氯乙酸重组分处理装置的制作方法

1.本实用新型属于化工技术领域，具体涉及一种氯乙酸重组分处理装置。


背景技术：

2.氯乙酸作为一种重要的化工原料，可以用来生产甘氨酸、羧甲基纤维素、氯乙酸乙酯等，也广泛应用于医药、造纸、化学品、塑料加工、助剂活性剂、香料香精等领域。
3.工业氯乙酸主要以醋酐为催化剂，由醋酸经氯气氯化而制得。氯乙酸生产工艺可分为连续法和间歇法，早期以间歇法为主，但因产品产能小、质量差、污染高等问题，近些年逐渐被淘汰，而转变为更为环保、产品品质高的连续法工艺。连续法生产工艺主要包括氯化反应、加氢处理、精馏精制等过程。
4.精馏精制过程中工艺物料先经精馏脱除轻组分，再次精馏脱除重组分获得合格的氯乙酸产品。该过程脱除的重组分为一种高粘、有毒且有强腐蚀性的液体，主要含氯乙酸、二氯乙酸及一些杂酯类等。目前，工业上将重组分当做废液处理。最常见的处理方式是先向重组分加碱液使氯乙酸、二氯乙酸等转化为相应的钠盐，溶液中和后ph接近中性；然后加大量水稀释，溶液浓度降低后送入生化废水处理。此外，也有人尝试将重组分进行焚烧处理，但由于焚烧过程中含氯物质会转化为hcl及组分原有的强腐蚀性，使得高温焚烧条件下的高腐蚀性对焚烧系统提出了苛刻要求，此外焚烧尾气成分复杂还需进一步的无害化处理。因这些限制问题的存在，焚烧处理少有使用，实际主要还是采用碱中和-水稀释-生化处理的工艺。
5.随着工艺技术的进步，连续化氯乙酸装置产能快速增长，由年产千吨级增至万吨级甚至年产几十万吨。在此情况下，氯乙酸重组分的处理仍沿用了早期的碱中和-水稀释-生化处理的工艺，这不但浪费了大量的碱液和生产用水而且生化处理系统占地庞大运行费用高昂。


技术实现要素：

6.根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题是：提供一种氯乙酸重组分处理装置，结构简单，操作方便，降低了碱液消耗及污水处理负荷。
7.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
8.本实用新型所述的氯乙酸重组分处理装置，包括水化釜，水化釜顶部设置有第一进水管道、进料管道和蒸汽管道，水化釜、层析器、结晶釜与离心机依次相连，层析器与碱解釜相连，离心机分别与第一进水管道、碱解釜相连，离心机顶部设置有第二进水管道，碱解釜顶部设置有碱液进料管道；
9.层析器内部设置有冷却盘管和隔板，层析器一侧设置有第一冷却水进水管道和第一冷却水出水管道，第一冷却水进水管道、冷却盘管与第一冷却水出水管道依次相连，隔板设置在层析器的底部，冷却盘管设置在隔板的一侧。
10.所述的水化釜内部设置有第一搅拌器。
11.所述的蒸汽管道伸入到水化釜的下部。
12.所述的水化釜与层析器之间设置有水化液泵。
13.所述的结晶釜内部设置有第二搅拌器。
14.所述的结晶釜外部设置有夹套。
15.所述的夹套分别与第二冷却水进水管道、第二冷却水出水管道相连。
16.所述的结晶釜与离心机之间设置有浆料泵。
17.所述的层析器与碱解釜之间设置有油层泵。
18.所述的碱解釜内部设置有第三搅拌器。
19.工作原理及过程：
20.水通过第一进水管道进入水化釜中，氯乙酸重组分通过进料管道进入水化釜中，开启第一搅拌器进行搅拌，同时蒸汽通过蒸汽管道进入水化釜中，通过向氯乙酸重组分水溶液中鼓入蒸汽来升温加压使氯乙酸重组分水化溶解，降低物料粘度，氯乙酸等可溶组分溶解到水中，得到水化液。
21.水化液通过水化液泵进入层析器中，冷却水通过第一冷却水进水管道进入冷却盘管，再从第一冷却水出水管道排出，冷却水通过冷却盘管对水化液进行冷却降温，使水化液温度降至60-70℃，静置40-60min使水化液层析分层，上层为油层，下层为水层，不溶性的重组分集中在油层中，油层经过隔板的上部进入到层析器底部，油层从层析器底部排出通过油层泵进入到碱解釜中。
22.水层从层析器底部排出进入到结晶釜中，冷却水通过第二冷却水进水管道进入夹套，再从第二冷却水出水管道排出，冷却水通过夹套对水层进行冷却降温，使水层温度降至30-35℃，向结晶釜中加入水层总质量0.5-3％的氯乙酸晶体，继续通过夹套冷却降温至15-18℃，开启第二搅拌器进行搅拌，得到含有氯乙酸晶体的浆料。
23.含有氯乙酸晶体的浆料通过浆料泵进入到离心机中进行离心，得到氯乙酸晶体和母液，离心分离过程中应保持温度为15-18℃；母液排出进入到碱解釜中，水通过第二进水管道进入离心机中再次进行离心，用水清洗氯乙酸晶体，以去除晶体表面附着的少量母液，从而获得合格的氯乙酸产品；氯乙酸晶体水洗后的洗液返回到第一进水管道中替代部分用于溶解氯乙酸重组分的水，降低水的消耗。
24.油层和母液均进入碱解釜中后，碱液通过碱液进料管道进入碱解釜中，开启第三搅拌器进行搅拌，中和溶液ph至6.5-7.5，再送入后续生化污水处理系统。
25.层析器的进料口、冷却盘管和水层出料口均位于隔板的同一侧，油层出料口位于隔板的另一侧。
26.本实用新型所具有的有益效果如下：
27.(1)结构简单，操作方便，将氯乙酸重组分经水化处理、层析除不溶物，再经结晶分离除可溶杂质，最后获得氯乙酸产品。
28.(2)本实用新型使氯乙酸重组分减量化、资源化，降低了碱液消耗及污水处理负荷；提取氯乙酸后剩余的油层残液主要含不溶于水的酯类，经碱液处理转化为生化系统微生物的高价值营养物质，促进生化系统活力。
附图说明
29.图1是本实用新型结构示意图；
30.图中：1、水化釜；2、第一进水管道；3、进料管道；4、蒸汽管道；5、层析器；6、结晶釜；7、离心机；8、碱解釜；9、第二进水管道；10、碱液进料管道；11、冷却盘管；12、隔板；13、第一冷却水进水管道；14、第一冷却水出水管道；15、第一搅拌器；16、水化液泵；17、第二搅拌器；18、夹套；19、第二冷却水进水管道；20、第二冷却水出水管道；21、浆料泵；22、油层泵；23、第三搅拌器。
具体实施方式
31.下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述：
32.如图1所示，本实用新型包括水化釜1，水化釜1顶部设置有第一进水管道2、进料管道3和蒸汽管道4，水化釜1、层析器5、结晶釜6与离心机7依次相连，层析器5与碱解釜8相连，离心机7分别与第一进水管道2、碱解釜8相连，离心机7顶部设置有第二进水管道9，碱解釜8顶部设置有碱液进料管道10；
33.层析器5内部设置有冷却盘管11和隔板12，层析器5一侧设置有第一冷却水进水管道13和第一冷却水出水管道14，第一冷却水进水管道13、冷却盘管11与第一冷却水出水管道14依次相连，隔板12设置在层析器5的底部，冷却盘管11设置在隔板12的一侧。
34.水化釜1内部设置有第一搅拌器15。
35.蒸汽管道4伸入到水化釜1的下部。
36.水化釜1与层析器5之间设置有水化液泵16。
37.结晶釜6内部设置有第二搅拌器17。
38.结晶釜6外部设置有夹套18。
39.夹套18分别与第二冷却水进水管道19、第二冷却水出水管道20相连。
40.结晶釜6与离心机7之间设置有浆料泵21。
41.层析器5与碱解釜8之间设置有油层泵22。
42.碱解釜8内部设置有第三搅拌器23。
43.水通过第一进水管道2进入水化釜1中，氯乙酸重组分通过进料管道3进入水化釜1中，开启第一搅拌器15进行搅拌，同时蒸汽通过蒸汽管道4进入水化釜1中，通过向氯乙酸重组分水溶液中鼓入蒸汽来升温加压使氯乙酸重组分水化溶解，降低物料粘度，氯乙酸等可溶组分溶解到水中，得到水化液。
44.水化液通过水化液泵16进入层析器5中，冷却水通过第一冷却水进水管道13进入冷却盘管11，再从第一冷却水出水管道14排出，冷却水通过冷却盘管11对水化液进行冷却降温，使水化液温度降至60-70℃，静置60min使水化液层析分层，上层为油层，下层为水层，不溶性的重组分集中在油层中，油层经过隔板12的上部进入到层析器5底部，油层从层析器5底部排出通过油层泵22进入到碱解釜8中。
45.水层从层析器5底部排出进入到结晶釜6中，冷却水通过第二冷却水进水管道19进入夹套18，再从第二冷却水出水管道20排出，冷却水通过夹套18对水层进行冷却降温，使水层温度降至30-35℃，向结晶釜6中加入水层总质量0.5-3％的氯乙酸晶体，继续通过夹套18冷却降温至15-18℃，开启第二搅拌器17进行搅拌，得到含有氯乙酸晶体的浆料。
46.含有氯乙酸晶体的浆料通过浆料泵21进入到离心机7中进行离心，得到氯乙酸晶体和母液，离心分离过程中应保持温度为15-18℃；母液排出进入到碱解釜8中，水通过第二进水管道9进入离心机7中再次进行离心，用水清洗氯乙酸晶体，以去除晶体表面附着的少量母液，从而获得合格的氯乙酸产品；氯乙酸晶体水洗后的洗液返回到第一进水管道2中替代部分用于溶解氯乙酸重组分的水，降低水的消耗。
47.油层和母液均进入碱解釜8中后，碱液通过碱液进料管道10进入碱解釜8中，开启第三搅拌器23进行搅拌，中和溶液ph至6.5-7.5，再送入后续生化污水处理系统。

技术特征：
1.一种氯乙酸重组分处理装置，包括水化釜(1)，其特征在于水化釜(1)顶部设置有第一进水管道(2)、进料管道(3)和蒸汽管道(4)，水化釜(1)、层析器(5)、结晶釜(6)与离心机(7)依次相连，层析器(5)与碱解釜(8)相连，离心机(7)分别与第一进水管道(2)、碱解釜(8)相连，离心机(7)顶部设置有第二进水管道(9)，碱解釜(8)顶部设置有碱液进料管道(10)；层析器(5)内部设置有冷却盘管(11)和隔板(12)，层析器(5)一侧设置有第一冷却水进水管道(13)和第一冷却水出水管道(14)，第一冷却水进水管道(13)、冷却盘管(11)与第一冷却水出水管道(14)依次相连，隔板(12)设置在层析器(5)的底部，冷却盘管(11)设置在隔板(12)的一侧。2.根据权利要求1所述的氯乙酸重组分处理装置，其特征在于所述的水化釜(1)内部设置有第一搅拌器(15)。3.根据权利要求1所述的氯乙酸重组分处理装置，其特征在于所述的蒸汽管道(4)伸入到水化釜(1)的下部。4.根据权利要求1所述的氯乙酸重组分处理装置，其特征在于所述的水化釜(1)与层析器(5)之间设置有水化液泵(16)。5.根据权利要求1所述的氯乙酸重组分处理装置，其特征在于所述的结晶釜(6)内部设置有第二搅拌器(17)。6.根据权利要求1所述的氯乙酸重组分处理装置，其特征在于所述的结晶釜(6)外部设置有夹套(18)。7.根据权利要求6所述的氯乙酸重组分处理装置，其特征在于所述的夹套(18)分别与第二冷却水进水管道(19)、第二冷却水出水管道(20)相连。8.根据权利要求1所述的氯乙酸重组分处理装置，其特征在于所述的结晶釜(6)与离心机(7)之间设置有浆料泵(21)。9.根据权利要求1所述的氯乙酸重组分处理装置，其特征在于所述的层析器(5)与碱解釜(8)之间设置有油层泵(22)。10.根据权利要求1所述的氯乙酸重组分处理装置，其特征在于所述的碱解釜(8)内部设置有第三搅拌器(23)。

技术总结
本实用新型属于化工技术领域，具体涉及一种氯乙酸重组分处理装置，包括水化釜，水化釜顶部设置有第一进水管道、进料管道和蒸汽管道，水化釜、层析器、结晶釜与离心机依次相连，层析器与碱解釜相连，离心机分别与第一进水管道、碱解釜相连，离心机顶部设置有第二进水管道，碱解釜顶部设置有碱液进料管道；层析器内部设置有冷却盘管和隔板，层析器一侧设置有第一冷却水进水管道和第一冷却水出水管道，第一冷却水进水管道、冷却盘管与第一冷却水出水管道依次相连，隔板设置在层析器的底部，冷却盘管设置在隔板的一侧。本实用新型结构简单，操作方便，降低了碱液消耗及污水处理负荷。降低了碱液消耗及污水处理负荷。降低了碱液消耗及污水处理负荷。


技术研发人员：孙顺平 芮挺 张猛 董士光 郭梦莉 马政
受保护的技术使用者：湖北民腾新材料科技有限公司
技术研发日：2023.05.17
技术公布日：2023/9/16