本發(fā)明屬于甘氨酸生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種甘氨酸生產(chǎn)中甲醇回收及氯化銨提取新工藝。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，國內(nèi)甘氨酸生產(chǎn)仍采用比較傳統(tǒng)的氯乙酸氨解法。由于該合成液中的甘氨酸和氯化銨在甲醇中溶解度不同，采用甲醇萃取、離心分離甘氨酸后，得到的離心母液含有大量的甲醇、氯化銨和水，同時(shí)含有少量的甘氨酸、烏洛托品和分子氨。由于該離心母液存在有機(jī)物和無機(jī)物混合、污染物種類多、氨氮含量大、烏洛托品高溫易分解等特點(diǎn)，因此，一直困擾著國內(nèi)甘氨酸企業(yè)的問題：如何有效提取離心母液中的甲醇和氯化銨，徹底達(dá)到清潔生產(chǎn)。當(dāng)前從離心母液中回收甲醇和氯化銨主要有三大難點(diǎn)：(1)能耗問題；(2)設(shè)備腐蝕問題；(3)蒸發(fā)過程中存在氯化銨的升華、催化劑烏洛托品分解、高溫蒸發(fā)導(dǎo)致復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)等問題均會產(chǎn)生高氨氮、高COD的蒸發(fā)冷凝水和離心濾液，存在環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。

公開號為CN103303942A、名稱為“一種從甘氨酸母液中回收氯化銨的方法及設(shè)備”的發(fā)明專利，主要是將甘氨酸醇析、離心后的母液先通過填料精餾塔分離出90～93％的甲醇，精餾塔殘液再經(jīng)過真空狀態(tài)下的兩級逆流蒸發(fā)器和閃蒸器的低溫濃縮后，然后將濃縮液進(jìn)行連續(xù)降溫結(jié)晶，最后將結(jié)晶液增稠、離心分離得到氯化銨產(chǎn)品。但是，該方法存在設(shè)備要求高、蒸汽能耗大、產(chǎn)品純度低、蒸發(fā)冷凝水和最終母液引起的環(huán)境問題依舊存在等缺點(diǎn)。

公開號為CN104310427A、名稱為“一種氯乙酸法生產(chǎn)甘氨酸過程中母液的回收利用工藝”的發(fā)明專利，通過對甘氨酸母液進(jìn)行濃縮、焚燒和結(jié)晶處理，并采用特定的焚燒溫度和結(jié)晶溫度，氯化銨損耗小，氯化銨回收率可達(dá)95％以上，氯化銨品質(zhì)高，母液可達(dá)無害化處理。但是，焚燒溫度需要700～1000℃和結(jié)晶溫度需要300℃，加熱所用燃料能耗較大，運(yùn)行成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種甘氨酸生產(chǎn)中甲醇回收及氯化銨提取新工藝，達(dá)到節(jié)能降耗、母液無害化處理、降低設(shè)備故障率、降低檢修和運(yùn)行成本、徹底解決環(huán)保問題。

本發(fā)明主要將含有甲醇及氯化銨的甘氨酸母液通過由羅茨壓縮機(jī)作用提供熱源的雙效低溫蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，經(jīng)連續(xù)結(jié)晶分離得到氯化銨，同時(shí)不涉及精餾裝置就能連續(xù)回收甲醇溶液，包括以下步驟：

一種甘氨酸生產(chǎn)中甲醇及氯化銨提取設(shè)備，輸料管經(jīng)進(jìn)料泵與預(yù)熱器連接，預(yù)熱器頂部與I效加熱器A連接，I效加熱器A與I效蒸發(fā)器連接，I效蒸發(fā)器底部與I效加熱器B連接，I效加熱器B底部經(jīng)循環(huán)泵與I效加熱器A連接形成循環(huán)；

I效加熱器A、I效加熱器B下部經(jīng)輸料管與甲醇出料罐連接；

I效蒸發(fā)器底部經(jīng)輸料管與轉(zhuǎn)料罐連接，轉(zhuǎn)料罐經(jīng)轉(zhuǎn)料泵與II效加熱器連接，II效加熱器與II效蒸發(fā)器連接；

II效蒸發(fā)器底部與稠厚器連接，稠厚器與離心機(jī)連接后再與母液池連接。

所述的I效蒸發(fā)器頂部與I效羅茨甲醇壓縮機(jī)連接，I效羅茨甲醇壓縮機(jī)經(jīng)氧氣在線分析儀分別與I效加熱器A、I效加熱器B連接，甲醇出料罐經(jīng)甲醇出料泵與I效羅茨甲醇壓縮機(jī)連接，形成循環(huán)體系。

所述的II效蒸發(fā)器下部經(jīng)輸料管與強(qiáng)制循環(huán)泵連接，強(qiáng)制循環(huán)泵與II效加熱器連接，II效加熱器與II效蒸發(fā)器連接；所述的母液池經(jīng)母液回流泵與強(qiáng)制循環(huán)泵連接。

所述的II效蒸發(fā)器頂部經(jīng)II效羅茨甲醇壓縮機(jī)連接，II效羅茨甲醇壓縮機(jī)分兩路，一路分別與I效加熱器A、I效加熱器B連接，一路與冷凝器連接，冷凝器與稀甲醇罐連接，甲醇出料罐經(jīng)甲醇出料泵與II效羅茨甲醇壓縮機(jī)連接，形成循環(huán)體系。

一種甘氨酸生產(chǎn)中甲醇及氯化銨提取方法，包括如下步驟：

(1)先向Ⅱ效加熱器中通入生蒸汽，調(diào)節(jié)蒸汽流量，控制預(yù)熱器溫度。

(2)離心分離甘氨酸后的母液通過預(yù)熱器加熱至30～40℃，熱源介質(zhì)二次利用Ⅱ效加熱器中生蒸汽產(chǎn)生的冷凝水的潛熱。

(3)預(yù)熱物料通過由Ⅰ效加熱器A、Ⅰ效蒸發(fā)器和Ⅰ效加熱器B組成的一次蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)保持真空度為-0.07Mpa。

(4)真空狀況下甲醇溶液在Ⅰ效蒸發(fā)器中氣化成溫度約50～60℃的甲醇蒸汽，利用Ⅰ效羅茨甲醇壓縮機(jī)使甲醇蒸汽提高到60～70℃，提溫后的甲醇蒸汽進(jìn)入并列進(jìn)入Ⅰ效加熱器A和Ⅰ效加熱器B的殼程進(jìn)行二次利用。此系統(tǒng)用氧氣在線分析儀實(shí)時(shí)監(jiān)控氧含量，防止系統(tǒng)氮?dú)庵脫Q不徹底或在運(yùn)行過程中空氣進(jìn)入，造成系統(tǒng)氧含量超標(biāo)發(fā)生安全事故。

(5)Ⅰ效加熱器A和Ⅰ效加熱器B的殼程冷凝液可配置成92％左右的甲醇溶液，離心分離甘氨酸后的母液中90％體積的甲醇溶液得到有效分離。

(6)含有大量氯化銨的溶液從Ⅰ效蒸發(fā)器底部采出，進(jìn)入由Ⅱ效加熱器和Ⅱ效蒸發(fā)器組成的二次蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)保持真空度為-0.07Mpa，Ⅱ效加熱器采用生蒸汽提供原始熱源。

(7)真空狀況下甲醇的水溶液在Ⅱ效蒸發(fā)器中汽化成溫度約80～85℃的甲醇和水的混合蒸汽，利用Ⅱ效羅茨甲醇壓縮機(jī)使甲醇蒸汽提高到90～95℃，提溫后的甲醇蒸汽一部分并列進(jìn)入Ⅰ效加熱器A和Ⅰ效加熱器B的殼程進(jìn)行二次利用，作為熱量補(bǔ)充，一部分進(jìn)入冷凝器冷凝得到洗甲醇溶液。至此，甲醇、水從離心甘氨酸后的母液中得到有效分離。

(8)Ⅱ效蒸發(fā)器中約80℃的飽和氯化銨溶液進(jìn)入稠厚器進(jìn)行增稠后，料液放入離心機(jī)分離出氯化銨產(chǎn)品。至此，甘氨酸離心母液得到有效處理。

上述體系中，溫度、壓力系統(tǒng)如下：

當(dāng)前，甘氨酸行業(yè)針對甘氨酸離心分離后的母液處理，普遍先采用精餾塔分離出甲醇，然后將精餾塔殘液進(jìn)行雙效低溫蒸發(fā)回收氯化銨。與此相比，本方法有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)整個(gè)過程蒸汽利用率較高，蒸汽能耗較低，僅開車初始Ⅱ效加熱器升溫階段需要大量生蒸汽，其它設(shè)備均采用物料蒸汽提供熱源。

(2)系統(tǒng)對設(shè)備和管道的要求不高，不涉及大型精餾塔設(shè)備，設(shè)備投資較小。

(3)甲醇濃度可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要進(jìn)行精確調(diào)整。

(4)氧氣在線分析儀實(shí)時(shí)監(jiān)控氧含量，防止系統(tǒng)氮?dú)庵脫Q不徹底或在運(yùn)行過程中空氣進(jìn)入，安全系數(shù)高。

(5)母液可以達(dá)到無害化處理，不會產(chǎn)生高氨氮、高COD的白水，也不會產(chǎn)生氯化銨分離后的紅色廢水，可達(dá)到綠色生產(chǎn)。

(6)由于系統(tǒng)中蒸發(fā)過程溫度低于80℃，有機(jī)物之間不會發(fā)生復(fù)雜反應(yīng)，料液的COD、色度、粘度不會大幅增加，處理難度不大。

(7)本工藝回收的氯化銨純度高、品質(zhì)好，可以達(dá)到工業(yè)級的白色晶體，可增加經(jīng)濟(jì)效益。

(8)本工藝具有工藝、設(shè)備簡單，操作簡便。

附圖說明

圖1為甘氨酸生產(chǎn)中甲醇及氯化銨提取設(shè)備結(jié)構(gòu)圖，其中，1.進(jìn)料泵，2.預(yù)熱器，3.I效加熱器A，4.I效加熱器B，5.I效蒸發(fā)器，6.I效羅茨甲醇壓縮機(jī)，7.氧氣在線分析儀，8.甲醇出料罐，9.循環(huán)泵，10.稀甲醇罐，11.轉(zhuǎn)料罐，12.冷凝器，13.轉(zhuǎn)料泵，14.II效加熱器，15.II效蒸發(fā)器，16.II效羅茨甲醇壓縮機(jī)，17.強(qiáng)制循環(huán)泵，18.母液回流泵，19.母液池，20.稠厚器，21.離心機(jī)。

具體實(shí)施方式

新工藝回收甲醇、氯化銨的具體實(shí)施步驟如下：

實(shí)施例1

向Ⅱ效加熱器中通入生蒸汽，調(diào)節(jié)蒸汽流量使得預(yù)熱器溫度達(dá)到40℃；將甘氨酸離心后的母液緩慢通入預(yù)熱器，使得物料溫度達(dá)到40℃；預(yù)熱物料進(jìn)入由Ⅰ效加熱器A、Ⅰ效蒸發(fā)器和Ⅰ效加熱器B組成的一級蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，Ⅰ效蒸發(fā)器頂部真空度保持-0.07Mpa，溫度維持在60℃，Ⅰ效羅茨甲醇壓縮機(jī)后溫度為70℃；從Ⅰ效蒸發(fā)器底部采出的物料通入由Ⅱ效加熱器和Ⅱ效蒸發(fā)器組成的二次蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，Ⅱ效蒸發(fā)器頂部真空度保持-0.07Mpa，溫度維持在85℃，Ⅱ效羅茨甲醇壓縮機(jī)后溫度為95℃；二級蒸發(fā)過程中，甲醇不斷采出，濃度約為90～95％；Ⅱ效蒸發(fā)器中約80℃的飽和氯化銨溶液進(jìn)入稠厚器進(jìn)行增稠后，料液放入離心機(jī)分離出白色氯化銨產(chǎn)品，氯化銨純度為99.5％，氯化銨回收率98％以上。

實(shí)施例2

向Ⅱ效加熱器中通入生蒸汽，調(diào)節(jié)蒸汽流量使得預(yù)熱器溫度達(dá)到40℃；將甘氨酸離心后的母液緩慢通入預(yù)熱器，使得物料溫度達(dá)到40℃；預(yù)熱物料進(jìn)入由Ⅰ效加熱器A、Ⅰ效蒸發(fā)器和Ⅰ效加熱器B組成的一級蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，Ⅰ效蒸發(fā)器頂部真空度保持-0.08Mpa，溫度維持在50℃，Ⅰ效羅茨甲醇壓縮機(jī)后溫度為60℃；從Ⅰ效蒸發(fā)器底部采出的物料通入由Ⅱ效加熱器和Ⅱ效蒸發(fā)器組成的二次蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，Ⅱ效蒸發(fā)器頂部真空度保持-0.08Mpa，溫度維持在80℃，Ⅱ效羅茨甲醇壓縮機(jī)后溫度為90℃；二級蒸發(fā)過程中，甲醇不斷采出，濃度約為90～95％；Ⅱ效蒸發(fā)器中約80℃的飽和氯化銨溶液進(jìn)入稠厚器進(jìn)行增稠后，料液放入離心機(jī)分離出白色氯化銨產(chǎn)品，氯化銨純度為99.1％。氯化銨回收率97.5％以上。

實(shí)施例3

一種甘氨酸生產(chǎn)中甲醇及氯化銨提取設(shè)備，輸料管經(jīng)進(jìn)料泵1與預(yù)熱器2連接，預(yù)熱器2頂部與I效加熱器A 3連接，I效加熱器A 3與I效蒸發(fā)器5連接，I效蒸發(fā)器5底部與I效加熱器B 4連接，I效加熱器B 4底部經(jīng)循環(huán)泵9與I效加熱器A 3連接形成循環(huán)；

I效加熱器A 3、I效加熱器B 4下部經(jīng)輸料管與甲醇出料罐8連接；

I效蒸發(fā)器5底部經(jīng)輸料管與轉(zhuǎn)料罐11連接，轉(zhuǎn)料罐11經(jīng)轉(zhuǎn)料泵13與II效加熱器14連接，II效加熱器14與II效蒸發(fā)器15連接；

II效蒸發(fā)器15底部與稠厚器20連接，稠厚器20與離心機(jī)21連接后再與母液池19連接。

所述的I效蒸發(fā)器5頂部與I效羅茨甲醇壓縮機(jī)6連接，I效羅茨甲醇壓縮機(jī)6經(jīng)氧氣在線分析儀7分別與I效加熱器A 3、I效加熱器B 4連接，甲醇出料罐8經(jīng)甲醇出料泵22與I效羅茨甲醇壓縮機(jī)6連接，形成循環(huán)體系。

所述的II效蒸發(fā)器15下部經(jīng)輸料管與強(qiáng)制循環(huán)泵17連接，強(qiáng)制循環(huán)泵17與II效加熱器14連接，II效加熱器14與II效蒸發(fā)器15連接；所述的母液池19經(jīng)母液回流泵18與強(qiáng)制循環(huán)泵17連接。

所述的II效蒸發(fā)器15頂部經(jīng)II效羅茨甲醇壓縮機(jī)16連接，II效羅茨甲醇壓縮機(jī)16分兩路，一路分別與I效加熱器A 3、I效加熱器B 4連接，一路與冷凝器12連接，冷凝器12與稀甲醇罐10連接，甲醇出料罐8經(jīng)甲醇出料泵22與II效羅茨甲醇壓縮機(jī)16連接，形成循環(huán)體系。