本發(fā)明屬于甘氨酸生產技術領域，特別是涉及一種甘氨酸生產中甲醇回收及氯化銨提取新工藝。

背景技術：

當前，國內甘氨酸生產仍采用比較傳統(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物和無機物混合、污染物種類多、氨氮含量大、烏洛托品高溫易分解等特點，因此，一直困擾著國內甘氨酸企業(yè)的問題：如何有效提取離心母液中的甲醇和氯化銨，徹底達到清潔生產。當前從離心母液中回收甲醇和氯化銨主要有三大難點：(1)能耗問題；(2)設備腐蝕問題；(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)導致復雜化學反應等問題均會產生高氨氮、高COD的蒸發(fā)冷凝水和離心濾液，存在環(huán)保風險。

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，然后將濃縮液進行連續(xù)降溫結晶，最后將結晶液增稠、離心分離得到氯化銨產品。但是，該方法存在設備要求高、蒸汽能耗大、產品純度低、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。

公開號為CN104310427A、名稱為“一種氯乙酸法生產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行濃縮、焚燒和結晶處理，并采用特定的焚燒溫度和結晶溫度，氯化銨損耗小，氯化銨回收率可達95％以上，氯化銨品質高，母液可達無害化處理。但是，焚燒溫度需要700～1000℃和結晶溫度需要300℃，加熱所用燃料能耗較大，運行成本較高。

技術實現要素：

為了克服上述現有技術的不足，本發(fā)明提供了一種甘氨酸生產中甲醇回收及氯化銨提取新工藝，達到節(jié)能降耗、母液無害化處理、降低設備故障率、降低檢修和運行成本、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作用提供熱源的雙效低溫蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，經連續(xù)結晶分離得到氯化銨，同時不涉及精餾裝置就能連續(xù)回收甲醇溶液，包括以下步驟：

一種甘氨酸生產中甲醇及氯化銨提取設備，輸料管經進料泵與預熱器連接，預熱器頂部與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下部經輸料管與甲醇出料罐連接；

I效蒸發(fā)器底部經輸料管與轉料罐連接，轉料罐經轉料泵與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效羅茨甲醇壓縮機連接，I效羅茨甲醇壓縮機經氧氣在線分析儀分別與I效加熱器A、I效加熱器B連接，甲醇出料罐經甲醇出料泵與I效羅茨甲醇壓縮機連接，形成循環(huán)體系。

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

所述的II效蒸發(fā)器頂部經II效羅茨甲醇壓縮機連接，II效羅茨甲醇壓縮機分兩路，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，甲醇出料罐經甲醇出料泵與II效羅茨甲醇壓縮機連接，形成循環(huán)體系。

一種甘氨酸生產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，調節(jié)蒸汽流量，控制預熱器溫度。

(2)離心分離甘氨酸后的母液通過預熱器加熱至30～40℃，熱源介質二次利用Ⅱ效加熱器中生蒸汽產生的冷凝水的潛熱。

(3)預熱物料通過由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效羅茨甲醇壓縮機使甲醇蒸汽提高到60～70℃，提溫后的甲醇蒸汽進入并列進入Ⅰ效加熱器A和Ⅰ效加熱器B的殼程進行二次利用。此系統(tǒng)用氧氣在線分析儀實時監(jiān)控氧含量，防止系統(tǒng)氮氣置換不徹底或在運行過程中空氣進入，造成系統(tǒng)氧含量超標發(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效羅茨甲醇壓縮機使甲醇蒸汽提高到90～95℃，提溫后的甲醇蒸汽一部分并列進入Ⅰ效加熱器A和Ⅰ效加熱器B的殼程進行二次利用，作為熱量補充，一部分進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入稠厚器進行增稠后，料液放入離心機分離出氯化銨產品。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：

(1)整個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，其它設備均采用物料蒸汽提供熱源。

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

(3)甲醇濃度可以根據實際生產需要進行精確調整。

(4)氧氣在線分析儀實時監(jiān)控氧含量，防止系統(tǒng)氮氣置換不徹底或在運行過程中空氣進入，安全系數高。

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

(6)由于系統(tǒng)中蒸發(fā)過程溫度低于80℃，有機物之間不會發(fā)生復雜反應，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、品質好，可以達到工業(yè)級的白色晶體，可增加經濟效益。

(8)本工藝具有工藝、設備簡單，操作簡便。

附圖說明

圖1為甘氨酸生產中甲醇及氯化銨提取設備結構圖，其中，1.進料泵，2.預熱器，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，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.轉料罐，12.冷凝器，13.轉料泵，14.II效加熱器，15.II效蒸發(fā)器，16.II效羅茨甲醇壓縮機，17.強制循環(huán)泵，18.母液回流泵，19.母液池，20.稠厚器，21.離心機。

具體實施方式

新工藝回收甲醇、氯化銨的具體實施步驟如下：

實施例1

向Ⅱ效加熱器中通入生蒸汽，調節(jié)蒸汽流量使得預熱器溫度達到40℃；將甘氨酸離心后的母液緩慢通入預熱器，使得物料溫度達到40℃；預熱物料進入由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入稠厚器進行增稠后，料液放入離心機分離出白色氯化銨產品，氯化銨純度為99.5％，氯化銨回收率98％以上。

實施例2

向Ⅱ效加熱器中通入生蒸汽，調節(jié)蒸汽流量使得預熱器溫度達到40℃；將甘氨酸離心后的母液緩慢通入預熱器，使得物料溫度達到40℃；預熱物料進入由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入稠厚器進行增稠后，料液放入離心機分離出白色氯化銨產品，氯化銨純度為99.1％。氯化銨回收率97.5％以上。

實施例3

一種甘氨酸生產中甲醇及氯化銨提取設備，輸料管經進料泵1與預熱器2連接，預熱器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下部經輸料管與甲醇出料罐8連接；

I效蒸發(fā)器5底部經輸料管與轉料罐11連接，轉料罐11經轉料泵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6連接，I效羅茨甲醇壓縮機6經氧氣在線分析儀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經甲醇出料泵22與I效羅茨甲醇壓縮機6連接，形成循環(huán)體系。

所述的II效蒸發(fā)器15下部經輸料管與強制循環(huán)泵17連接，強制循環(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經母液回流泵18與強制循環(huán)泵17連接。

所述的II效蒸發(fā)器15頂部經II效羅茨甲醇壓縮機16連接，II效羅茨甲醇壓縮機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經甲醇出料泵22與II效羅茨甲醇壓縮機16連接，形成循環(huán)體系。