CN211585316U - 一种连续脱除3-羟基-1,3,5-戊三酸中阴离子的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种连续脱除3‑羟基‑1,3,5‑戊三酸中阴离子的系统，包括中间液罐、稀碱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，树脂柱内填充氢氧型离子交换树脂；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、洗碱区、碱液再生区和碱液套用再生区。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、出料口连接阴离交产品液管、中间液罐，二级吸附区的进、出料口连接中间液罐、产品液管；洗碱区的进、出料口连接纯化水管、稀碱套用罐，碱液再生区的进、出料口连接再生碱管、稀碱套用罐，碱液套用再生区的进等。本系统可以有效地提高树脂利用率，减少化学品用量。

Description

一种连续脱除3-羟基-1,3,5-戊三酸中阴离子的系统

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-戊三酸中阴离子的系统。

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-戊三酸中的阴离子。

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-戊三酸中阴离子的系统，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-戊三酸中阴离子的系统，包括中间液罐、稀碱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氧型离子交换树脂。

进一步地，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5根并联连接的树脂柱，一级吸附区的进料口连接阴离交产品液管，出料口与所述中间液罐管道相连。

二级吸附区：包括5根并联连接的树脂柱，二级吸附区的进料口通过第一循环泵与所述中间液罐管道相连，出料口连接产品液管。

顶水区：包括1根树脂柱，顶水区底部连接产品液管，顶部连接顶出液排放管。

洗碱区：包括4根依次串联连接的树脂柱，洗碱区的进料口连接纯化水管，出料口与所述稀碱套用罐管道相连。

碱液再生区：包括2根并联连接的树脂柱，碱液再生区的进料口连接再生碱管，出料口与所述稀碱套用罐管道相连。

碱液套用再生区：包括4根树脂柱，碱液套用再生区的进料口通过管道与所述稀碱套用罐的出液口相连，出料口连接废碱排放管。

进一步地，所述的碱液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，第一再生区的底部通过第二循环泵与所述稀碱套用罐相连，第二再生区的顶部连接废碱排放管。

优选地，所述氢氧型离子交换树脂的型号为PFA847S。

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、稀碱套用罐；3、连续离子交换系统；301、阴离交产品液管；302、第一循环泵；303、产品液管；304、纯化水管；305、第二循环泵；306、废碱排放管；307、再生碱管；308、纯化水管；309、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-戊三酸中阴离子的系统，该系统包括中间液罐1、稀碱套用罐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氧型离子交换树脂，连续离子交换系统3分为：

一级吸附区：包括5根并联连接的树脂柱（4#～8#），一级吸附区的顶部进料口连接阴离交产品液管301，底部出料口与中间液罐1管道相连。阴离交产品液中的3-羟基-1,3,5-戊三酸含量为44.5%-54.5%，含阴离子含量约4500ppm。阴离交产品液由4#～8#树脂柱并联进入一级吸附区，由4#～8#出口出来的料液进入中间液罐1中。

二级吸附区：包括5根并联连接的树脂柱（9#～13#），二级吸附区的进料口通过第一循环泵302与中间液罐1管道相连，出料口连接产品液管303。一级吸附完成后，4#～8#下出口出来的料液在进入中间液罐1后，与洗产品区的洗产品水混合后进入9～13#树脂柱进行二次吸附。吸附结束后，得到产品液，产品液中，3-羟基-1,3,5-戊三酸的含量为44.0%～54.0%，阴离子含量小于15ppm。

洗产品区：包括3根依次串联连接的树脂柱（1#～3#），洗产品区的进料口连接纯化水管304，出料口与中间液罐1管道相连。树脂柱吸附饱和后，会转入1#～3#柱，利用纯化水将树脂柱内的3-羟基-1,3,5-戊三酸洗干净，清洗出来的3-羟基-1,3,5-戊三酸由3#柱下出口进入中间液罐1中，并最终进入9～13#柱。

碱液套用再生区：包括4根树脂柱（21#～24#），碱液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#）的底部通过第二循环泵305与稀碱套用罐2相连，第二再生区（23#、24#）的顶部连接废碱排放管306。产品清洗完成后，因为离子交换树脂已经失效，需要进行碱再生，稀碱套用罐2中的套用碱液反向进入21#～22#并联树脂柱，并由上出口出来再反向进入23#、24#树脂柱，最终由23#、24#树脂柱上出口出来进入废碱排放管306。

碱液再生区：包括2根并联连接的树脂柱（19#～20#），碱液再生区的进料口连接再生碱管307，出料口与稀碱套用罐2管道相连。树脂柱用套用碱初步再生后，进入碱液再生区，再生碱（NaOH溶液）由19#、20#树脂柱下出口同时进入，由19#、20#树脂柱上出口出来，再进入稀碱套用罐2中。

洗碱区：包括4根依次串联连接的树脂柱（15#～18#），洗碱区的进料口连接纯化水管308，出料口与稀碱套用罐2管道相连。碱液再生完成后，树脂柱进入洗碱区，利用纯化水对树脂柱中的残留碱液进行清洗，清洗最终pH值为9左右。

顶水区：包括1根树脂柱（14#），顶水区底部连接产品液管303，顶部连接顶出液排放管309。树脂柱的残碱清洗完成后，进入顶水区，利用产品液将树脂柱中的纯化水反向置换出来，再进入4～13#树脂柱再次进行阴离子吸附。

离子交换系统的工艺是一个环形工艺，24根树脂柱依次单向循环，整个系统循环周期为20.0小时，单柱停留时间50min，树脂柱重复利用。

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 (3)

1.一种连续脱除3-羟基-1,3,5-戊三酸中阴离子的系统，其特征在于：包括中间液罐、稀碱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5根并联连接的树脂柱，一级吸附区的进料口连接阴离交产品液管，出料口与所述中间液罐管道相连；

二级吸附区：包括5根并联连接的树脂柱，二级吸附区的进料口通过第一循环泵与所述中间液罐管道相连，出料口连接产品液管；

顶水区：包括1根树脂柱，顶水区底部连接产品液管，顶部连接顶出液排放管；

洗碱区：包括4根依次串联连接的树脂柱，洗碱区的进料口连接纯化水管，出料口与所述稀碱套用罐管道相连；

碱液再生区：包括2根并联连接的树脂柱，碱液再生区的进料口连接再生碱管，出料口与所述稀碱套用罐管道相连；

碱液套用再生区：包括4根树脂柱，碱液套用再生区的进料口通过管道与所述稀碱套用罐的出液口相连，出料口连接废碱排放管。

2.如权利要求1所述的一种连续脱除3-羟基-1,3,5-戊三酸中阴离子的系统，其特征在于：所述的碱液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，第一再生区的底部通过第二循环泵与所述稀碱套用罐相连，第二再生区的顶部连接废碱排放管。

3.如权利要求1或2所述的一种连续脱除3-羟基-1,3,5-戊三酸中阴离子的系统，其特征在于：所述氢型树脂的型号为PFA847S。

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