CN211585315U - 一种连续脱除3-羟基-1,3,5-戊三酸中阳离子的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种连续脱除3‑羟基‑1,3,5‑戊三酸中阳离子的系统，包括中间液罐、盐酸套用罐和连续离子交换系统，连续离子交换系统包括24根树脂柱，树脂柱内填充氢型树脂；连续离子交换系统分为洗产品区、一级吸附区、二级吸附区、顶水区、洗酸区、盐酸再生区和盐酸套用再生区。洗产品区的进、出料口连接纯化水管、中间液罐；一级吸附区的进、出料口连接料液管、中间液罐；二级吸附区的进、出料口连接中间液罐、阳离交产品液管；洗酸区的进、出料口连接纯化水管、盐酸套用罐；盐酸再生区的进、出料口连接再生酸管、盐酸套用罐；盐酸套用再生区的进、出料口连接盐酸套用罐等。本系统可以有效地提高树脂利用率，减少化学品使用量。

Description

一种连续脱除3-羟基-1,3,5-戊三酸中阳离子的系统

技术领域

本实用新型涉及3-羟基-1,3,5-戊三酸的制备技术领域，特别涉及一种连续脱除3-羟基-1,3,5-戊三酸中阳离子的系统。

背景技术

3-羟基-1,3,5-戊三酸是一种广泛应用于饮料、食品及医药等行业的有机酸，我国是3-羟基-1,3,5-戊三酸生产大国，国内3-羟基-1,3,5-戊三酸的提取方法主要为钙盐法。且在离交工段大多采用固定床间歇式对3-羟基-1,3,5-戊三酸进行离交，以脱除3-羟基-1,3,5-戊三酸中的阳离子。

采用固定床对3-羟基-1,3,5-戊三酸进行离交的方式存在以下问题：1、设备投资高，占地面积大，固定床间歇式操作，工人劳动强度大，生产效率低；2、树脂柱没有得到充分利用，造成树脂的利用率低，且树脂的使用量大，产出的产品质量波动大，不稳定；3、化学品和水的消耗量大，生产成本高，废水排放量大。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种连续脱除3-羟基-1,3,5-戊三酸中阳离子的系统，以解决现有固定床进行离交时生产效率低、生产成本高和废水排放量大的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种连续脱除3-羟基-1,3,5-戊三酸中阳离子的系统，包括中间液罐、盐酸套用罐和连续离子交换系统，所述的连续离子交换系统包括呈环形排列的24根树脂柱，每根树脂柱内填充氢型树脂，所述的连续离子交换系统分为：

洗产品区：包括3根依次串联连接的树脂柱，洗产品区的进料口连接纯化水管，出料口与所述中间液罐管道相连。

一级吸附区：包括6根树脂柱，一级吸附区的进料口连接3-羟基-1,3,5-戊三酸管，出料口与所述中间液罐管道相连。

二级吸附区：包括4根并联连接的树脂柱，二次吸附区的进料口通过第一循环泵与中间液罐的出液口连接，出料口连接阳离交产品液管。

顶水区：包括1根树脂柱，顶水区底部连接阳离交产品液管，顶部连接顶出液排放管。

洗酸区：包括4根树脂柱，洗酸区的进料口连接纯化水管，出料口与所述盐酸套用罐管道相连。

盐酸再生区：包括2根串联连接的树脂柱，盐酸再生区的进料口连接再生酸管，出料口与所述盐酸套用罐管道相连。

盐酸套用再生区：包括4根树脂柱，盐酸套用再生区的进料口通过管道与所述盐酸套用罐的出液口相连，出料口连接废酸排放管。

进一步地，所述的一级吸附区包括串联连接的第一吸附单元和第二吸附单元，第一吸附单元和第二吸附单元分别包含3根树脂柱，第一吸附单元的顶部进料口连接料液管，第二吸附单元的底部出料口通过管道与所述中间液罐相连。

进一步地，所述的洗酸区包括串联连接的第一洗酸单元和第二洗酸单元，第一洗酸单元和第二洗酸单元分别包含2根树脂柱，第一洗酸单元的底部进料口连接纯化水管，第二洗酸单元的顶部出料口通过管道与所述盐酸套用罐相连。

进一步地，所述的盐酸套用再生区包括串联连接的第一再生区和第二再生区，第一再生区和第二再生区分别包括2根树脂柱，第一再生区的底部进料口通过第二循环泵与所述盐酸套用罐的出液口相连，第二再生区的顶部出料口连接废酸排放管。

本实用新型具有如下有益效果：1、打破传统的3-羟基-1,3,5-戊三酸的固定床脱盐方式，可以有效地提高树脂的利用率，减少树脂使用量；2、将传统的手工操作变为自动化生产，缩短生产工艺周期，节省时间，提高生产效率；3、减少设备投资，减小占地面积；4、可以有效减少化学品和水的用量，减少废水的排放。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

主要组件符号说明：1、中间液罐；2、盐酸套用罐；3、连续离子交换系统；300、纯化水管；301、3-羟基-1,3,5-戊三酸料液管；302、第一循环泵；303、阳离交产品液管；304、第二循环泵；305、废酸排放管；306、稀盐酸管；307、纯化水管；308、顶出液排放管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，一种连续脱除3-羟基-1,3,5-戊三酸中阳离子的系统，包括中间液罐1、盐酸套用罐2和连续离子交换系统3，连续离子交换系统3包括呈环形排列并按照固定周期逆时针旋转的24根树脂柱（1#～24#），每根树脂柱内填充氢型树脂，氢型树脂的型号为001*7，连续离子交换系统3分为：

一级吸附区：包括6根树脂柱（4#～9#），一级吸附区包括串联连接的第一吸附单元（4#～6#）和第二吸附单元（7#～9#），一级吸附区的进料口连接3-羟基-1,3,5-戊三酸料液管301，出料口与中间液罐管道2管道相连，进料液中3-羟基-1,3,5-戊三酸的含量为45%-55%，含阳离子含量约1500ppm。3-羟基-1,3,5-戊三酸料液经4#～6#树脂柱吸附后进入7#～9#树脂柱吸附，吸附完成的料液由7#～9#树脂柱的下出口出来，进入中间液罐1。

二级吸附区：包括4根并联连接的树脂柱（10#～13#），二次吸附区的进料口通过第一循环泵302与中间液罐1的出液口连接，出料口连接阳离交产品液管303。一级吸附完成的料液与洗产品水混合后进入10～13#树脂柱进行二次吸附，吸附结束后得到的阳离交产品液由阳离交产品液管303排出，阳离交产品液中3-羟基-1,3,5-戊三酸的含量为44.5%-54.5%，阳离子含量小于10ppm。

洗产品区：包括3根依次串联连接的树脂柱（1～3#），1#树脂柱的顶部进料口连接纯化水管300，3#树脂柱的底部出料口与中间液罐1管道相连。树脂柱吸附饱和后，会转入洗产品区，利用纯化水将树脂柱内的3-羟基-1,3,5-戊三酸清洗干净，清洗出来的料液由3#树脂柱下出口进入中间液罐1中，并最终进入10～13#树脂柱。

盐酸套用再生区：包括4根树脂柱（21～24#），盐酸套用再生区包括串联连接的第一再生区（21～22#）和第二再生区（23～24#），第一再生区（21～22#）的底部进料口通过第二循环泵304与盐酸套用罐2的出液口相连，第二再生区（23～24#）的顶部出料口连接废酸排放管305。产品清洗完成后，因为离子交换树脂已经失效，需要进行盐酸再生，由于要充分利用盐酸，所以在进行稀盐酸再生前，先进入21～24#树脂柱盐酸套用再生区，盐酸套用罐2中的盐酸反向进入21#、22#树脂柱，并由上出口出来再反向进入23#、24#树脂柱，最终由23#、24#树脂柱的上出口出来进入废酸排放管305。

盐酸再生区：包括2根串联连接的树脂柱（19～20#），盐酸再生区的进料口连接稀盐酸管306，稀盐酸含量5-6%，出料口与盐酸套用罐2管道相连。树脂柱用套用酸初步再生后，无法再生完全，利用稀盐酸对树脂柱进行二次再生。稀盐酸由19#树脂柱下出口进入，由20#树脂柱上出口出来并进入盐酸套用罐2中。

洗酸区：包括4根树脂柱（15～18#），洗酸区包括串联连接的第一洗酸单元（15～16#）和第二洗酸单元（17～18#），第一洗酸单元（15～16#）的底部进料口连接纯化水管307，第二洗酸单元（17～18#）的顶部出料口通过管道与盐酸套用罐2相连。盐酸再生完成后，利用纯化水对树脂柱中残留盐酸进行清洗。

顶水区：包括1根树脂柱（14#），顶水区底部连接阳离交产品液管303，顶部连接顶出液排放管308。树脂柱的盐酸清洗完成后，进入14#树脂柱进行产品顶水，利用阳离交产品液将树脂柱中的纯化水反向置换出来后，再进入4～13#树脂柱再次进行阳离子吸附。

连续脱除3-羟基-1,3,5-戊三酸中阳离子的系统是一个环形工艺，24根树脂柱依次单向循环，整个连续离子交换系统3的循环周期为16.0h，单柱停留时间40min，树脂柱重新利用。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种连续脱除3-羟基-1,3,5-戊三酸中阳离子的系统，其特征在于：包括中间液罐、盐酸套用罐和连续离子交换系统，所述的连续离子交换系统包括呈环形排列的至少2根树脂柱，每根树脂柱内填充氢型树脂，所述的连续离子交换系统包括24根树脂柱，所述的连续离子交换系统分为：

洗产品区：包括3根依次串联连接的树脂柱，洗产品区的进料口连接纯化水管，出料口与所述中间液罐管道相连；

一级吸附区：包括6根树脂柱，一级吸附区的进料口连接3-羟基-1,3,5-戊三酸管，出料口与所述中间液罐管道相连；

二级吸附区：包括4根并联连接的树脂柱，二次吸附区的进料口通过第一循环泵与中间液罐的出液口连接，出料口连接阳离交产品液管；

顶水区：包括1根树脂柱，顶水区底部连接阳离交产品液管，顶部连接顶出液排放管；

洗酸区：包括4根树脂柱，洗酸区的进料口连接纯化水管，出料口与所述盐酸套用罐管道相连；

盐酸再生区：包括2根串联连接的树脂柱，盐酸再生区的进料口连接再生酸管，出料口与所述盐酸套用罐管道相连；

盐酸套用再生区：包括4根树脂柱，盐酸套用再生区的进料口通过管道与所述盐酸套用罐的出液口相连，出料口连接废酸排放管。

2.如权利要求1所述的一种连续脱除3-羟基-1,3,5-戊三酸中阳离子的系统，其特征在于：所述的一级吸附区包括串联连接的第一吸附单元和第二吸附单元，第一吸附单元和第二吸附单元分别包含3根树脂柱，第一吸附单元的顶部进料口连接料液管，第二吸附单元的底部出料口通过管道与所述中间液罐相连。

3.如权利要求1所述的一种连续脱除3-羟基-1,3,5-戊三酸中阳离子的系统，其特征在于：所述的洗酸区包括串联连接的第一洗酸单元和第二洗酸单元，第一洗酸单元和第二洗酸单元分别包含2根树脂柱，第一洗酸单元的底部进料口连接纯化水管，第二洗酸单元的顶部出料口通过管道与所述盐酸套用罐相连。

4.如权利要求1所述的一种连续脱除3-羟基-1,3,5-戊三酸中阳离子的系统，其特征在于：所述的盐酸套用再生区包括串联连接的第一再生区和第二再生区，第一再生区和第二再生区分别包括2根树脂柱，第一再生区的底部进料口通过第二循环泵与所述盐酸套用罐的出液口相连，第二再生区的顶部出料口连接废酸排放管。

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