CN102826991B - 一种癸二酸生产中酸化工段连续酸化的工艺及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及癸二酸生产技术领域，公开了一种癸二酸生产酸化工段中连续酸化的工艺及设备。即将酸化工段前面得到的脱色液先在存储罐中加热，然后用管道泵经转子流量计将料液打入到酸化器进行酸化，之后料液进入加温罐加热，进入酸化结晶罐降温结晶，进入增稠器重力沉降分层在增稠器重力沉降分层后，上层清母液流向过滤器过滤，滤液排到废水池，下层癸二酸浓液自流到甩水工序进行分离，料液自酸化器酸化至增稠器沉降后的工序均利用料液高位差实现连续化逐层工序间的自流。实现生产的连续化，提高了生产效率，降低了生产成本，提高了产品收率和产品质量，充分利用二次水，节约了水资源。

Description

一种癸二酸生产中酸化工段连续酸化的工艺及设备

技术领域

本发明涉及化工产品癸二酸的生产领域，具体为癸二酸生产中酸化工序的连续酸化工艺及其工艺设备。

背景技术

癸二酸是一种重要的精细化工中间体，目前行业内主要以蓖麻油为原料制取，也属于农林化工产品之一，科技含量高，附加值高，其广泛用来生产工程塑料（如尼龙1010、尼龙610、尼龙810、尼龙9、尼龙910等）、耐寒增塑剂、溶剂、软化剂、添加剂、癸二酸二甲酯、癸二酸二乙酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二异丙酯以及聚酯衍生物等。此外也用作耐高温润滑油、环氧树脂固化剂、癸二酸酐、合成润滑酯及人造香料、医药等方面的原料。随着工业塑料及增塑剂的快速发展，国内外对癸二酸的需求量越来越大，市场前景非常广阔。

以蓖麻油为原料制取癸二酸，一般的工艺流程为蓖麻油水解→裂化→中和→脱色→酸化→甩水→精制→包装，其中酸化工序是关系到产品质量和产量的重要工序，前面工序反应得到的癸二酸单钠盐在硫酸的作用下反应生成癸二酸，并结晶析出，因此酸化工艺直接影响着癸二酸产品的质量和产量。目前国内在癸二酸生产中的酸化工序普遍采用的间歇式酸化工艺，酸化工艺中的加酸加热反应、结晶析出增稠等工段都在同一个反应罐中进行，从进料到出料，均以罐为单位生产，无法实现流水式的连续生产，严重制约产量，设备装置自动化水平低，工艺落后，造成生产效率低下、产出的产品质量不稳定。另外间歇酸化中缓慢降温时，一次水阀门开得过大，盘管容易结料，使降温效果降低，降温时间增长，为缩短降温时间，必须大量供循环水，造成水资源、能源浪费严重，生产成本较高等诸多问题。目前落后的工艺已经严重制约着企业和行业的发展。

发明内容

针对上述技术背景存在的技术缺陷，本发明的目的在于提供一种癸二酸生产中酸化工段中连续酸化的工艺方法及工艺应用中连续酸化的设备，以满足间歇式酸化工艺无法满足大规模生产的要求。

本发明所述的癸二酸酸化工段中连续性酸化工艺，由间歇式酸化发展成为连续式酸化，其加酸、升温、降温结晶、增稠各环节实现了料液自流的连续酸化工艺。其技术方案设计如附图3。

本发明所述连续酸化工艺首先把酸化器、加温罐、酸化结晶罐、增稠器串联起来，自酸化器进行酸化后，料液利用液位差实现自流，一直自流到增稠器工序。

所述的酸化工段前得到的脱色液在储存罐中用蒸汽加热到85℃-100℃，用管道泵经转子流量计将料液打入到酸化器，同时利用硫酸高位槽向酸化器内加入硫酸，将料液的pH值控制在1-3，料液利用高位差从酸化器自流到第一加温罐，在第一加温罐用加热器将料液加热到100℃以上，使料液混合、沸腾，料液自流到第二加温罐，继续加热，进一步使料液充分沸腾，料液从第二加温罐自流向酸化结晶罐，料液经过第一级至第三级酸化结晶罐自然降温至85℃—100℃，同时使酸化罐搅拌控制在25-35转/分，料液在经第四级至第七级酸化结晶罐时用二次水降温，降到65℃-70℃，在经第八级至第十二级酸化结晶罐同样用二次水降温，降到45℃-50℃，最后经第十三级至第十六级酸化结晶罐时用少量的一次水降温至30℃～40℃，含有癸二酸晶体的料液，继续自流到增稠器，癸二酸在重力的作用下沉降，上层的清母液流到过滤器，经过过滤，把少量的癸二酸截住，过滤后不含癸二酸的清母液流到废水池，下层的癸二酸浓液自流到甩水工序进行分离。

一种癸二酸生产中连续酸化工艺的设备，包括：存储罐，管道泵，酸化器，加温罐，酸化结晶罐，其特征在于所述存储罐出料口安装有管道泵，管道泵出料口通过管道与酸化器入料口连接，酸化器、加温罐、酸化结晶罐与增稠器四种设备的空间位置由上到下由管道连接、固定。

酸化器的癸二酸单钠盐输入管道上、硫酸输入的管道上均安装有流量计和精密过滤器，酸化器通过硫酸输入管道与一硫酸高位槽连接。

所述加温罐为两级加温罐上下串联，酸化结晶罐为十六级酸化结晶罐上下串联，酸化结晶罐内安装有搅拌器，前三级酸化结晶罐底部以前盘管的位置为夹套，最后一级酸化结晶器出料口与增稠器进料口管道连接，增稠器中安装有搅拌器。

本发明所述癸二酸连续酸化工艺及设备的技术方案的有益效果为：

本发明所述的技术方案中，把间歇式酸化中普遍应用的酸化罐改为酸化器，加温罐。并在酸化器的癸二酸单钠盐输入的管道上、硫酸输入的管道上分别安装流量计，以便于控制料液pH，分别安装有精密过滤器，滤掉杂质，以保证料液质量。解决了喷料问题，保证了工人的安全操作。另外，硫酸的供给，增加了硫酸高位槽，利用高位差进行供酸，避免应用硫酸泵经常出现酸化故障，稳定了酸化的连续性。

所述加温罐工序中，加温罐采用两级加温罐加温设计，使料液有足够的时间充分混合，稳定pH值，完全溶解癸二酸。

所述的酸化结晶工序中，罐中癸二酸和硫酸钠混合液采取逐级降温的方式，解决了降温速度过快，温差变化巨大，影响癸二酸的结晶颗粒和内在品质；过慢，降低生产效率，增加生产成本的问题，保证了癸二酸的品质。另外将前三级酸化结晶罐的盘管去掉，利用夹套进行初降温，解决了盘管结料问题。最后一级酸化罐后面增加增稠器，使酸化液进行自动分离，提高后续甩水工序中离心机的利用率。

所述的增稠器工序中，增稠器安装有搅拌器，搅拌速度每分钟5-10转，既能搅拌癸二酸浓液防止癸二酸浓液堵塞管道，又不能阻碍癸二酸的沉降。

本发明的连续酸化工艺把酸化结晶罐等设备串联起来，克服了间歇酸化对罐数量和人力的依赖，节约了人力，过程参数更好控制，能够满足大规模连续生产的要求；物料和硫酸用转子流量计计量，物料从酸化器到加温罐中，可以充分混合均匀，充分沸腾，操作稳定，保证了质量。在连续酸化的降温工序中，充分利用二次水串联降温，相比间歇酸化工艺中必须大量供循环水，节约了水资源，酸化罐的连接方式彻底改变，克服了间歇酸化中令人头疼的盘管结料问题，且不用人工频繁开关搅拌和蒸汽阀门、水阀门，大大提高了生产效率。连续酸化的酸化是在酸化器中，酸化、沸腾好的物料经过酸化结晶罐，克服了腐蚀酸化结晶罐的缺点，保证了工人的安全。在中控检测化验时，连续酸化只从一个监控点定期取样化验就可以，克服了间歇酸化必须每罐化验的缺陷，节约了人力，节约了费用，提高了效率。

本发明所述的连续酸化技术方案可有效促进癸二酸生产技术的进步，大幅提升癸二酸企业原有生产能力，降低生产成本，提高行业整体技术水平，推动整个行业健康、持续发展，带动上、下游相关产业的发展，产业化前景广阔。

附图说明

附图1为工艺流程设备图：1存储罐，2酸化器，3两级加温罐，4十六级酸化结晶罐。

附图2为连续酸化设备图：1存储罐，2酸化器，3两级加温罐，4十六级酸化结晶罐，5管道泵，6转子流量计，7过滤器，8硫酸高位槽，9增稠器。

附图3为酸化反应技术方案步骤。

具体实施方式

本发明公开了一种癸二酸生产中酸化工段的连续酸化工艺及工艺设备，本技术领域人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本技术领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳的实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

实施例：

一种癸二酸生产中连续酸化的工艺设备，包括：1存储罐，2酸化器，3两级加温罐，4十六级酸化结晶罐，5管道泵，6转子流量计，7过滤器，8硫酸高位槽，9增稠器。其中所述存储罐1出料口安装有管道泵5，管道泵5出料口通过管道与酸化器2入料口连接，该段管道上安装有转子流量计6，酸化器2、加温罐3、酸化结晶罐4与增稠器9四种设备的空间位置由上到下由管道连接固定。

其中酸化器2的癸二酸单钠盐输入管道上、硫酸输入的管道上分别安装流量计6和精密过滤器7，酸化器2通过硫酸输入管道与硫酸高位槽8连接。

其中加温罐3为两级加温罐上下串联，酸化结晶罐为十六级酸化结晶罐4上下串联，酸化结晶罐4内安装有搅拌器，前三级酸化结晶罐底部以前盘管的位置为夹套，最后一级酸化结晶罐出料口与增稠器9进料口管道连接，增稠器9中安装有搅拌器。

实施例1

依照本发明所述的癸二酸生产连续酸化工艺，包括以下步骤：

脱色液在储存罐中用蒸汽加热到92℃，用管道泵经转子流量计打入到酸化器，同时向酸化器内按15%比列加入硫酸，将料液的pH值控制在2，料液利用高位差从酸化器自流到第一加温罐，在第一加温罐用加热器将料液加热到100℃以上，使料液混合、沸腾，料液自流到第二加温罐，继续加热，进一步使料液充分沸腾，料液从第二加温罐自流向酸化结晶罐，料液经过第一级至第三级酸化结晶罐自然降温至85℃，同时使酸化罐搅拌控制在每分钟27转，料液之后在经第四级至第七级酸化结晶罐时用二次水降温，降到65℃，在经第八级至第十二级酸化结晶罐同样用二次水降温，降到45℃，最后经第十三级至第十六级酸化结晶罐时用少量的一次水降温至30℃，含有癸二酸晶体的料液，继续自流到增稠器，增稠器搅拌器搅拌速度每分钟5转，癸二酸在重力的作用下沉降，上层的清母液流到过滤器，经过过滤，把少量的癸二酸截住，过滤后不含癸二酸的清母液流到废水池，下层的癸二酸浓液自流到甩水工序进行分离。

实施例2

依照本发明所述的癸二酸生产连续酸化工艺，包括以下步骤：

脱色液在储存罐中用蒸汽加热到96℃，用管道泵经转子流量计打入到酸化器，同时向酸化器内按18%比列加入硫酸，将料液的pH值控制在1.5，料液利用高位差从酸化器自流到第一加温罐，在第一加温罐用加热器将料液加热到100℃以上，使料液混合、沸腾，料液自流到第二加温罐，继续加热，进一步使料液充分沸腾，料液从第二加温罐自流向酸化结晶罐，料液经过第一级至第三级酸化结晶罐自然降温至95℃，同时使酸化罐搅拌控制在每分钟30转，料液之后在经第四级至第七级酸化结晶罐时用二次水降温，降到70℃，在经第八级至第十二级酸化结晶罐同样用二次水降温，降到50℃，最后经第十三级至第十六级酸化结晶罐时用少量的一次水降温至40℃，含有癸二酸晶体的料液，继续自流到增稠器，增稠器搅拌器搅拌速度每分钟5转，癸二酸在重力的作用下沉降，上层的清母液流到过滤器，经过过滤，把少量的癸二酸截住，过滤后不含癸二酸的清母液流到废水池，下层的癸二酸浓液自流到甩水工序进行分离。

实施例3

依照本发明所述的癸二酸生产连续酸化工艺，包括以下步骤：

脱色液在储存罐中用蒸汽加热到97℃，用管道泵经转子流量计打入到酸化器，同时向酸化器内按20%比列加入硫酸，将料液的pH值控制在1.5，料液利用高位差从酸化器自流到第一加温罐，在第一加温罐用加热器将料液加热到100℃以上，使料液混合、沸腾，料液自流到第二加温罐，继续加热，进一步使料液充分沸腾，料液从第二加温罐自流向酸化结晶罐，料液经过第一级至第三级酸化结晶罐自然降温至95℃，同时使酸化罐搅拌控制在每分钟25转，料液之后在经第四级至第七级酸化结晶罐时用二次水降温，降到75℃，在经第八级至第十二级酸化结晶罐同样用二次水降温，降到55℃，最后经第十三级至第十六级酸化结晶罐时用少量的一次水降温至40℃，含有癸二酸晶体的料液，继续自流到增稠器，增稠器搅拌器搅拌速度每分钟7转，癸二酸在重力的作用下沉降，上层的清母液流到过滤器，经过过滤，把少量的癸二酸截住，过滤后不含癸二酸的清母液流到废水池，下层的癸二酸浓液自流到甩水工序进行分离。

项目运行后所的产品指标与国家标准指标对比：

产品性能优异且稳定，完全达到或超过GB 2092—92标准要求，连续酸化工艺项目运行后，保证了公司年产10000吨的癸二酸生产线的顺利运行，癸二酸收率提高3%，生产成本每吨降低80元，年节约费用80万元；拓展了产品用途，提高了产品销售价格和市场占有率，为企业可持续发展奠定了坚实的基础。

Claims (7)

1.一种癸二酸生产中酸化工段连续酸化的工艺，其特征在于酸化工段前得到的脱色液在存储罐中加热，加热后用管道泵经转子流量计将料液打入到酸化器进行酸化，酸化后料液自流进入加温罐加热，加热后自流进入酸化结晶罐降温结晶，所述的降温结晶工序采用的是逐级结晶罐降温的方式，其中第一级至第三级酸化结晶罐为自然降温，同时使酸化罐搅拌控制在每分钟20-40转，第四级至第十二级酸化结晶罐用二次水降温，十三级至第十六级酸化结晶罐用一次水降温，至第十六级，降温至30℃～40℃，结晶后自流进入增稠器重力沉降分层，在增稠器重力沉降分层后，上层清母液流向过滤器过滤，滤液排到废水池，下层癸二酸浓液自流到甩水工序进行分离，其中料液自酸化器酸化至增稠器沉降分层的工序，料液高位差实现连续的逐层工序间的自流。

2.根据权利要求1所述的连续酸化工艺，其特征在于脱色液在储存罐中的加热方式为蒸汽加热，将料液加热至85℃-100℃。

3.根据权利要求1所述的连续酸化工艺，其特征在于酸化用酸为硫酸，酸化后料液的pH控制在1-3。

4.根据权利要求1所述的连续酸化工艺，其特征在于所述的加温罐加热为两级加温罐加热，每级加温罐均将料液加热至沸腾。

5.根据权利要求1所述的连续酸化工艺，其特征在于所述的增稠器中有搅拌，搅拌速度控制在5-10转/分。

6.一种癸二酸生产中连续酸化工艺的设备，包括：存储罐，管道泵，酸化器，加温罐，酸化结晶罐，其特征在于所述存储罐出料口安装有管道泵，管道泵出料口通过管道与酸化器入料口连接，酸化器、加温罐、酸化结晶罐与增稠器四种设备的空间位置由上到下由管道连接、固定，所述加温罐为两级加温罐上下串联，酸化结晶罐为十六级酸化结晶罐上下串联，酸化结晶罐内安装有搅拌器，前三级酸化结晶罐底部以前盘管的位置为夹套，最后一级酸化结晶器出料口与增稠器进料口管道连接，增稠器中安装有搅拌器。

7.根据权利要求6所述的一种癸二酸生产中连续酸化工艺的设备，其特征在于：酸化器的癸二酸单钠盐输入管道上、硫酸输入的管道上均安装有流量计和精密过滤器，酸化器通过硫酸输入管道与一硫酸高位槽连接。