氨解反应装置中；所述多级加热器中至少包括一个高温氨气加热器，所述高温氨气加热器包括：高温氨气加热管路和第一物料管路，所述第一物料管路置于所述高温氨气加热管路内。

根据本发明的实施例，所述多级加热器中至少包括一个导热油加热器，所述导热油加热器包括：导热油加热管路和第二物料管路，所述第二物料管路置于所述导热油加热管路内，所述第一物料管路与所述第二物料管路连通。

根据本发明的实施例，各所述加热器为套管式加热器。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1显示了根据本发明一个实施例的牛磺酸生产方法的流程示意图；

图2显示了根据本发明一个实施例的牛磺酸生产系统结构示意图；

图3显示了根据本发明另一个实施例的牛磺酸生产系统结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提出了牛磺酸生产方法和系统，下面将分别对其进行详细描述。

牛磺酸生产方法

在本发明的一个方面，本发明提出了一种牛磺酸生产方法。根据本发明的实施例，参见图1，该方法包括：

在该步骤中，环氧乙烷和酸式亚硫酸碱金属盐反应，得到含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液。

S1制备调整液

在该步骤中，将含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液与氨混合，得到调整液。羟乙基磺酸碱金属盐与氨预先制成调整液，以便于后续发生氨解反应，得到牛磺酸碱金属盐。具体地，该含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液可以是通过环氧乙烷和酸式亚硫酸碱金属盐反应得到的。

根据本发明的实施例，调整液中氨的浓度为20～30％m/v。在此条件下氨过量，满足氨解反应要求，高收率生成牛磺酸碱金属盐。

S2氨解反应

在该步骤中，将调整液进行加压和加热处理，然后进行氨解反应，得到牛磺酸碱金属盐溶液。

根据本发明的实施例，氨解反应的压力为18～22MPa。由此，羟乙基磺酸碱金属盐和氨充分反应生成牛磺酸碱金属盐，收率高，副产物少。

根据本发明的实施例，将调整液先进行加压处理，后进行加热处理。若先进行加热处理，高温的料液经过加压装置，容易对加压装置造成损害，影响应用寿命。

S3闪蒸处理

在该步骤中，将所述牛磺酸碱金属盐溶液进行闪蒸处理，得到高温氨气和闪蒸后的牛磺酸碱金属盐溶液。由于氨解反应要求氨过量，反应生成的牛磺酸碱金属盐溶液中残留剩余未反应的高温氨。利用氨气比水蒸气沸点低的特性，采用闪蒸处理，可以使水中的氨转化为氨气，实现分离目的，有助于回收利用高温氨气。该高温氨气可以作为外部热源进行步骤S200的加热处理，加热处理过程中，高温氨气降温成低温氨气，低温氨气用于步骤S100中与含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液混合。

根据本发明的实施例，进行闪蒸处理之前，将牛磺酸碱金属盐溶液进行减压至1.0～1.5MPa。由于氨解反应是在18～22MPa的压力下进行的，因此，氨解反应后，先将其减压至1.0～1.5MPa，再通入闪蒸装置中进行闪蒸处理。

根据本发明的实施例，闪蒸处理的压力为0.5～0.8MPa。由此，牛磺酸碱金属盐溶液中的氨可以高效的转化为氨气，而大部分的水在此压力下仍呈液态，从而可以分离出氨气。若闪蒸压力过大，则氨不能完全从高压液体中溢出；若压力过小，则大量的水蒸汽在高温下也能迅速与氨气一起溢出。此条件下，分离氨后的闪蒸釜中牛磺酸钠溶液中只剩下1-10％m/v的氨。

根据本发明的实施例，高温氨气的温度为100～150℃。由此，可以用于加热调整液。

根据本发明的实施例，低温氨气的温度为80～95℃。在此温度下，有助于低温氨气在吸氨装置中被含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液吸收，提高吸收效率。

S4蒸发、中和

根据本发明的实施例，将牛磺酸碱金属盐溶液进行蒸发浓缩处理后，经中和得到牛磺酸。由此，以便得到高纯度牛磺酸成品。

需要说明的是，本发明对于蒸发、中和、结晶和重结晶条件不做严格限定，可以采用本领域常规技术手段实施。

S5将步骤S3中高温氨气作为外部热源之一进行步骤S2的加热处理，在加热处理过程中，高温氨气降温成低温氨气，低温氨气作为氨源之一用于步骤S1中与含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液混合。

高温氨气可以作为部分外部热源用于加热处理，以减少加热处理的能耗、降低成本。对于另一部分热源不做严格限定，可以为本领域常见的热源，例如导热油等，具体可以根据实际情况灵活选择。

高温氨气在作为热源进行加热处理后，自身温度降低，所得低温氨气作为氨源之一用于与含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液混合，得到调整液。为了满足调整液中氨浓度的要求，需要进一步添加氨，对于添加氨的时机不做严格限定，既可以在含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液吸收低温氨气之前向溶液中加氨，也可以在吸收氨气之后向溶液中加氨，具体可以根据实际情况灵活选择。

根据本发明的实施例，步骤S5中，低温氨气作为氨源之一在吸氨装置中被含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液吸收。由此，以便于在吸氨装置中吸收低温氨气于溶液中。

根据本发明的实施例，步骤S5中，将含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液通入吸氨装置中，含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液在吸氨装置的内腔中加速流动，使溶液周围形成小于低温氨气的压力，以便将低温氨气吸入至内腔中，并与上方喷淋下来的含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液逆向接触，以吸收低温氨气，吸收有低温氨气的溶液排出所述内腔后被再次通入内腔，循环吸收低温氨气，得到调整液。

含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液进入调整罐，经循环泵打入高处的吸氨装置中，由于吸氨装置的内腔自上而下减小，使得含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液流速变快，使其周围形成小于低温氨气的压力，从而使低温氨气吸入内腔中。羟乙基磺酸碱金属盐溶液向下喷淋，与向上运动的低温氨气逆向接触，从而充分将低温氨气吸收至溶液中，并进入调整罐，调整液又被循环泵打入吸氨装置，继续吸收氨气，由此，以实现循环吸氨的目的，再将调整液流入下一工序。由此，通过吸氨装置向下喷洒，增大了与氨的接触面积，可以提高吸收效率；在负压下循环吸氨，提高氨的吸收量。发明人尝试过不采用吸氨装置，直接将氨气通入含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液中，存在吸收不充分的缺陷，而且，未吸收的氨气会挥发进气相，导致调整罐内的压力升高，存在安全隐患。

根据本发明的实施例，含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液通入吸氨装置的流速为1～6m/s，流量为50～300m³/h，氨气通入吸氨装置的流速为5～60m/s，流量为500～6000m³/h，进入吸氨装置中氨气的浓度为20～90％m/m。由此，可以使氨气充分地被含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液吸收。若含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液的流速/流量过大，则吸氨装置中的液体无法迅速排出，造成溢料；若过小，含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液经多孔板均匀分布后淋洒下来，由于喷射速度太慢，导致吸入无法形成负压，因此低温氨气不能迅速从管道中被吸入吸氨装置，导致循环吸氨的时间过长，降低了生产效率；若氨气流速/流量过大，则会造成氨无法完全被吸收，从而升高了吸氨装置内部的压力，给设备造成不良影响；若过小，则需要循环更多的时间，调整液才能达到转料的浓度，降低了生产效率。

牛磺酸生产系统

在本发明的另一方面，本发明提出了一种牛磺酸生产系统。根据本发明的实施例，参见图2，该系统包括：调整罐200、加压装置300、加热装置400、氨解反应装置500、闪蒸装置600、吸氨装置700、蒸发装置800和中和装置900。下面将各装置进行详细描述。

根据本发明的实施例，调整罐200用于将含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液与氨混合，得到调整液。含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液与氨制成调整液，便于后续氨解反应发生。

根据本发明的实施例，加压装置300与调整罐200相连，用于将调整液进行加压处理。由于，以便促使后续氨解反应发生。

根据本发明的实施例，加热装置400与加压装置300相连，用于将经过加压处理后的调整液进行加热处理。由于，以便促使后续氨解反应发生。若将加热装置与调整罐相连，即先进行加热处理后进行加压处理，则高温的料液经过加压装置，容易对加压装置造成损害，影响应用寿命。

根据本发明的实施例，加热装置400包括：多级加热器，该多级加热器由至少两个加热器串联组成，其中最上游的加热器与加压装置相连，最下游的加热器与氨解反应装置相连，多级加热器用于对调整液进行多级加热，并将所得调整液通入氨解反应装置中；多级加热器中至少包括一个高温氨气加热器，高温氨气加热器包括：高温氨气加热管路和第一物料管路，第一物料管路置于高温氨气加热管路内。

第一物料管路中通入物料，高温氨气加热管路中通入高温氨气作为加热介质，物料与加热介质的通入方向相反。高温氨气的温度为100～150℃，其与第一物料管路接触，通过热传递进入物料中，对物料实现加热。高温氨气加热器是以高温氨气作为加热介质，可以将其作为加热介质对含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液进行加热。

需要说明的是，按照料液的加热先后顺序，先加热料液的加热器为上游加热器，后加热料液的加热器为下游加热器。

根据本发明的实施例，多级加热器中至少包括一个导热油加热器，导热油加热器包括：导热油加热管路和第二物料管路，第二物料管路置于导热油加热管路内，第一物料管路与第二物料管路连通。导热油加热管路中通入导热油作为加热介质，物料与加热介质的通入方向相反，以进一步对物料进行加热，以满足氨解反应的温度要求。

根据本发明的实施例，各所述加热器为套管式加热器。第一物料管路和第二物料管路分别作为管层，高温氨气加热管路和导热油加热管路分别作为壳层，如此设计具有以下几个好处：1、由于物料成分较为复杂，因此容易形成堵塞管道的杂质，管层方便清洗；2、由于物料处于高压状态，因此走管层，有利于出料；3、在进行套管加热器生产时，壳层是后连接到管层的，因此管层比壳层更容易保压，另外壳层外径比管层大，壳层保压，可以减少管道厚度，从而减少成本；4、管层需要连接的法兰也较少，高压液体经过时，更安全，减少漏料几率。

根据本发明的实施例，氨解反应装置500与加热装置400相连，用于将加热处理后的调整液进行氨解反应，得到牛磺酸碱金属盐溶液。由此，羟乙基磺酸碱金属盐与氨反应生成牛磺酸碱金属盐。

根据本发明的实施例，闪蒸装置600分别与氨解反应装置500和加热装置400相连，闪蒸装置600用于将牛磺酸碱金属盐溶液进行闪蒸处理，得到高温氨气和闪蒸后的牛磺酸碱金属盐溶液；高温氨气用于进入加热装置400中，作为外部热源之一对调整液进行加热，并得到低温氨气。

由于氨解反应要求氨过量，反应生成的牛磺酸碱金属盐溶液中残留剩余未反应的高温氨。利用氨气比水蒸气沸点低的特性，将高温牛磺酸碱金属盐溶液通入闪蒸装置600中进行闪蒸处理，可以使水中的氨转化为氨气，实现分离目的，有助于回收利用高温氨气。该高温氨气可以作为外部热源进入加热装置400中进行加热处理，并得到低温氨气。

根据本发明的实施例，吸氨装置700分别与调整罐200和加热装置400相连；吸氨装置700用于含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液吸收所述低温氨气。由此，实现氨的重复利用。

根据本发明的实施例，吸氨装置700包括：本体，该本体内形成有内腔，本体上设置有进液口和进气口，进气口位于进液口下方，进液口与调整罐200相连，用于向内腔中通入含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液；进气口与加热装置400相连，用于向内腔中送入低温氨气。根据本发明的另一实施例，该系统进一步包括：循环泵720，循环泵720分别与调整罐200和吸氨装置700相连。

含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液进入调整罐，经循环泵打入高处的吸氨装置中，由于吸氨装置的内腔自上而下减小，使得含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液流速变快，使其周围形成小于低温氨气的压力，从而使低温氨气吸入内腔中。羟乙基磺酸碱金属盐溶液向下喷淋，与向上运动的低温氨气逆向接触，从而充分将低温氨气吸收至溶液中，并进入调整罐，调整液又被循环泵打入吸氨装置，继续吸收氨气，以实现循环吸氨的目的，再将调整液流入下一工序。由此，通过吸氨装置向下喷洒，增大了与氨的接触面积，可以提高吸收效率；在负压下循环吸氨，提高氨的吸收量。发明人尝试过不采用吸氨装置，直接将氨气通入含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液中，存在吸收不充分的缺陷，而且，未吸收的氨气会挥发进气相，导致调整罐内的压力升高，存在安全隐患。另外，循环泵与吸氨装置的结构进行联合设计，可以循环吸收氨气，有利于高效吸氨的同时，实现连续反应，从而提高生产效率。

根据本发明的实施例，吸氨装置底端的高度超过整个牛磺酸生产系统的设备和管道的顶端(与吸氨装置相连的管道除外)。具体地，吸氨装置底端与整个牛磺酸生产系统的设备和管道的顶端的高度差为15～30米。若高度差过大，则物料排出的时间太长，并且下降管无法起到稳定的抽吸作用，若高度差过小，容易导致吸氨装置中未反应的氨气与含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液/预调整液一同从下部竖直下降管排除过程中，部分液体又被倒吸至闪蒸釜中。

根据本发明的实施例，调整罐内设置有氨浓度检测部件。由此，可以判断出调整罐内调整液中氨浓度，当氨浓度满足氨解反应要求时，可以停止氨吸收，并将调整液通入加热装置中加热，便于完成后续氨解反应。

根据本发明的实施例，该系统进一步包括：控制装置，该控制装置分别与循环泵、吸氨装置、加压装置和氨浓度检测部件相连。当氨浓度检测部件检测到调整罐内调整液浓度符合要求时，反馈至控制装置，控制循环泵关闭、吸氨装置关闭、加压装置开启，以便于将调整液通入加热装置中加热。当氨浓度检测部件检测到调整罐内调整液浓度不符合要求时，反馈至控制装置，控制循环泵开启、吸氨装置开启、加压装置关闭，以便于使羟乙基磺酸碱金属盐溶液通入调整罐中，循环流入吸氨装置中，吸收通入的经加热装置降温的含氨蒸汽，并流入调整罐中，循环吸氨直至调整液中氨浓度满足要求。

根据本发明的实施例，蒸发装置700与闪蒸装置600相连，蒸发装置700用于浓缩闪蒸后的牛磺酸碱金属盐溶液。根据本发明的另一实施例，中和装置800与蒸发装置700相连，中和装置800用于对浓缩后的牛磺酸碱金属盐溶液进行中和处理，得到牛磺酸。由此，以便得到高纯度牛磺酸。

本领域技术人员能够理解的是，前面针对牛磺酸生产方法所描述的特征和优点，同样适用于该系统，在此不再赘述。

下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

参见图3，利用环氧乙烷和亚硫酸氢钠做为主要反应原料，流量比控制在1.06-1.08，制备含有羟乙基磺酸钠溶液，控制反应温度70-80℃。将制备好的的羟乙基磺酸钠打入吸氨装置(3)，流速为1m/s，吸氨装置底端与整个牛磺酸生产系统的设备和管道的顶端的高度差为20米，羟乙基磺酸钠溶液经多孔板均匀分布后淋洒下来，通过高速连续喷射，吸入室形成负压，不断吸收通入的闪蒸并经过加热器降温的低温氨气(流速为10m/s，流量为浓度为30～50％m/m)，大部分低温氨气被吸收，剩余低温氨气与羟乙基磺酸钠溶液一同从下部竖直下降管(4)排出，由于下降管的抽吸作用，剩余低温氨气以气泡形式被分散于羟乙基磺酸钠溶液中，经换热后储存于调整罐(2)中，调整液循环吸氨约90min时，氨的含量达到24-28m/v，控制调整液的温度为45-55℃，压力为0.25-0.35MPa时，将调整液打入高压泵，经高压泵(5)加压至18-20MPa后进入套管式加热器管程中，闪蒸后的高温氨气进入一级加热器(6)壳程，给调整液升温至75-85℃，导热油进入二、三级加热(7、8)壳程，给调整液升温至240-260℃(由温度计(9)控温)进入高压合成塔(10)进行氨解反应，得到牛磺酸钠溶液。牛磺酸钠溶液经减压阀减压至1.0-1.2MPa后经过闪蒸釜(11)，当闪蒸压力为0.5-0.6MPa时，分离出高温氨气，分离完氨气后，闪蒸釜中的牛磺酸钠溶液中含有约5％m/v的氨。将高温氨气通过换热器给调整液加热后由羟乙基磺酸碱金属盐吸收，闪蒸的氨气温度由原来的100-115℃，给调整液供热后降为80-95℃。闪蒸液经过蒸发、中和、结晶、重结晶得到高纯的牛磺酸成品。

实施例2

参见图3，利用环氧乙烷和亚硫酸氢钾做为主要反应原料，流量比控制在1.06-1.08，制备含有羟乙基磺酸钾的溶液，控制反应温度70-80℃。将制备好的羟乙基磺酸钾溶液打入吸氨装置(3)，流速为2m/s，吸氨装置底端与整个牛磺酸生产系统的设备和管道的顶端的高度差为28米，经多孔板均匀分布后淋洒下来，通过高速连续喷射，吸入室形成负压，不断吸收通入的闪蒸并经过加热器降温的低温氨气(流速为20m/s，浓度为30～70％m/m)，大部分低温氨气被吸收，剩余低温氨气与羟乙基磺酸钾溶液一同从下部竖直下降管(4)排出，由于下降管的抽吸作用，剩余低温氨气以气泡形式被分散于羟乙基磺酸钾溶液中，经换热后储存于调整罐(2)中，调整液循环吸氨约60min时，调整液氨含量达到24-28m/v，控制调整液的温度为45-55℃，调整液经高压泵(5)加压至20-22MPa后进入套管式加热器管程中，闪蒸后的高温氨气进入一级加热器(6)壳程，给调整液升温至75-85℃，导热油进入二、三级加热(7、8)壳程，给调整液升温至260-280℃(由温度计(9)控温)进入高压合成塔(10)进行氨解反应，得到牛磺酸钾溶液。牛磺酸碱金属盐溶液经减压阀减压至1.2-1.5MPa后经过闪蒸釜(11)，当闪蒸压力为0.6-0.8MPa时，分离出高温氨气，分离完氨气后，闪蒸釜中的牛磺酸钾溶液中含有约3％m/v的氨。。将高温氨气通过换热器给调整液加热后由羟乙基磺酸碱金属盐吸收，闪蒸的氨气温度由原来的100-115℃，给调整液供热后降为80-95℃。闪蒸液经过蒸发、中和、结晶、重结晶得到高纯的牛磺酸成品。

实施例3

参见图3，利用环氧乙烷和亚硫酸氢钠做为主要反应原料，流量比控制在1.06-1.08，制备含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液，控制反应温度70-80℃。将制备好的羟乙基磺酸钠溶液打入吸氨装置(3)，流速为6m/s，吸氨装置底端与整个牛磺酸生产系统的设备和管道的顶端的高度差为18米，调整液经多孔板均匀分布后淋洒下来，通过高速连续喷射，吸入室形成负压，不断吸收通入的闪蒸并经过加热器降温的低温氨气(流速为60m/s，浓度为60～90％m/m)，大部分低温氨气被吸收，剩余低温氨气与羟乙基磺酸钠溶液一同从下部竖直下降管(4)排出，由于下降管的抽吸作用，剩余低温氨气以气泡形式被分散于羟乙基磺酸钠溶液中，经换热后储存于调整罐(2)中，调整液循环吸氨约40min时，调整液氨含量达到24-28m/v，控制调整液的温度为45-55℃，调整液经高压泵(5)加压至20-22MPa后进入套管式加热器管程中，闪蒸后的高温氨气进入一级加热器(6)壳程，给调整液升温至75-85℃，导热油进入二、三级加热(7、8)壳程，给调整液升温至240-260℃(由温度计(9)控温)进入高压合成塔(10)进行氨解反应，得到牛磺酸钠溶液。牛磺酸钠溶液经减压阀减压至1.2-1.5MPa后经过闪蒸釜(11)，当闪蒸压力为0.6-0.8MPa时，分离出高温氨气，分离完氨气后，闪蒸釜中的牛磺酸钠溶液中含有约2％m/v的氨。。将高温氨气通过换热器给调整液加热后由羟乙基磺酸钠吸收，闪蒸的氨气温度由原来的100-115℃，给调整液供热后降为80-95℃。闪蒸液经过蒸发、中和、结晶、重结晶得到高纯的牛磺酸成品。

对比例1高度差过低

参见图3，利用环氧乙烷和酸式亚硫酸碱金属盐做为主要反应原料，流量比控制在1.06-1.08，制备含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液，控制反应温度70-80℃。将制备好的含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液打入吸氨装置(3)，流速为3m/s，吸氨装置底端与整个牛磺酸生产系统的设备和管道的顶端的高度差为5米，调整液经多孔板均匀分布后淋洒下来，通过高速连续喷射，吸入室形成负压，不断吸收通入的闪蒸并经过加热管降温的氨气，大部分低温氨气被吸收，剩余低温氨气与含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液一同从下部竖直下降管(4)排出的过程中，部分液体又被倒吸至闪蒸釜中。

对比例2含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液流速过小

参见图3，利用环氧乙烷和酸式亚硫酸碱金属盐做为主要反应原料，流量比控制在1.06-1.08，制备含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液，控制反应温度70-80℃。将制备好的含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液打入吸氨装置(3)，流速为0.5m/s，，吸氨装置底端与调整罐顶端的高度差为20米，含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液经多孔板均匀分布后淋洒下来，由于喷射速度太慢，导致吸入无法形成负压，因此低温氨气不能迅速从管道中被吸入吸氨装置，导致循环吸氨的事间过长，降低了生产效率。

对比例3含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液和低温氨气流速过小

参见图3，利用环氧乙烷和酸式亚硫酸碱金属盐做为主要反应原料，流量比控制在1.06-1.08，制备含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液，控制反应温度70-80℃。将制备好的含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液打入吸氨装置(3)，流速为0.1m/s，吸氨装置底端与整个牛磺酸生产系统的设备和管道的顶端的高度差为18米，调整液经多孔板均匀分布后淋洒下来，通过高速连续喷射，吸入室形成负压，不断吸收通入的闪蒸并经过加热管降温的低温氨气(流速为2m/s)，由于含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液的流速和低温氨气的流速均过慢，低温氨气容易回流至闪蒸液中，并且吸收了氨的含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液无法正常流入调整液中。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种牛磺酸生产方法，其特征在于，包括：

S1、将含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液与氨混合，得到调整液；

S2、将所述调整液进行加压和加热处理，然后进行氨解反应；

S3、将氨解后的溶液减压后进行闪蒸处理，得到高温氨气和含有牛磺酸碱金属盐的溶液；

S4、将含有牛磺酸碱金属盐溶液进行蒸发浓缩处理后，经中和得到牛磺酸；

S5、将步骤S3中所述高温氨气作为外部热源之一进行步骤S2的加热处理，在所述加热处理过程中，所述高温氨气降温成低温氨气，所述低温氨气作为氨源之一用于步骤S1中与所述含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液混合。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5中所述低温氨气作为氨源之一在吸氨装置中被含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液吸收。

3.根据权利要求2所述的方法，步骤S5中，将所述含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液通入吸氨装置中，所述含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液在所述吸氨装置的内腔中加速流动，使所述溶液周围形成小于低温氨气的压力，以便将所述低温氨气吸入至所述内腔中，并与上方喷淋下来的所述含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液逆向接触，以吸收低温氨气，吸收有低温氨气的溶液排出所述内腔后被再次通入内腔，循环吸收低温氨气，得到所述调整液。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液通入所述吸氨装置的流速为1～6m/s，所述氨气通入所述吸氨装置的流速为5～60m/s，进入吸氨装置中氨气的浓度为20～90％m/m。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氨解反应的压力为18～22MPa；

进行所述闪蒸处理之前，将所述含有牛磺酸碱金属盐的溶液减压至1.0～1.5MPa；

所述闪蒸处理的压力为0.5～0.8MPa；

任选地，所述高温氨气的温度为100～150℃，所述低温氨气的温度为80～95℃；

任选地，所述调整液中氨的浓度为20～30％m/v。

6.一种牛磺酸生产系统，其特征在于，包括：

调整罐，所述调整罐用于将含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液与氨混合，得到调整液；

加压装置，所述加压装置与所述调整罐相连，用于将所述调整液进行加压处理；

加热装置，所述加热装置与所述加压装置相连，用于将经过加压处理后的调整液进行加热处理；

氨解反应装置，所述氨解反应装置与所述加热装置相连，用于将所述加热处理后的调整液进行氨解反应，得到牛磺酸碱金属盐溶液；

闪蒸装置，所述闪蒸装置分别与所述氨解反应装置和加热装置相连，所述闪蒸装置用于将所述牛磺酸碱金属盐溶液进行闪蒸处理，得到高温氨气和闪蒸后的牛磺酸碱金属盐溶液；所述高温氨气用于进入所述加热装置中，作为外部热源之一对所述调整液进行加热，并得到低温氨气；

吸氨装置，所述吸氨装置分别与所述加热装置和调整罐相连，所述吸氨装置用于含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液吸收所述低温氨气；

蒸发装置，所述蒸发装置与所述闪蒸装置相连，所述蒸发装置用于浓缩闪蒸后的牛磺酸碱金属盐溶液；

中和装置，所述中和装置与所述蒸发装置相连，所述中和装置用于对浓缩后的牛磺酸碱金属盐溶液进行中和处理，得到牛磺酸。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述吸氨装置包括：本体，所述本体内形成有内腔，所述本体上设置有进液口和进气口，所述进气口位于所述进液口下方，所述进液口与所述调整罐相连，用于向所述内腔中通入所述含有羟乙基磺酸碱金属盐的溶液；所述进气口与所述加热装置相连，用于向所述内腔中送入所述低温氨气；

任选地，所述系统进一步包括：循环泵，所述循环泵分别与所述调整罐和吸氨装置相连；

任选地，所述调整罐内设置有氨浓度检测部件。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述吸氨装置底端的高度超过整个牛磺酸生产系统的设备和管道的顶端，所述整个牛磺酸生产系统的管道不包括与吸氨装置相连的管道；

任选地，所述吸氨装置底端与整个牛磺酸生产系统的设备和管道的顶端的高度差为15～30米。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：控制装置，所述控制装置分别与所述循环泵、吸氨装置、加压装置和氨浓度检测部件相连。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述加热装置包括：

多级加热器，所述多级加热器由至少两个加热器串联组成，其中最上游的加热器与所述加压装置相连，最下游的加热器与所述氨解反应装置相连，所述多级加热器用于对所述调整液进行多级加热，并将所得调整液通入所述氨解反应装置中；

所述多级加热器中至少包括一个高温氨气加热器，所述高温氨气加热器包括：高温氨气加热管路和第一物料管路，所述第一物料管路置于所述高温氨气加热管路内；

任选地，所述多级加热器中至少包括一个导热油加热器，所述导热油加热器包括：导热油加热管路和第二物料管路，所述第二物料管路置于所述导热油加热管路内，

所述第一物料管路与所述第二物料管路连通；

任选地，各所述加热器为套管式加热器。

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