一種氯乙酸母液綜合利用生產裝置的製作方法

2023-05-30 12:23:16 1

專利名稱：一種氯乙酸母液綜合利用生產裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及化工生產副產品回收利用裝置，具體涉及一種氯乙酸母液綜合利用生產裝置。
背景技術：
氯乙酸是一種重要的有機精細化工原料，主要用於生產羧甲基纖維素、甘氨酸、 2，4-D酸、巰基乙酸、氰基乙酸、丙二酸、苯氧乙酸、氰乙酸、萘乙酸等化工中間體和產品。最近幾年我國用氯乙酸作原料製得的農藥、醫藥、羧甲基纖維素等產品有了較大的發展，對氯乙酸的需求量也隨之持續增長，目前我國已經成為全球最大的氯乙酸生產國與消費國。二氯乙酸和巰基乙酸是兩種重要的精細化工原料，在醫藥、農藥、日用化工及精細化工等行業都有著廣泛的應用。氯乙酸母液是氯乙酸生產過程中產生的一種廢液或副產品，其中含有40 45%的一氯乙酸、40 45%的二氯乙酸、5 10%的醋酸與低沸物以及約5%高沸點雜質。由於一氯乙酸與二氯乙酸的性質比較相近，採用一般的分離方法難以將其有效地分離。工業上一般採用酯化的方法將其轉化成相應的酯，然後採用精餾的方法將其分離，但對精餾塔的要求較高，能耗較大；其他的方法還有共沸精餾法，加入共沸劑分離氯乙酸和二氯乙酸；氯乙酸母液鹼性水解法生產羥基乙酸和草酸鈉；採用深度氯化法生產二氯乙酸或三氯乙酸等。這些方法有的反應時間長，產物成分複雜，分離困難，有的能耗較高，有的產物附加值低等在工業上應用價值較低。氯乙酸母液處理難並且處理成本高，如何治理才能做到對環境的汙染小並能產生較好高經濟效益是國內氯乙酸生產企業需要解決的問題。

實用新型內容本實用新型的目的在於解決現有技術中存在的上述技術問題，提供一種氯乙酸母液綜合利用生產裝置。為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案如下本實用新型的氯乙酸母液綜合利用生產裝置，包括母液預處理系統，反應系統、二氯乙酸生成系統和巰基乙酸生成系統，所述母液預處理系統包括氯乙酸母液儲槽，氯乙酸母液儲槽通過離心泵I與蒸餾釜相連接，蒸餾釜頂部設有冷凝器，冷凝器出口與低沸點物質儲槽相連接；所述反應系統包括反應釜I，母液預處理系統中的蒸餾釜通過離心泵II與反應釜 I連接，反應釜I頂部設有氫氧化鈣溶液高位槽和硫脲溶液高位槽，反應釜I出料口與離心機I相連接；所述的二氯乙酸生成系統包括酸化釜I、萃取塔I和蒸發器I，反應系統中的離心機I液體出口連接濾液收集池，濾液收集池通過離心泵III與酸化釜I連接，酸化釜I通過離心泵IV連接萃取塔I，萃取塔I頂部出料口與蒸發器I連接，蒸發器I連接分離器I，分離器I頂部出口通過冷凝器I與有機溶劑高位槽I連接，有機溶劑高位槽I與萃取塔I 連接，分離器I底部出料口連接二氯乙酸儲槽；所述的巰基乙酸生成系統包括反應釜II、酸化釜II、萃取塔II和蒸發器II，反應系統中的離心機I固體出口與應釜II連接，應釜II頂部設有氫氧化鋇溶液高位槽，反應釜II 出料口與離心機II相連接，離心機II液體出料口連接汙水處理池，離心機II固體出料口接酸化釜II，鹽酸高位槽分別與酸化釜II和酸化釜I連接，酸化釜II連接萃取塔II，萃取塔II 頂部出料口與蒸發器II連接，萃取塔II底部出料口接汙水處理池，蒸發器II連接分離器II 連接，分離器II頂部出口通過冷凝器II與有機溶劑高位槽II連接，有機溶劑高位槽II與萃取塔II連接，分離器II (17)底部出料口連接巰基乙酸儲槽。所述的蒸發器I為降膜蒸發器。所述的蒸發器II為降膜蒸發器。本實用新型通過該裝置的母液處理系統中的蒸餾釜及冷凝器可充分回收母液中的乙酸等低沸點物質重新用於氯乙酸的生產。通過該裝置的反應系統中的反應釜I及離心機I使母液與硫脲反應後使母液中一氯乙酸和二氯乙酸得到分離，與採用精餾或共沸蒸餾等分離方法相比較該裝置更節約能量並使一氯乙酸和二氯乙酸分離更徹底。通過該裝置的巰基乙酸生成系統中的反應釜II、離心機II、及使母液中的一氯乙酸轉化為巰基乙酸，並通過其中的萃取塔II及降膜蒸發器II使巰基乙酸分離出來，並能回收萃取劑循環使用。通過該裝置的二氯乙酸生成系統中的酸化釜I、萃取塔I、降膜蒸發器I使母液中的二氯乙酸分離出來，並能回收萃取劑循環使用。本實用新型是將一氯乙酸與二氯乙酸生成不同的中間體，利用二者性質的不同將二氯乙酸從母液中分離出來，然後把母液中的一氯乙酸轉化成巰基乙酸，這一工藝不僅工藝簡單，工業化生產成本低，而且可以得到兩種附加值較高的精細化工產品，極大提高了氯乙酸母液的利用價值。

圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型的氯乙酸母液綜合利用生產裝置，其特徵在於包括母液預處理系統， 反應系統、二氯乙酸生成系統和巰基乙酸生成系統。所述母液預處理系統包括氯乙酸母液儲槽1，氯乙酸母液儲槽1通過離心泵I觀與蒸餾釜2相連接，蒸餾釜2頂部設有冷凝器25，冷凝器25出口與低沸點物質儲槽3相連接。所述反應系統包括反應釜I 4，母液預處理系統中的蒸餾釜2通過離心泵II 29與反應釜I 4連接，反應釜I 4頂部設有氫氧化鈣溶液高位槽19和硫脲溶液高位槽20，反應釜I 4出料口與離心機I 5相連接。所述的二氯乙酸生成系統包括酸化釜I 7、萃取塔I 8和蒸發器I 9，反應系統中的離心機I 5液體出口連接濾液收集池6，濾液收集池6通過離心泵III 30與酸化釜I 7連接，酸化釜I 7通過離心泵IV 31連接萃取塔I 8，萃取塔I 8頂部出料口與蒸發器I 9連接，蒸發器I 9連接分離器I 10，分離器I 10頂部出口通過冷凝器I沈與有機溶劑高位槽 I 23連接，有機溶劑高位槽I 23與萃取塔I 8連接，分離器I 10底部出料口連接二氯乙酸儲槽11。所述的蒸發器I 9為降膜蒸發器。所述的蒸發器II 16為降膜蒸發器。適用於本實用新型的裝置的具體工藝路線如下利用氯乙酸生產的副產母液為原料，經蒸餾將母液中所含的乙酸等低沸點物質分出後，母液成分大致為為氯乙酸45%. 二氯乙酸50%，其他5%，將母液用Ca(0H)2水溶液中和至pH=8 9.在中和液中加入一定量的硫脲水溶液，在65 70°C下反應1 2小時。加入的硫脲與氯乙酸鈣反應生成白色沉澱，經離心分離、洗滌得S-羧甲基異硫脲。濾液中主要含二氯乙酸鈣和氯化鈣，將濾液用濃鹽酸酸化至PH < 1，用乙酸戊酯、異辛醇或異丙醚萃取，有機相經降膜蒸發器去除溶劑後得到二氯乙酸。S-羧甲基異硫脲與氫氧化鋇在70 80°C反應1 3小時，離心分離即得巰基乙酸鋇，將此白色沉澱用水洗滌後，用鹽酸酸化至PH=I 2，攪拌使沉澱溶劑，用有機溶劑乙酸戊酯、異辛醇或異丙醚提取後再經降膜蒸發器去除溶劑，即得巰基乙酸。反應方程式如下
2 CiCH2COOH + Ca(OH)2 -一 (CICH2COO)2Ca + 2 H2O
2 CbCHCOOH + Ca(OhT)2 -- (CI2CHCOO)2Ca + 2 H2O
8HN
(CICH2COO)2Ca + 2 義"2+ CaCI2
H2N' NH2H2N CH2COOH
(CI2CHCOO)2Ca + 2 HCI -- 2 CI2CHCOOH + CaCI2
2 HVs, ^ 2_鳴^ Ba/SCH2coo + I
H2M CH2COOH\SCH2C00Z HjN
Β, SCH2COO、日g + 2HC丨-^ 2 HSCH2COOH + 日擬2
xiSCH2COO^本實用新型的工作原理如下a、氯乙酸生產中產生的母液進入母液儲槽1集中儲存，用離心泵I觀將氯乙酸母液從母液儲槽1打入蒸餾釜2中；b、用蒸汽加熱蒸餾釜2中的母液，控制溫度在115 130°C，將乙酸及低沸物蒸出經冷凝器25冷凝後進入低沸點物質儲槽3儲存，用於氯乙酸的生產；C、脫除乙酸及低沸物的母液用離心泵II四打入反應釜I 4，開啟攪拌，氫氧化鈣溶液從氫氧化鈣溶液高位槽19加入反應釜I中，控制pH=8 9，然後加入1. 15當量的硫脲溶液。升溫至65 70°C，反應1 2小時；d、溶液降至室溫後，反應液放入離心機I 5離心分離，固體用水洗滌2次，濾液排入濾液收集池6 ；e、用離心泵III 30將濾液打入酸化釜I 7，室溫下濃鹽酸從鹽酸高位槽22加入至 PH < 1，然後用離心泵IV 31打入萃取塔I 8頂部，有機溶劑從有機溶劑高位槽I 23進入萃取塔底部，有機相和水相逆流接觸萃取。水相從塔底排出進入汙水處理池集中處理。f、從萃取塔I 8頂部出來的有機相進入降膜蒸發器I 9，蒸出有機溶劑後得到二氯乙酸進入二氯乙酸儲槽11儲存。從分離器I 10出來的有機溶劑氣體經冷凝器I沈冷凝後進入有機溶劑高位槽I 23循環利用。g、d步驟中分離出的固體進入反應釜II 12，加入氫氧化鋇溶液，升溫至70 80°C，反應1 3小時。h、將反應液放入離心機II 13分離，濾液進入汙水處理池集中處理後排放。 i、從h步驟分離出的固體經水洗兩次後進入酸化釜II 14，濃鹽酸從鹽酸高位槽22 加入酸化釜II，使固體全部溶解，控制PH=I 2，反應液進入萃取塔II 15頂部，有機溶劑從有機溶劑高位槽II M進入萃取塔II底部與水相逆流接觸萃取。水相從萃取塔II底部流出進入汙水處理池集中處理。j、從萃取塔II頂部出來的有機相進入降膜蒸發器II 16蒸出有機溶劑後得到巰基乙酸進入巰基乙酸儲槽18儲存。k、從分離器II 17出來的有機溶劑經冷凝器II 27冷凝後進入有機溶劑儲槽M回收利用。
權利要求1.一種氯乙酸母液綜合利用生產裝置，其特徵在於包括母液預處理系統，反應系統、 二氯乙酸生成系統和巰基乙酸生成系統，所述母液預處理系統包括氯乙酸母液儲槽(1)，氯乙酸母液儲槽(1)通過離心泵I (28)與蒸餾釜(2)相連接，蒸餾釜(2)頂部設有冷凝器(25)，冷凝器(25)出口與低沸點物質儲槽(3)相連接；所述反應系統包括反應釜I (4)，母液預處理系統中的蒸餾釜(2)通過離心泵II (29) 與反應釜I (4)連接，反應釜I (4)頂部設有氫氧化鈣溶液高位槽(19)和硫脲溶液高位槽 (20)，反應釜I (4)出料口與離心機I (5)相連接;所述的二氯乙酸生成系統包括酸化釜I (7)、萃取塔I (8)和蒸發器I (9)，反應系統中的離心機I (5)液體出口連接濾液收集池(6)，濾液收集池(6)通過離心泵III (30)與酸化釜I (7)連接，酸化釜I (7)通過離心泵IV(31)連接萃取塔I (8)，萃取塔I (8)頂部出料口與蒸發器I (9)連接，蒸發器I (9)連接分離器I (10)，分離器I (10)頂部出口通過冷凝器I (26)與有機溶劑高位槽I (23)連接，有機溶劑高位槽I (23)與萃取塔I (8)連接，分離器I (10)底部出料口連接二氯乙酸儲槽(11);所述的巰基乙酸生成系統包括反應釜II (12)、酸化釜II (14)、萃取塔II (15)和蒸發器 II (16)，反應系統中的離心機I (5)固體出口與應釜II (12)連接，應釜II (12)頂部設有氫氧化鋇溶液高位槽(21)，反應釜II (12)出料口與離心機II (13)相連接，離心機II (13)液體出料口連接汙水處理池，離心機II (13)固體出料口接酸化釜II (14)，鹽酸高位槽(22)分別與酸化釜II (14)和酸化釜I (7)連接，酸化釜II (14)連接萃取塔II (15)，萃取塔II (15) 頂部出料口與蒸發器II (16)連接，萃取塔II (15)底部出料口接汙水處理池，蒸發器II (16) 連接分離器II (17)連接，分離器II (17)頂部出口通過冷凝器II (27)與有機溶劑高位槽II (24)連接，有機溶劑高位槽II (24)與萃取塔II (15)連接，分離器II (17)底部出料口連接巰基乙酸儲槽(18)。
2.根據權利要求1所述的氯乙酸母液綜合利用生產裝置，其特徵在於所述的蒸發器I(9)為降膜蒸發器。
3.根據權利要求1所述的氯乙酸母液綜合利用生產裝置，其特徵在於所述的蒸發器II(16)為降膜蒸發器。
專利摘要一種氯乙酸母液綜合利用生產裝置，包括母液預處理系統，反應系統、二氯乙酸生成系統和巰基乙酸生成系統，通過母液處理系統中的蒸餾釜及冷凝器可充分回收母液中的乙酸等低沸點物質重新用於氯乙酸的生產。通過反應系統使母液與硫脲反應後使母液中一氯乙酸和二氯乙酸得到分離，與採用精餾或共沸蒸餾等分離方法相比較該裝置更節約能量並使一氯乙酸和二氯乙酸分離更徹底。通過巰基乙酸生成系統使母液中的一氯乙酸轉化為巰基乙酸，並通過其中的萃取塔Ⅱ及降膜蒸發器Ⅱ使巰基乙酸分離出來，並能回收萃取劑循環使用。通過二氯乙酸生成系統使母液中的二氯乙酸分離出來，並能回收萃取劑循環使用。
文檔編號C07C51/487GK201971763SQ20112003787
公開日2011年9月14日 申請日期2011年2月14日 優先權日2011年2月14日
發明者丁建礎, 張秀全, 李伍成, 李宗耀, 蔣元力, 賈金才 申請人:河南煤業化工集團研究院有限責任公司