權(quán)利要求

1.甘氨酸生產(chǎn)廢水中硫酸鈉的回收利用工藝，其特征在于：包括以下步驟： (1)除雜：將甘氨酸生產(chǎn)廢水經(jīng)過濾，除去廢水中的固體雜質(zhì)和懸浮雜物，得到除雜后的廢水； (2)分層：在除雜后的廢水中加入無水乙醇進(jìn)行混合，然后靜置分層，將上層水相和下層有機(jī)相分離，得到水相以及有機(jī)相； (3)精餾：將分離后的水相進(jìn)行精餾，蒸出乙醇，得到含硫酸鈉的塔釜液； (4)濃縮干燥：將含硫酸鈉的塔釜液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，洗滌、干燥，得到最終產(chǎn)品硫酸鈉。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甘氨酸生產(chǎn)廢水中硫酸鈉的回收利用工藝，其特征在于：甘氨酸生產(chǎn)廢水中含有甘氨酸10-20％，亞氨基二乙酸5-10％，硫酸根10-15％。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甘氨酸生產(chǎn)廢水中硫酸鈉的回收利用工藝，其特征在于：步驟(1)中，過濾采用500-1000目的自清洗過濾器。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甘氨酸生產(chǎn)廢水中硫酸鈉的回收利用工藝，其特征在于：步驟(2)中，無水乙醇與廢水的混合體積比為(50-150)：100。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甘氨酸生產(chǎn)廢水中硫酸鈉的回收利用工藝，其特征在于：步驟(2)中，混合時(shí)采用磁力攪拌器進(jìn)行攪拌，攪拌速率300-500r/min，攪拌時(shí)間15-20min。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甘氨酸生產(chǎn)廢水中硫酸鈉的回收利用工藝，其特征在于：步驟(2)中，混合攪拌后靜置30-60min進(jìn)行分層，分層后通過油水分離器將上層水相和下層有機(jī)相分開。 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甘氨酸生產(chǎn)廢水中硫酸鈉的回收利用工藝，其特征在于：步驟(3)中，精餾溫度為75-85℃。 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甘氨酸生產(chǎn)廢水中硫酸鈉的回收利用工藝，其特征在于：步驟(3)中，蒸餾得到的乙醇循環(huán)用于步驟(2)中。 9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甘氨酸生產(chǎn)廢水中硫酸鈉的回收利用工藝，其特征在于：步驟(4)中，蒸發(fā)濃縮溫度為110-125℃，時(shí)間為20-30min。 10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甘氨酸生產(chǎn)廢水中硫酸鈉的回收利用工藝，其特征在于：步驟(4)中，洗滌后干燥溫度為70-90℃，干燥時(shí)間為360-480min。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于甘氨酸生產(chǎn)廢水處理回收技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種甘氨酸生產(chǎn)廢水中硫酸鈉的回收利用工藝。

背景技術(shù)

甘氨酸，其化學(xué)式為C 2H 5NO 2，常溫常壓下為白色固體，是氨基酸系列中結(jié)構(gòu)最為簡單，人體非必需的一種氨基酸。在機(jī)體發(fā)生嚴(yán)重應(yīng)急時(shí)，甘氨酸作為外源性的補(bǔ)充，也被稱為半必需氨基酸。食品方面的作用是作為生化試劑，另外還可以作為營養(yǎng)增補(bǔ)劑，也可以起到調(diào)味作用。在醫(yī)學(xué)上面是治療重癥肌無力和進(jìn)行性肌肉萎縮的藥物，與阿司匹林合用可以減少對胃的刺激性，還可以治療兒童高脯氨酸血癥。在農(nóng)業(yè)上面可以作為家禽、家畜等的食用飼料，增加氨基酸的添加劑和引誘劑。

目前工業(yè)上用于生產(chǎn)甘氨酸的方法為：羥基乙腈與氨水反應(yīng)生成胺基乙腈，再與液堿水解生成胺基乙酸鈉，再用硫酸酸化生成胺基乙酸(甘氨酸)和硫酸鈉，經(jīng)過分離提純得到產(chǎn)物甘氨酸。

在此生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水主要成分為：甘氨酸10-20％，亞氨基二乙酸5-10％，硫酸根10-15％。該廢水中很有較高含量的甘氨酸和硫酸根，若直接排放到污水處理系統(tǒng)作為污水處理，會造成產(chǎn)物收益率低，經(jīng)濟(jì)效益低。因此，需要設(shè)計(jì)一種提升甘氨酸產(chǎn)率的同時(shí)產(chǎn)出無水硫酸鈉的廢水處理工藝，且處理工藝中所用溶劑實(shí)現(xiàn)再回收利用，提升了整個(gè)工藝流程的生產(chǎn)總價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種甘氨酸生產(chǎn)廢水中硫酸鈉的回收利用工藝，將甘氨酸生產(chǎn)廢水中的硫酸鈉進(jìn)行高效回收，整個(gè)回收處理工藝綠色環(huán)保，提高了產(chǎn)物甘氨酸的產(chǎn)率，同時(shí)硫酸鈉的回收率高、純度高，增加了生產(chǎn)效益。

本發(fā)明所述的甘氨酸生產(chǎn)廢水中硫酸鈉的回收利用工藝，包括以下步驟：

(1)除雜：將甘氨酸生產(chǎn)廢水經(jīng)過濾，除去廢水中的固體雜質(zhì)和懸浮雜物，得到除雜后的廢水；

(2)分層：在除雜后的廢水中加入無水乙醇進(jìn)行混合，然后靜置分層，將上層水相和下層有機(jī)相分離，得到水相以及有機(jī)相；

(3)精餾：將分離后的水相進(jìn)行精餾，蒸出乙醇，得到含硫酸鈉的塔釜液；

(4)濃縮干燥：將含硫酸鈉的塔釜液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，洗滌、干燥，得到最終產(chǎn)品硫酸鈉。

本發(fā)明步驟(1)中，過濾采用500-1000目的自清洗過濾器。

甘氨酸生產(chǎn)廢水中含有甘氨酸10-20％，亞氨基二乙酸5-10％，硫酸根10-15％。

本發(fā)明步驟(2)中，無水乙醇與廢水的混合體積比為(100-150)：100。

廢水主要成分為：甘氨酸10-20％，亞氨基二乙酸5-10％，硫酸根10-15％。

在除雜后的廢水中加入無水乙醇進(jìn)行混合，其中甘氨酸不溶于乙醇，水與無水乙醇可以任意比例互溶，加入無水乙醇后，廢水中的硫酸根溶于水中與乙醇相混合，而有機(jī)相中的甘氨酸、亞氨基二乙酸均不溶于乙醇，因此使用乙醇可以將三者分離開，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)硫酸根的回收利用。

混合時(shí)采用磁力攪拌器進(jìn)行攪拌，攪拌速率300-500r/min，攪拌時(shí)間15-20min。

混合攪拌后靜置30-60min進(jìn)行分層，分層后通過油水分離器將上層水相和下層有機(jī)相分開。分離后的水相組成成分主要為水、乙醇和硫酸鈉，進(jìn)行下一步提取硫酸鈉；分離后的有機(jī)相組成成分主要為甘氨酸和亞氨基二乙酸，返回甘氨酸濃縮結(jié)晶系統(tǒng)回收甘氨酸，從而提高甘氨酸的產(chǎn)率。

本發(fā)明步驟(3)中，精餾溫度為75-85℃。蒸餾得到的乙醇循環(huán)用于步驟(2)中。

本發(fā)明步驟(4)中，蒸發(fā)濃縮溫度為110-125℃，時(shí)間為20-30min。

洗滌時(shí)采用去離子水進(jìn)行洗滌，洗滌后干燥溫度為70-90℃，干燥時(shí)間為360-480min。

本發(fā)明回收的硫酸鈉產(chǎn)品純度為95％以上，回收率達(dá)到95-99％。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明的甘氨酸生產(chǎn)廢水中硫酸鈉的回收利用工藝，將甘氨酸生產(chǎn)廢水中的硫酸鈉進(jìn)行高效回收，整個(gè)回收處理工藝綠色環(huán)保，提高了產(chǎn)物甘氨酸的產(chǎn)率，同時(shí)硫酸鈉的回收率高、純度高，回收的硫酸鈉產(chǎn)品純度為95％以上，回收率達(dá)到95-99％，增加了生產(chǎn)效益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明甘氨酸生產(chǎn)廢水中硫酸鈉的回收利用工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但不限定本發(fā)明。

實(shí)施例1

一種甘氨酸生產(chǎn)廢水中硫酸鈉的回收利用工藝，包括以下步驟：

(1)除雜：將甘氨酸生產(chǎn)廢水經(jīng)500目的自清洗過濾器過濾，除去廢水中的固體雜質(zhì)和懸浮雜物，得到除雜后的廢水，經(jīng)檢測，其含有甘氨酸19.77％，亞氨基二乙酸7.66％，硫酸根10.00％；

(2)分層：按無水乙醇與廢水的混合體積比為100：100，在除雜后的廢水中加入無水乙醇，采用磁力攪拌器進(jìn)行攪拌混合，攪拌速率400r/min，攪拌時(shí)間15min，然后靜置40min進(jìn)行分層，分層后通過油水分離器將上層水相和下層有機(jī)相分開，分離后的水相組成成分主要為水、乙醇和硫酸鈉，進(jìn)行下一步提取硫酸鈉；分離后的有機(jī)相組成成分主要為甘氨酸和亞氨基二乙酸，返回甘氨酸濃縮結(jié)晶系統(tǒng)回收甘氨酸，從而提高甘氨酸的產(chǎn)率；

(3)精餾：將分離后的水相在精餾塔中進(jìn)行精餾，精餾溫度78℃，蒸出乙醇，將蒸出的乙醇循環(huán)用于步驟(2)中，最后得到含硫酸鈉的塔釜液；

(4)濃縮干燥：將含硫酸鈉的塔釜液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，蒸發(fā)濃縮溫度為120℃，時(shí)間為20min，將濃縮物用去離子水進(jìn)行洗滌，然后在80℃干燥7h，得到最終產(chǎn)品硫酸鈉。

回收的硫酸鈉產(chǎn)品純度為95.5％，回收率為97.6％。

實(shí)施例2

一種甘氨酸生產(chǎn)廢水中硫酸鈉的回收利用工藝，包括以下步驟：

(1)除雜：將甘氨酸生產(chǎn)廢水經(jīng)1000目的自清洗過濾器過濾，除去廢水中的固體雜質(zhì)和懸浮雜物，得到除雜后的廢水，經(jīng)檢測，其含有甘氨酸16.25％，亞氨基二乙酸8.42％，硫酸根11.70％；

(2)分層：按無水乙醇與廢水的混合體積比為150：100，在除雜后的廢水中加入無水乙醇，采用磁力攪拌器進(jìn)行攪拌混合，攪拌速率300r/min，攪拌時(shí)間20min，然后靜置60min進(jìn)行分層，分層后通過油水分離器將上層水相和下層有機(jī)相分開，分離后的水相中含有硫酸鈉，進(jìn)行下一步提取硫酸鈉；分離后的有機(jī)相進(jìn)行回收，再次利用于甘氨酸生產(chǎn)步驟；

(3)精餾：將分離后的水相在精餾塔中進(jìn)行精餾，精餾溫度75℃，蒸出乙醇，將蒸出的乙醇循環(huán)用于步驟(2)中，最后得到含硫酸鈉的塔釜液；

(4)濃縮干燥：將含硫酸鈉的塔釜液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，蒸發(fā)濃縮溫度為125℃，時(shí)間為20min，將濃縮物用去離子水進(jìn)行洗滌，然后在70℃干燥8h，得到最終產(chǎn)品硫酸鈉。

回收的硫酸鈉產(chǎn)品純度為96.2％，回收率為96.3％。

實(shí)施例3

一種甘氨酸生產(chǎn)廢水中硫酸鈉的回收利用工藝，包括以下步驟：

(1)除雜：將甘氨酸生產(chǎn)廢水經(jīng)500目的自清洗過濾器過濾，除去廢水中的固體雜質(zhì)和懸浮雜物，得到除雜后的廢水，經(jīng)檢測，其含有甘氨酸17.68％，亞氨基二乙酸8.92％，硫酸根13.24％；

(2)分層：按無水乙醇與廢水的混合體積比為120：100，在除雜后的廢水中加入無水乙醇，采用磁力攪拌器進(jìn)行加熱攪拌混合，攪拌速率500r/min，攪拌時(shí)間15min，然后靜置30min進(jìn)行分層，分層后通過油水分離器將上層水相和下層有機(jī)相分開，分離后的水相中含有硫酸鈉，進(jìn)行下一步提取硫酸鈉；分離后的有機(jī)相進(jìn)行回收，再次利用于甘氨酸生產(chǎn)步驟；

(3)精餾：將分離后的水相在精餾塔中進(jìn)行精餾，精餾溫度80℃，蒸出乙醇，將蒸出的乙醇循環(huán)用于步驟(2)中，最后得到含硫酸鈉的塔釜液；

(4)濃縮干燥：將含硫酸鈉的塔釜液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，蒸發(fā)濃縮溫度為110℃，時(shí)間為30min，將濃縮物用去離子水進(jìn)行洗滌，然后在90℃干燥6h，得到最終產(chǎn)品硫酸鈉。

回收的硫酸鈉產(chǎn)品純度為95.7％，回收率為98.5％。

對比例1

一種甘氨酸生產(chǎn)廢水中硫酸鈉的回收利用工藝，包括以下步驟：

(1)除雜：將甘氨酸生產(chǎn)廢水經(jīng)500目的自清洗過濾器過濾，除去廢水中的固體雜質(zhì)和懸浮雜物，得到除雜后的廢水，經(jīng)檢測，其含有甘氨酸18.58％，亞氨基二乙酸8.69％，硫酸根11.38％；

(2)蒸發(fā)濃縮：采用MVR或多效蒸發(fā)在90℃溫度下，將甘氨酸生產(chǎn)廢水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，使硫酸根含量提高至20-30％之間；

(3)冷凍結(jié)晶：將蒸發(fā)濃縮后的廢水進(jìn)行冷凍降溫，將溫度降至5℃以下，硫酸鈉以芒硝的形式結(jié)晶析出；冷凍的母液再次進(jìn)入甘氨酸生產(chǎn)步驟；

(4)離心干燥：將結(jié)晶析出的芒硝進(jìn)入離心脫水機(jī)，對芒硝進(jìn)行離心脫水后，硝用去離子水進(jìn)行洗滌，然后在120℃干燥8h，得到最終產(chǎn)品硫酸鈉。

回收的硫酸鈉產(chǎn)品純度為85.4％，回收率為88.4％，純度和回收率均較低；而且先高溫蒸發(fā)濃縮再冷凍結(jié)晶，能耗很大，冷凍產(chǎn)生的芒硝(Na 2SO 4.10H 2O)含有大量結(jié)晶水，需在較高溫度下進(jìn)行干燥，干燥能耗也較大。

對比例2

一種甘氨酸生產(chǎn)廢水中硫酸鈉的回收利用工藝，包括以下步驟：

(1)除雜：將甘氨酸生產(chǎn)廢水經(jīng)500目的自清洗過濾器過濾，除去廢水中的固體雜質(zhì)和懸浮雜物，得到除雜后的廢水，經(jīng)檢測，其含有甘氨酸19.52％，亞氨基二乙酸8.35％，硫酸根11.21％；

(2)分層：按無水甲醇與廢水的混合體積比為100：100，在除雜后的廢水中加入無水乙醇，采用磁力攪拌器進(jìn)行攪拌混合，攪拌速率400r/min，攪拌時(shí)間15min，然后靜置40min進(jìn)行分層，分層后通過油水分離器將上層水相和下層有機(jī)相分開，進(jìn)行下一步提取硫酸鈉；

(3)精餾：將分離后的水相在精餾塔中進(jìn)行精餾，精餾溫度78℃，蒸出甲醇，得到塔釜液；

(4)濃縮干燥：將含硫酸鈉的塔釜液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，蒸發(fā)濃縮溫度為120℃，時(shí)間為20min，將濃縮物用去離子水進(jìn)行洗滌，然后在80℃干燥7h，得到最終產(chǎn)品硫酸鈉。

回收的硫酸鈉產(chǎn)品純度為60.2％，甘氨酸并未分離完全。

甘氨酸生產(chǎn)廢水中硫酸鈉的回收利用工藝.pdf