CN207646100U - 用于连续化制备甘氨酸的列管式反应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于连续化制备甘氨酸的列管式反应装置，包括依次连接的预热系统、列管反应系统、气液分离系统、闪蒸系统和结晶系统，制备甘氨酸的原料由预热系统经过预热后进入列管反应系统进行反应，然后反应产物进入气液分离系统，分离后的液相进入闪蒸系统，闪蒸后的液相进入结晶系统进而得到产物甘氨酸。本实用新型，在反应之前先进行预热，反应之后利用气液分离、闪蒸除去杂质，最后结晶得到产物甘氨酸，该工艺将各个反应工序分离并使得功能得到最优化，解决了现有技术中的釜式反应器存在的返混和反应周期长的问题，显著降低了反应周期，保证了产物的精度，降低了生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及列管式反应装置，具体涉及用于连续化制备甘氨酸的列管式反应装置。
背景技术
甘氨酸又称氨基乙酸，是结构最为简单的一种氨基酸，广泛应用于农药、食品、饲料、医药、有机合成等领域。目前，甘氨酸的制备工艺主要有改进的氯乙酸氨解法和直接海因法。
其中，国内制备甘氨酸主流工艺为氯乙酸氨解法，对环境污染严重，在竞争激烈的市场上面临淘汰。
海因法是羟基乙腈在高温、高压下与氨水溶液和二氧化碳或者与碳酸氢铵和氨水溶液进行反应合成海因，再将海因在一定温度压力下进行水解，生产甘氨酸。其反应方程式可用如下方程式表示：HO-CH2-CN+H2O→H2N-CH2-COOH。该工艺原子利用率高，清洁环保，具有很好的应用前景。传统海因法制备甘氨酸工艺大都采用釜式反应装置进行反应。专利CN103880690A公开了一种甘氨酸的清洁生产方法，该工艺将海因的合成与海因的水解分开，采用两级静态混合器替代传统的压力釜合成器的一锅法，海因合成采用梯度升温，降低了羟基乙腈的分解，降低副产物的产生，原料转化率高。然而，采用釜式反应器存在返混现象，水解反应时间较长，从而不利于海因水解。
由此可见，目前的甘氨酸的制备存在制备周期长、反应成本高的问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是目前的甘氨酸的制备存在制备周期长、反应成本高的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供了一种用于连续化制备甘氨酸的列管式反应装置，包括依次连接的预热系统、列管反应系统、气液分离系统、闪蒸系统和结晶系统，制备甘氨酸的原料由预热系统经过预热后进入列管反应系统进行反应，然后反应产物进入气液分离系统，分离后的液相进入闪蒸系统，闪蒸后的液相进入结晶系统进而得到产物甘氨酸。
在另一个优选的实施例中，所述预热系统包括依次连接的计量泵和预热器。
在另一个优选的实施例中，所述列管反应系统包括依次连接的一级列管反应器、二级列管反应器和减压阀。
在另一个优选的实施例中，所述气液分离系统包括气液分离器，所述闪蒸系统包括闪蒸塔，所述结晶系统包括依次串联的两个结晶釜。
在另一个优选的实施例中，所述气液分离器的顶部还设有与所述计量泵的入口相通的第一气相出口，所述气液分离器的液相中夹杂的气相通过所述第一气相出口回到所述计量泵内。
在另一个优选的实施例中，所述结晶釜的上端设有母液套用口，所述母液套用口与所述二级列管反应器相通。
在另一个优选的实施例中，所述闪蒸塔的上部设有第二气相出口。
本实用新型，在反应之前先进行预热，反应之后利用气液分离、闪蒸除去气体杂质，最后结晶得到产物甘氨酸，将各个反应工序分离并使得功能得到最优化，解决了现有技术中釜式反应器存在的返混和反应周期长的问题，降低了反应周期，保证了产物的精度，降低了生产成本。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和说明书附图对本实用新型予以详细说明。
如图1所示，本实用新型提供的用于连续化制备甘氨酸的列管式反应装置，包括依次连接的预热系统、列管反应系统、气液分离系统、闪蒸系统和结晶系统，制备甘氨酸的原料由预热系统经过预热后进入列管反应系统进行反应，然后反应产物进入气液分离系统，分离后的液相进入闪蒸系统，闪蒸后的液相进入结晶系统进而得到产物甘氨酸。
原料可以采用碳酸氢铵、碳酸铵和水，或者采用CO2、NH3、H2O和羟基乙腈，均可以利用本实用新型得到产物甘氨酸。
预热系统包括依次连接的计量泵1和预热器2。计量泵1可以精确检测输入量，利用输入速度控制反应的快慢，预热器2的结构简单，作为一个独立的工序设置在反应发生之前，而不需要在对列管反应系统进行加热，减少了能量损耗，节省了制备成本。
列管反应系统包括依次连接的一级列管反应器3、二级列管反应器4和减压阀5，利用多级反应列管反应器保证反应的完成度在较高水平，减少反应不完全产生的副产物，而减压阀5可以使得反应后的产物平稳进入气液分离系统内。
气液分离系统包括气液分离器6，闪蒸系统包括闪蒸塔7，结晶系统包括依次串联的两个结晶釜8。反应产物依次经过气液分离、闪蒸，最大限度除去了气相杂质，在结晶之前保证了产物的纯度。
气液分离器6的顶部还设有与计量泵1的入口相通的第一气相出口61，气液分离器6的液相中夹杂的气相通过第一气相出口61回到计量泵1内，使得气相产物作为反应原料可以重复循环利用。结晶釜8的上端设有母液套用口81，母液套用口81与二级列管反应器4相通，使得母液作为反应原料可以重复循环利用。闪蒸塔7的上部分别设有第二气相出口71，提高利用率，节省成本，并同时避免了环境污染，安全环保。
计量泵1的出口与预热器2的入口相连，预热器2的出口与一级列管反应器3的入口相连，一级列管反应器3的出口与二级列管反应器4的入口相连，二级列管反应器4的出口经减压阀5减压后与气液分离器6相连，气液分离器6的第一气相出口61与计量泵1入口相连，气液分离器6的液相出口与闪蒸塔7的入料口相连；闪蒸塔7顶部的第二气相出口71与计量泵1的入口相连，结晶釜8的顶部设有进料口和母液套用口81，底部设有出料口，闪蒸塔7底部的出料口与结晶釜8的进料口相连，结晶釜8的母液套用口81与二级列管反应器4的入口相连。
本实用新型，在反应之前并先进行预热，反应之后利用气液分离、闪蒸除去气体杂质，最后结晶得到产物甘氨酸，将各个反应工序分离并使得功能得到最优化，解决了现有技术中的釜式反应器存在的返混现象和反应周期长的问题，降低了反应周期，保证了产物的精度，降低了生产成本。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下作出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.用于连续化制备甘氨酸的列管式反应装置，其特征在于，包括依次连接的预热系统、列管反应系统、气液分离系统、闪蒸系统和结晶系统，制备甘氨酸的原料由预热系统经过预热后进入列管反应系统进行反应，然后反应产物进入气液分离系统，分离后的液相进入闪蒸系统，闪蒸后的液相进入结晶系统进而得到产物甘氨酸。
2.如权利要求1所述的用于连续化制备甘氨酸的列管式反应装置，其特征在于，所述预热系统包括依次连接的计量泵和预热器。
3.如权利要求2所述的用于连续化制备甘氨酸的列管式反应装置，其特征在于，所述列管反应系统包括依次连接的一级列管反应器、二级列管反应器和减压阀。
4.如权利要求3所述的用于连续化制备甘氨酸的列管式反应装置，其特征在于，所述气液分离系统包括气液分离器，所述闪蒸系统包括闪蒸塔，所述结晶系统包括依次串联的两个结晶釜。
5.如权利要求4所述的用于连续化制备甘氨酸的列管式反应装置，其特征在于，所述气液分离器的顶部还设有与所述计量泵的入口相通的第一气相出口，所述气液分离器的液相中夹杂的气相通过所述第一气相出口回到所述计量泵内。
6.如权利要求4所述的用于连续化制备甘氨酸的列管式反应装置，其特征在于，所述结晶釜的上端设有母液套用口，所述母液套用口与所述二级列管反应器相通。
7.如权利要求4所述的用于连续化制备甘氨酸的列管式反应装置，其特征在于，所述闪蒸塔的上部设有第二气相出口。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110698357A (zh) * | 2019-10-08 | 2020-01-17 | 阳泉煤业（集团）有限责任公司 | 使用微通道反应器由羟基乙腈连续化制备甘氨酸的方法 |
| WO2022127153A1 (zh) * | 2020-12-17 | 2022-06-23 | 华阳新材料科技集团有限公司 | 一种釜式连续化生产甘氨酸的方法 |
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- 2017-11-29 CN CN201721621690.8U patent/CN207646100U/zh active Active
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