一种甜菜碱生产反应系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种甜菜碱生产反应系统，属于甜菜碱化工生产领域，包括氮气总管、纯碱溶料罐、氯乙酸溶料罐、反应罐、三甲胺罐区和计量槽，氮气总管和纯碱溶料罐、氯乙酸溶料罐、反应罐以及计量槽通过管道连通，氯乙酸溶料罐和纯碱溶料罐分别与反应罐通过管道连通，三甲胺罐区连接计量槽，计量槽和反应罐通过管道连通。本申请用氮气输送氯乙酸溶液和碱液更安全、更节能；同时用氮气代替输送泵加压输送滴加三甲胺，节约了电能；中和反应和最终的甜菜碱生产反应都在反应罐中进行，则中和反应生成的二氧化碳气体部分代替氮气置换反应罐，节约了氮气用量和反应罐的生产周期。了氮气用量和反应罐的生产周期。了氮气用量和反应罐的生产周期。

【技术实现步骤摘要】
一种甜菜碱生产反应系统


[0001]本技术涉及甜菜碱化工生产领域，特别涉及一种甜菜碱生产反应系统。

技术介绍

[0002]甜菜碱是一种碱性物质，具有强烈的吸湿性能，其分子结构、应用效果与天然甜菜碱五明显差别，属于化学合成的天然物等同物。其味甜，极易溶于水，热至310℃左右分解。目前，国内生产甜菜碱盐酸盐及无水甜菜碱的工艺方法，从原料上讲，合成甜菜碱可以有两条工艺路线：一条可由氯化胆碱氧化制备，另一条可由氯乙酸与三甲胺合成。前者是生物内的代谢反应之一，至今尚未有人工合成的研究成果报道；后者文献上虽有诸多报道，但其实质仍然是沿用三十七年前（1966）法国专利公开的技术。所以称目前广泛沿用的工艺为生产甜菜碱的传统工艺。其基本程序为：在碱催化下氯乙酸与三甲胺反应，然后除盐、浓缩、析晶而获得产品。
[0003]国内厂家反应流程如下：
[0004]氯乙酸与纯碱分别在溶料罐中调配至浓度为80%，通过压缩空气将氯乙酸溶液、纯碱溶液输送进中和罐中进行中和反应，pH控制到7.0，中和反应过程中，循环水维持温度不超过50℃。中和反应方程式如下：
[0005]2ClCH2COOH+Na2CO3→
2ClCH2COONa+H2O+CO2↑
[0006]中和反应结束后，对反应罐进行氮气置换，将中和反应液用压缩空气压至反应罐中，当氧气含量≤1%后，将三甲胺输送进反应罐，滴加三甲胺，温度计反馈控制冷却水阀门开度，控制反应温度不超过50℃，三甲胺加完后，搅拌反应90分钟后，反应完毕，得到粗甜菜碱溶液。反应方程式如下：
[0007]ClCH2COONa+(CH3)3N
→
(CH3)3NCH2COO+NaCl
[0008]但是其存在一些问题：氯乙酸水溶液闪点是71.5℃，属于丙类可燃物，使用压缩空气将物料压反应罐存在一定的危险；另外反应罐属于甲类设备，一旦空气混入，没有置换合格的话，会存在爆炸危险；三甲胺输送需要额外的输送泵，以年产5万吨甜菜碱为例，三甲胺输送泵功率为2.2KW，每年耗费电量1.76万kwh，如果提高年常量，则相应耗电量也大幅增加。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的问题，本技术提供一种安全、节能、节省物料的甜菜碱生产反应系统。
[0010]为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：
[0011]一种甜菜碱生产反应系统，其特征在于：包括氮气总管、纯碱溶料罐、氯乙酸溶料罐、反应罐、三甲胺罐区和计量槽，氮气总管和纯碱溶料罐、氯乙酸溶料罐、反应罐以及计量槽通过输气管道连通，氯乙酸溶料罐和纯碱溶料罐分别与反应罐通过输液管道连通，三甲胺罐区连接计量槽，计量槽和反应罐通过输液管道连通。
[0012]本技术技术方案的进一步改进在于：反应罐上设置有冷却循环水系统。本技术技术方案的进一步改进在于：氯乙酸溶料罐和纯碱溶料罐分别与脱盐水系统连通。
[0013]本技术技术方案的进一步改进在于：反应罐和氯乙酸溶料罐都与尾气吸收装置连接。
[0014]本技术技术方案的进一步改进在于：甜菜碱生产反应系统中的输气管道上都设置有可远程控制的遥控调节阀。
[0015]本技术技术方案的进一步改进在于：甜菜碱生产反应系统中的输液管道上都设置有可远程控制的遥控调节阀。
[0016]由于采用了上述技术方案，本技术技术取得的技术效果如下：
[0017]本申请用氮气输送氯乙酸溶液和碱液更安全、更节能；同时用氮气代替输送泵加压输送滴加三甲胺，节约了电能；中和反应和最终的甜菜碱生产反应都在反应罐中进行，则中和反应生成的二氧化碳气体部分代替氮气置换反应罐，节约了氮气用量和反应罐的生产周期，同时还简化了反应系统，只用两个溶料罐和一个反应罐即可。
附图说明
[0018]图1为本技术甜菜碱生产反应系统示意图；
[0019]其中，1、计量槽， 2、纯碱溶料罐， 3、氯乙酸溶料罐，4、尾气吸收装置，5、氮气总管，6、三甲胺罐区，7、反应罐，8、冷却循环水系统，9、脱盐水系统。
具体实施方式
[0020]为详尽本技术之
技术实现思路
、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。
[0021]如图1所示，一种甜菜碱生产反应系统，包括氮气总管5、纯碱溶料罐2、氯乙酸溶料罐3、反应罐7、三甲胺罐区6和计量槽1，氮气总管5和纯碱溶料罐2、氯乙酸溶料罐3、反应罐7以及计量槽1通过输气管道连通，氯乙酸溶料罐3和纯碱溶料罐2分别与反应罐7通过输液管道连通，三甲胺罐区6连接计量槽1，计量槽1和反应罐7通过输液管道连通。
[0022]氯乙酸溶料罐3和纯碱溶料罐2分别与脱盐水系统9连通，反应罐7上设置有冷却循环水系统8，反应系统中输气管道以及输液管道上都设置有开关控制阀。
[0023]氯乙酸与纯碱分别在纯碱溶料罐2和氯乙酸溶料罐3中用脱盐水调配至浓度为80%，通过加压的氮气将氯乙酸溶液、纯碱溶液输送进反应罐中进行中和反应，pH控制到7.0，中和反应过程中，打开冷却水循环系统8，反应罐7内维持温度不超过50℃。
[0024]甜菜碱生产反应系统中的输气管道和输液管道上都设置有可远程控制的遥控调节阀。反应罐7上还设置有排气管道，排气管道和计量槽1相连通，排气管道上设置有排气阀。
[0025]中和反应结束后，打开氮气总管5连接反应罐7的控制阀门，对反应罐7进行氮气置换，当氧气含量≤1%后，打开反应罐7的三甲胺进料阀门，将三甲胺输送进反应罐。该过程是通过适当提高三甲胺计量槽1的存储压力，通过压差将三甲胺输送至反应罐，当压差变小时，用氮气（0.5Mpa表压）代替三甲胺输送泵，加压输送三甲胺滴加入反应罐7进行反应，流量计自动计量体积，滴加三甲胺过程中，温度计反馈控制冷却水循环系统8阀门开度，控制
反应温度不超过50℃，反应罐7压力≥0.2Mpa时，自动开启排气阀门与三甲胺计量槽1联通使反应罐泄压，当反应罐7的压力降至0.2Mpa以下时，关闭排气阀。三甲胺加完后，搅拌反应90分钟后，反应完毕，得到粗甜菜碱溶液。
[0026]反应罐7和氯乙酸溶料罐3都与尾气吸收装置4连接，反应过程中产生的废气都经尾气吸收装置4进行处理，安全环保。
[0027]以上所述的实施例仅仅是对本技术的优选实施方式进行描述，并非对本技术的范围进行限定，在不脱离本技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本技术的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本技术权利要求书确定的保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甜菜碱生产反应系统，其特征在于：包括氮气总管（5）、纯碱溶料罐（2）、氯乙酸溶料罐（3）、反应罐（7）、三甲胺罐区（6）和计量槽（1），氮气总管（5）和纯碱溶料罐（2）、氯乙酸溶料罐（3）、反应罐（7）以及计量槽（1）通过输气管道连通，氯乙酸溶料罐（3）和纯碱溶料罐（2）分别与反应罐（7）通过输液管道连通，三甲胺罐区（6）连接计量槽（1），计量槽（1）和反应罐（7）通过输液管道连通。2.根据权利要求1所述的一种甜菜碱生产反应系统，其特征在于：反应罐（7）上设置有冷却循环水系统（8）。3.根据权利要求1所述的一种甜菜碱生产...

【专利技术属性】
技术研发人员：许亮明，刘然，
申请(专利权)人：河北正元化工工程设计有限公司，
类型：新型
国别省市：