CN115645945A - 一种己二酸生产废液中二元酸回收提纯系统 - Google Patents

Abstract

本申请属于化工机械设备技术领域，具体涉及一种己二酸生产废液中二元酸回收提纯系统。该系统包括：通过管路依次连接的升膜蒸发器、分离器、二元酸回收结晶单元、离心分离装置、脱色罐、和二元酸蒸发结片单元。本申请通过适当浓缩增浓（将进入二元酸蒸发结片系统的物料浓度由现有的20%提升至50%）、冷却离心和溶解脱色等除杂脱色操作，可进一步改善和提升DBA成品品质。结合相关工艺参数调整，初步应用效果表明，可将现有成品纯度99.3%左右进一步提升至99.7%，并可将现有成品0.5%含量硝酸、0.5%含量水分进一步降低至硝酸≤0.1%、水≤0.3%，这对于提高DBA产品品质和提高其产品价值具有较好的技术意义。

Description

一种己二酸生产废液中二元酸回收提纯系统

技术领域

本申请属于化工机械设备技术领域，具体涉及一种己二酸生产废液中二元酸回收提纯系统。

背景技术

己二酸是一种重要的化工生产原料，在有机合成工业、医药、润滑剂制造、尼龙66和工程塑料等工业生产制备领域均具有广泛的用途。

己二酸的工业化生产制备，最早是以环己醇作为原料，然后通过硝酸氧化（苯酚加氢）制备获得。60年代后，随着其他化工行业发展，工业生产中逐步改用以环己烷为原料的生产工艺。即，先由环己烷制成中间产物环己酮和环己醇混合物（即酮醇油，又称KA油），然后再进行氧化制备成己二酸。在对KA油氧化过程中，一种工艺路线是以过量硝酸作为氧化剂，然后在催化剂和适当反应条件下来实现氧化反应的，由于这种工艺路线制备获得的己二酸收率较高、纯度较高，因此工业生产中应以较为广泛。

实际生产中，己二酸生产废液中主要成分包括：SA（丁二酸）约4%、GA（戊二酸）约13%、ADA（己二酸）约4%，其中SA/GA/ADA的混合物又常称为DBA，DBA在己二酸生产废液中共占比20%左右，同时己二酸生产废液中会还含有不到3%的硝酸。DBA作为一种化工生产原料，具有广泛的用途，因此，实际生产中，需要对己二酸生产废液中DBA进行回收以提高工业产值，同时也可降低环保处理成本。现有技术中，提取DBA时，通常是将己二酸生产废液直接送入二元酸蒸发结片系统进行蒸发结片，但这种直接生产方式所制备的DBA片状物纯度较差（99.3%左右）、颜色多为黄绿色、且硝酸含量较高（0.5%左右），因此，严重制约了回收所得DBA产物的生产应用范围，同时也限制了提取所得DBA产物的产品附加值。

发明内容

本申请目的在于提供一种己二酸生产废液中二元酸回收提纯系统，从而有效提取获得高纯度的DBA产物奠定一定技术基础。

本申请所采取的技术方案详述如下。

一种己二酸生产废液中二元酸回收提纯系统，包括：通过管路依次连接的升膜蒸发器、分离器、二元酸回收结晶单元、离心分离装置、脱色罐、和二元酸蒸发结片单元；

其中：

升膜蒸发器通过管路连接存储有待提纯的己二酸生产废液原料罐；实际设计中，蒸发器与原料罐之间的连接管路上设计有原料罐出料泵，以将原料罐内的己二酸生产废液泵入到蒸发器内；

所述升膜蒸发器，以低压蒸汽作为热源，用于对己二酸生产废液进行初步蒸发处理，控制出料温度为85℃左右；

所述分离器，具体例如采用旋风分离器，用于对升膜蒸发器蒸发处理后气液混合物进行分离，其中气相进行进一步回收处理后排入大气，液相部分进入后续的二元酸回收结晶单元；

实际设计中，旋风分离器顶部连接有真空系统，以保持旋风分离器内的负压状态（绝压为70-80KPa），从而有利于升膜蒸发器的快速蒸发；

所述二元酸回收结晶单元，包括若干串联的二元酸回收结晶器；所述二元酸回收结晶器，用于对分离器所分离液相进行冷却结晶（以析出二元酸）；每个二元酸回收结晶器对应连接有冷却装置（通常采用设有冷冻水进水管路和冷冻水出水管路的冷却盘管，从而可根据需要对每个二元酸回收结晶器的冷却结晶温度进行调控）；

优选设计中，二元酸回收结晶器的顶部设有回收结晶搅拌装置，用于确保回收液均匀降温；

具体设计中，二元酸回收结晶器可设计为3台，为节省动力，降温后回收液可依靠不同二元酸回收结晶器之间位差，从高到低依次溢流进入下一个二元酸回收结晶；实际设计中，每个二元酸回收结晶器可分别与现有负压系统连接，以使二元酸回收结晶器内部保持微负压状态（真空度140mm水柱左右），从而确保回收液的稳定有序流动；

在运行一定时间后，为对二元酸回收结晶器进行清洗，二元酸回收结晶器连接有低压蒸汽管路和冷凝水排出管路，低压清洗蒸汽经盘管进入二元酸回收结晶器以对其进行加热清洗；

所述离心分离装置，具体为：连接有滤饼洗涤水（冷高纯水，0.6MPa，10℃）管路的离心机，用于将二元酸结晶后回收液进行离心脱水洗涤，经离心洗涤后，主体为二元酸的滤饼中杂质含量进一步得到降低，所得滤饼进入溶解脱色罐中进行进一步处理；

所述溶解脱色罐，用于对离心分离装置分离所得滤饼溶解后进一步进行脱色和除杂处理；罐体上部设计有脱色除杂用活性炭加入口和溶解用溶解水加入口；

为进一步确保溶解脱色充分，在罐体顶部设计脱色罐搅拌器，和/或在罐体上设计有脱色罐低压蒸汽入口和对应的脱色罐冷凝液出口（适当提升溶解液温度，从而加速溶解）；

所述炭过滤器，用于将溶解脱色后溶解液中活性炭进行过滤清除；实际生产中，炭过滤器与溶解脱色罐的连接管路上设计有溶解脱色罐出料泵，用于将溶解脱色后溶解液泵入炭过滤器内；

进一步地，炭过滤器还配套有视镜和炭保护过滤器，以便较为直观判断炭过滤器的过滤情况和确保炭过滤器的稳定运行；

所述二元酸蒸发结片单元，包括：依次连接的二元酸蒸发结片进料罐、二元酸蒸发结片进料泵和结片机；经过滤去除活性炭后溶解液统一储存于进料罐内，随后再由进料泵泵入结片机内结片制备成DBA片状物成品。

本申请所提供的己二酸生产废液中二元酸回收提纯系统，通过适当浓缩增浓（将进入二元酸蒸发结片系统的物料浓度由现有的20%提升至50%，这样一方面可以降低结片过程中能耗，另一方面可以降低最终产品的水分含量）、冷却离心和溶解脱色等除杂脱色操作，可进一步改善和提升DBA成品品质。

结合相关工艺参数调整，初步应用效果表明，采用本申请所提供回收提纯系统后，可将现有成品纯度99.3%左右进一步提升至99.7%，并可将现有成品0.5%含量硝酸、0.5%含量水分进一步降低至硝酸≤0.1%、水≤0.3%，这对于提高DBA产品品质和提高其产品价值具有较好的技术意义。

附图说明

图1为本申请所提供己二酸生产液回收利用系统结构示意图。

实施例

如图1所示，本申请所提供己二酸生产废液中二元酸回收提纯系统，包括：通过管路依次连接的升膜蒸发器3、分离器4、二元酸回收结晶单元、离心分离装置7、脱色罐8、炭过滤器11和二元酸蒸发结片单元；

其中：

升膜蒸发器3通过管路连接存储有待提纯二元酸的己二酸生产废液原料罐1；实际设计中，蒸发器3与原料罐1之间的连接管路上设计有原料罐出料泵2，以将原料罐1内待提纯二元酸的己二酸生产废液泵入到蒸发器3内。

所述升膜蒸发器3，以低压蒸汽作为热源，用于对己二酸生产废液进行初步蒸发处理，控制出料温度为85℃左右。

所述分离器4，具体例如采用旋风分离器，用于对升膜蒸发器3蒸发处理后气液混合物进行分离，其中气相进行进一步回收处理后排入大气，液相部分进入后续的二元酸回收结晶单元；

实际设计中，旋风分离器顶部连接有真空系统（图中未示出，根据现有技术常识设计施工即可），以保持旋风分离器内的负压状态（绝压为70-80KPa），从而有利于升膜蒸发器3的快速蒸发。

所述二元酸回收结晶单元，包括若干串联的二元酸回收结晶器5；所述二元酸回收结晶器5，用于对分离器所分离液相进行冷却结晶（以析出二元酸），因此，每个二元酸回收结晶器5对应连接有冷却装置（通常采用设有冷冻水进水管路5-1和冷冻水出水管路5-3的冷却盘管，从而可根据需要对每个二元酸回收结晶器的冷却结晶温度进行调控）；

优选设计中，二元酸回收结晶器5的顶部设有回收结晶搅拌装置6，用于确保回收液均匀降温。

本实施例中，二元酸回收结晶器设计为3台，为节省动力，降温后回收液依靠不同二元酸回收结晶器之间位差，从高到低依次溢流进入下一个二元酸回收结晶；

实际设计中，每个二元酸回收结晶器可分别与现有负压系统连接（图中为示出，参考现有技术常规设计即可），以使二元酸回收结晶器内部保持微负压状态（真空度140mm水柱左右），从而确保回收液的稳定有序流动；

在运行一定时间后，为对二元酸回收结晶器进行清洗，二元酸回收结晶器连接有低压蒸汽管路5-2和冷凝水排出管路5-4，低压清洗蒸汽经盘管进入二元酸回收结晶器以对其进行加热清洗；

实际生产中，3台二元酸回收结晶器温度从高到低依次参考控制为：50℃、25℃、12℃。

所述离心分离装置7，具体为：连接有滤饼洗涤水（冷高纯水，0.6MPa，10℃）管路的离心机，用于将二元酸结晶后回收液进行离心脱水洗涤，经离心洗涤后，主体为二元酸的滤饼中杂质含量进一步得到降低（洗涤液进入其他工序进行后续处理），所得滤饼进入溶解脱色罐8中进行进一步处理。

所述溶解脱色罐8，用于对离心分离装置7分离所得滤饼溶解后进一步进行脱色和除杂处理，因此，罐体上部设计有脱色除杂用活性炭加入口8-1和溶解用溶解水加入口8-2；为进一步确保溶解脱色充分，可在罐体顶部设计脱色罐搅拌器9，和/或在罐体上设计有脱色罐低压蒸汽入口8-3和对应的脱色罐冷凝液出口8-4（适当提升溶解液温度，从而加速溶解）；

具体生产中，活性炭可按滤饼0.5%质量比进行添加，溶解后DBA溶液浓度控制在50%，从而有利于脱色除杂。

所述炭过滤器11，用于将溶解脱色后溶解液中活性炭进行过滤清除；实际生产中，炭过滤器11与溶解脱色罐8的连接管路上设计有溶解脱色罐出料泵10，用于将溶解脱色后溶解液泵入炭过滤器内；

进一步地，炭过滤器11还配套有视镜12和炭保护过滤器13，以便较为直观判断炭过滤器的过滤情况和确保炭过滤器的稳定运行。

所述二元酸蒸发结片单元，包括：依次连接的二元酸蒸发结片进料罐14、二元酸蒸发结片进料泵15和结片机16；

经过滤去除活性炭后溶解液统一储存于进料罐14内，随后再由进料泵15泵入结片机16内结片制备成DBA片状物成品。

利用上述系统，以己二酸废液量4t/h规格为例，结合部分工艺参数调整，就不同工艺参数所制备获得DBA产量及品质情况进行实际生产，结果如下表1所示。

表1，不同工艺参数条件下所制备获得DBA情况

。

通过上表结果可以看出，不同工艺参数调整下所制备获得的DBA产品品质略有差别，但纯度总体较高，且硝酸含量得到了明显降低，表现出较好的技术效果。

总体上，本申请所提供的己二酸生产废液中二元酸回收提纯系统，通过适当浓缩增浓（将进入二元酸蒸发结片系统的物料浓度由现有的20%提升至50%，这样一方面可以降低结片过程中能耗，另一方面可以降低最终产品的水分含量）、冷却离心和溶解脱色等除杂脱色操作，可进一步改善和提升DBA成品品质，可将现有纯度99.3%左右进一步提升至99.7%，并可将现有成品0.5%含量硝酸、0.5%含量水分进一步降低至硝酸≤0.1%、水≤0.3%，这对于提高DBA产品品质和提高其产品价值具有较好的技术意义。

Claims (10)

1.一种己二酸生产废液中二元酸回收提纯系统，其特征在于，该系统包括：通过管路依次连接的升膜蒸发器、分离器、二元酸回收结晶单元、离心分离装置、脱色罐、和二元酸蒸发结片单元；其中：

升膜蒸发器通过管路连接存储有待提纯的己二酸生产废液原料罐；

所述升膜蒸发器，以低压蒸汽作为热源，用于对己二酸生产废液进行初步蒸发处理；

所述二元酸回收结晶单元，包括若干串联的二元酸回收结晶器；所述二元酸回收结晶器，用于对分离器所分离液相进行冷却结晶以析出二元酸；每个二元酸回收结晶器对应连接有冷却装置；

所述离心分离装置，具体为：连接有滤饼洗涤水管路的离心机，用于将二元酸结晶后回收液进行离心脱水洗涤；

所述溶解脱色罐，用于对离心分离装置分离所得滤饼溶解后进一步进行脱色和除杂处理；罐体上部设计有脱色除杂用活性炭加入口和溶解用溶解水加入口；

所述二元酸蒸发结片单元，包括：依次连接的二元酸蒸发结片进料罐、二元酸蒸发结片进料泵和结片机。

2.如权利要求1所述己二酸生产废液中二元酸回收提纯系统，其特征在于，蒸发器与原料罐之间的连接管路上设计有原料罐出料泵，以将原料罐内的己二酸生产废液泵入到蒸发器内。

3.如权利要求1所述己二酸生产废液中二元酸回收提纯系统，其特征在于，所述分离器，为旋风分离器；旋风分离器顶部连接有真空系统，以保持旋风分离器内的负压状态。

4.如权利要求1所述己二酸生产废液中二元酸回收提纯系统，其特征在于，二元酸回收结晶器内所设冷却装置，为设有冷冻水进水管路和冷冻水出水管路的冷却盘管。

5.如权利要求1所述己二酸生产废液中二元酸回收提纯系统，其特征在于，二元酸回收结晶器的顶部设有回收结晶搅拌装置。

6.如权利要求1所述己二酸生产废液中二元酸回收提纯系统，其特征在于，每个二元酸回收结晶器分别与负压系统连接，以使二元酸回收结晶器内部保持微负压状态，从而确保回收液的稳定有序流动；同时二元酸回收结晶器连接有低压蒸汽管路和冷凝水排出管路，以对其进行加热清洗。

7.如权利要求1所述己二酸生产废液中二元酸回收提纯系统，其特征在于，所述溶解脱色罐，在罐体顶部设计脱色罐搅拌器，和/或在罐体上设计有脱色罐低压蒸汽入口和对应的脱色罐冷凝液出口。

8.如权利要求1所述己二酸生产废液中二元酸回收提纯系统，其特征在于，炭过滤器与溶解脱色罐的连接管路上设计有溶解脱色罐出料泵，用于将溶解脱色后溶解液泵入炭过滤器内。

9.如权利要求1所述己二酸生产废液中二元酸回收提纯系统，其特征在于，炭过滤器配套有视镜和炭保护过滤器，以便直观判断炭过滤器的过滤情况和确保炭过滤器的稳定运行。

10.利用权利要求1~9任一项所述己二酸生产废液中二元酸回收提纯系统的二元酸回收提纯方法，其特征在于，二元酸回收结晶器为依次连接的3台二元酸回收结晶器，3台二元酸回收结晶器温度从高到低依次为：50℃、25℃、10~20℃；活性炭按滤饼0.3~1%质量比进行添加。

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