一种牛磺酸钠溶液浓缩、脱氨、除杂装置的制作方法

    技术2026-07-21  4


    本技术涉及化学合成牛磺酸领域,尤其是涉及的是一种牛磺酸钠溶液浓缩、脱氨、除杂装置。


    背景技术:

    1、目前牛磺酸生产企业普遍采用的牛磺酸制备工艺是“环氧乙烷法”。主要反应如下:

    2、加成反应nahso3+ch2ch2o→hoch2ch2so3na

    3、氨解反应hoch2ch2so3na+nh3→nh2ch2ch2so3na+h2o

    4、酸化反应nh2ch2ch2so3na+h2so4→nh2ch2ch2so3h+na2so4

    5、其中氨解反应是在压力为17mpa~20mpa、温度为245℃~270℃的合成塔中进行的。氨解反应是可逆反应,为了提高反应转化率,实际生产中会在原料液中加入过量的氨。在氨解反应原料液中,氨的摩尔浓度能达到羟乙基磺酸钠的摩尔浓度的几倍到几十倍。所以从合成塔底部出料的牛磺酸钠溶液中还溶解有大量的氨,还包括加成反应中产生的少量的乙二醇、聚乙二醇等有机杂质。

    6、牛磺酸钠溶液中的氨必须要在酸化反应前彻底脱除回收。目前牛磺酸生产企业普遍采用多效蒸发装置进行脱氨。虽然多效蒸发装置能够节省能耗,但是也存在一定缺点。除了装置占地面积大、系统复杂、设备繁多、操作繁琐等固有缺点外,还存在末效蒸发产生的末级凝结水氨浓度较低的问题。回收利用末级凝结水又必须增加一套小型蒸氨浓缩装置。


    技术实现思路

    1、本实用新型的目的在于克服上述不足,提供具备浓缩、脱氨、除杂功能的一种牛磺酸钠溶液浓缩、脱氨、除杂装置。

    2、为实现上述目的,本实用新型的技术解决方案是:一种牛磺酸钠溶液浓缩、脱氨、除杂装置,其特征在于,包括板式塔、第一再沸腾器、第二再沸腾器、冷凝器、进料管、氨水管、排污管、出料管;

    3、板式塔包括壳体、塔釜、升气塔盘、积液盘、若干个塔板,

    4、壳体内设有竖向长条形状的塔腔,塔釜设于壳体的下部并与塔腔连通,若干个塔板从上到排列设于塔腔内;塔板上设有网孔,塔板的根部位于塔腔内壁的一侧,塔板的端部横向延伸并与塔腔内壁的另一侧之间形成上下贯通的塔板通道,上方塔板的塔板通道位于下方塔板的根部上方,塔板的端部设有向上凸出的溢流堰和向下延伸的降液管;

    5、进料管的一端伸入塔腔内,升气塔盘设于塔腔内并设于进料管的上方,升气塔盘包括盘体和盖子,盘体的中部设有升气通道,升气通道的上方设有盖子,盖子的外沿向下向外延伸,排污管的一端伸入塔腔内的升气塔盘的盘体内;

    6、积液盘设于塔腔内并设于位于升气塔盘的上方的塔板上,氨水管的一端伸入塔腔内的积液盘;

    7、冷凝器设于壳体的顶部,冷凝器的下部与塔腔连通;

    8、出料管的与塔釜的底部连通;

    9、第一再沸腾器包括第一沸腾器和与第一沸腾器连接的第一入料管、第一回流管,第一入料管连通塔釜的下部,第一回流管连通塔釜的上部;

    10、第二再沸腾器包括第二沸腾器和与第二沸腾器连接的第二入料管、第二回流管,第二入料管和第二回流管均与塔腔连通,第二回流管与塔腔连通的位置位于第二入料管与塔腔连通位置的上方。

    11、塔内液体在重力作用下,由上层塔板的降液管流到下层塔板,然后横向流过塔板,越过溢流堰从另一侧的降液管流至下一层塔板。溢流堰使塔板上保持一定厚度的液层。气体在压力差的推动下自下而上穿过各层塔板的网孔,分散成小股气流,鼓泡通过各层塔板的液层。在塔板上,气液两相密切接触,进行传质和传热。传质和传热的动力来自第一再沸腾器和第二再沸腾器的蒸汽。

    12、含有大量氨的牛磺酸钠溶液通过进料管进入板式塔中减压闪蒸,闪蒸出来的氨、水蒸气自下而上穿过各级塔板,最终到达塔顶。氨和水蒸汽在塔顶冷凝器的作用下冷凝成液体,在重力作用下流过各级塔板。在塔板上,气液两相逐级接触,反复进行传质和传热,两相的组成沿高度呈阶梯式变化,塔板越高,氨的浓度越高。高处塔板上是高浓度的氨水,而塔釜则是浓缩、脱氨的牛磺酸钠溶液。

    13、升气塔盘上,通过排污管侧线采出一部分水进行排污,能够祛除一部分体系中的乙二醇、聚乙二醇等有机杂质。

    14、优选的,板式塔还包括进料塔盘,进料塔盘设于塔腔内,进料管延伸至进料塔盘,进料塔盘设于升气塔盘的下方,进料塔盘的上方和下方均设有塔板。进料管的含有大量氨的牛磺酸钠溶液在进料塔盘上被闪蒸,进料塔盘上方的升气塔盘将闪蒸出来的乙二醇、聚乙二醇等有机杂质截流并从排污管排出。

    15、优选的,积液盘至少有两个,两个积液盘分别位于高度不同的塔板上,每个积液盘均对应连接有一氨水管。在板式塔上部合适高度的设置积液盘,从此塔板中侧线采出不同浓度的氨水回收利用。也可以根据不同浓度的需求,在合格高度设置多个积液盘侧线采出。

    16、优选的,冷凝器包括冷凝腔和冷凝芯,冷凝腔的下部与塔腔连通,冷凝芯从冷凝腔的顶部向下伸出。

    17、通过采用上述的技术方案,本实用新型的有益效果是:本实用新型利用板式塔对含氨的牛磺酸钠溶液进行精馏,能够有效的脱除牛磺酸钠溶液中的氨。相对于多效蒸发系统,板式塔精馏系统有装置占地面积小、系统相对简单、操作弹性大等优点,还能解决末级凝结水氨水浓度低的问题,回收利用脱除的氨更加便捷。另外侧线排污能够祛除一部分体系中的乙二醇、聚乙二醇等有机杂质,对后序的生产工艺有显著的积极影响。



    技术特征:

    1.一种牛磺酸钠溶液浓缩、脱氨、除杂装置,其特征在于,包括板式塔、第一再沸腾器、第二再沸腾器、冷凝器、进料管、氨水管、排污管、出料管;

    2.根据权利要求1所述的一种牛磺酸钠溶液浓缩、脱氨、除杂装置,其特征在于,板式塔还包括进料塔盘,进料塔盘设于塔腔内,进料管延伸至进料塔盘,进料塔盘设于升气塔盘的下方,进料塔盘的上方和下方均设有塔板。

    3.根据权利要求1所述的一种牛磺酸钠溶液浓缩、脱氨、除杂装置,其特征在于,积液盘至少有两个,两个积液盘分别位于高度不同的塔板上,每个积液盘均对应连接有一氨水管。

    4.根据权利要求1所述的一种牛磺酸钠溶液浓缩、脱氨、除杂装置,其特征在于,冷凝器包括冷凝腔和冷凝芯,冷凝腔的下部与塔腔连通,冷凝芯从冷凝腔的顶部向下伸出。


    技术总结
    一种牛磺酸钠溶液浓缩、脱氨、除杂装置,其特征在于,包括板式塔、第一再沸腾器、第二再沸腾器、冷凝器、进料管、氨水管、排污管、出料管;板式塔包括壳体、塔釜、升气塔盘、积液盘、若干个塔板。本技术利用板式塔对含氨的牛磺酸钠溶液进行精馏,能够有效的脱除牛磺酸钠溶液中的氨。相对于多效蒸发系统,板式塔精馏系统有装置占地面积小、系统相对简单、操作弹性大等优点,还能解决末级凝结水氨水浓度低的问题,回收利用脱除的氨更加便捷。另外侧线排污能够祛除一部分体系中的乙二醇、聚乙二醇等有机杂质,对后序的生产工艺有显著的积极影响。

    技术研发人员:朱恒冰,林文峰,张道炜
    受保护的技术使用者:泉州圣元生物科技工程有限公司
    技术研发日:20240309
    技术公布日:2024/10/24
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