本發(fā)明涉及化工,尤其是涉及一種甘氨酸廢水處理方法。
背景技術(shù):
1、國內(nèi)傳統(tǒng)的氯乙酸法生產(chǎn)甘氨酸工藝如下:在反應(yīng)釜里加入催化劑烏洛托品水溶液,通氨氣的同時滴加氯乙酸溶液,在一定溫度、ph范圍內(nèi)進行氨化反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后在反應(yīng)液內(nèi)緩慢滴加甲醇水溶液并降溫到一定范圍內(nèi)放至離心機離心得到甘氨酸粗品,醇析母液經(jīng)過精餾塔回收甲醇,多效蒸發(fā)回收水,剩余釜殘液經(jīng)降溫析晶過濾得到副產(chǎn)氯化銨,還得到含有烏洛托品、甘氨酸以及其他副反應(yīng)產(chǎn)物的紅褐色廢液。
2、該生產(chǎn)過程中,氨化反應(yīng)所需催化劑烏洛托品無法回收,回收甲醇、水過程中的高溫條件會導(dǎo)致發(fā)生副反應(yīng),產(chǎn)生大量雜質(zhì),循環(huán)套用會影響甘氨酸收率;生產(chǎn)甘氨酸過程中甲醇單耗高,母液需要消耗大量蒸汽用于回收甲醇;部分甘氨酸和氯化銨難以回收,經(jīng)過精餾塔和多效蒸發(fā)的回收過程會產(chǎn)生大量紅褐色廢水,無法直接排放,加重處理成本。
3、中國專利cn102167668a公開了一種環(huán)保型醇相氯乙酸法甘氨酸的生產(chǎn)方法,以甲醇或甲醇水溶液為溶劑,以氯乙酸及液氨為原料的甘氨酸生產(chǎn)工藝,同時利用納濾膜分離技術(shù),實現(xiàn)了甘氨酸連續(xù)化生產(chǎn),催化劑烏洛托品能夠循環(huán)使用,其特征在于該方法包括以下各步驟:步驟一、選用適合連續(xù)反應(yīng)的反應(yīng)器,該反應(yīng)器具有以下特征:甘氨酸氨解反應(yīng)器安裝有冷凝器,能夠回收溶劑甲醇或甲醇水溶液;反應(yīng)器內(nèi)生成的甘氨酸與氯化銨的混晶能及時分離出去;步驟二、在反應(yīng)器中加入甲醇或甲醇的水溶液;加入烏洛托品,配成烏洛托品甲醇溶液或是烏洛托品甲醇水溶液;烏洛托品溶液濃度重量百分比3%-20%;步驟三、反應(yīng)器通入氯乙酸甲醇溶液或氯乙酸甲醇水溶液,同時通入液氨進行氨解反應(yīng);步驟四、氨解反應(yīng)溫度保持在甲醇溶液或甲醇水溶液的沸點附近;甲醇或甲醇水溶液蒸發(fā)出來后經(jīng)冷凝器冷凝回收;通過氯乙酸溶液帶入反應(yīng)器的甲醇或甲醇水溶液的量,與甲醇或甲醇水溶液蒸發(fā)出來的量相同,保證反應(yīng)器內(nèi)的甲醇或甲醇水溶液的總量不變;步驟五、反應(yīng)生成的甘氨酸和氯化銨的混晶固體,及時通過分晶裝置分離出反應(yīng)器;過濾、離心甘氨酸和氯化銨混晶后的烏洛托品溶液,返回到反應(yīng)器中循環(huán)使用;步驟六、反應(yīng)器內(nèi)的烏洛托品甲醇溶液或烏洛托品甲醇水溶液,顏色變黃后,停止氨解反應(yīng);溶液經(jīng)過冷卻、過濾出氯化銨固體后,利用納濾設(shè)備處理;納濾設(shè)備選擇的納濾膜截留分子量為300以下;當(dāng)納濾截留液的體積是透過液體積的六分之一以下時,停止?jié)饪s;納濾透過液返回到反應(yīng)器中循環(huán)使用;步驟七、甘氨酸與氯化銨的混晶用水加熱溶解后,采用醇析的辦法回收甘氨酸。該生產(chǎn)方法未生成高附加值的甘氨酸鋅,未提高甘氨酸的回收利用率。
4、有鑒于此,為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種甘氨酸廢水處理方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種甘氨酸廢水處理方法,極大提高了甘氨酸的收率和含量。
2、為實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明技術(shù)方案如下:
3、本發(fā)明提供一種甘氨酸廢水處理方法,包括以下步驟:
4、s1、氨化反應(yīng)液降溫后析出甘氨酸和氯化銨的混晶,過濾得到混晶和濾液;
5、s2、將步驟s1得到的混晶和水混合后升溫進行溶解,首次降溫后依次與三種不同體積的甲醇水溶液混合,然后二次降溫析出成品甘氨酸;
6、s3、將步驟s1得到的濾液進行過膜脫色處理,將脫色后的透過液進行納濾膜處理,得到納濾膜截留液和納濾膜透過液;
7、s4、將步驟s3得到的納濾膜截留液經(jīng)過醇析回收甘氨酸,經(jīng)過電滲析脫除氯化銨,得到烏洛托品溶液;
8、s5、將步驟s3得到的納濾膜透過液經(jīng)過電滲析脫除氯化銨后,與醋酸鋅、氧化鋅混合進行反應(yīng),得到甘氨酸鋅成品。
9、優(yōu)選地,步驟s1中,所述降溫至20-40℃后析出甘氨酸和氯化銨的混晶。
10、進一步優(yōu)選地,步驟s1中,所述降溫至30℃后析出甘氨酸和氯化銨的混晶。
11、優(yōu)選地,步驟s2中,所述混晶和水的質(zhì)量比為128:60-100。
12、進一步優(yōu)選地,步驟s2中,所述混晶和水的質(zhì)量比為128:80。
13、優(yōu)選地,步驟s2中,所述混晶和水混合后升溫至60-80℃進行溶解。
14、進一步優(yōu)選地,步驟s2中,所述混晶和水混合后升溫至70℃進行溶解。
15、優(yōu)選地,步驟s2中,所述首次降溫至50-70℃。
16、進一步優(yōu)選地,步驟s2中,所述首次降溫至60℃。
17、優(yōu)選地,步驟s2中,所述甲醇水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%-97%。
18、進一步優(yōu)選地,步驟s2中,所述甲醇水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92%。
19、優(yōu)選地,步驟s2中,所述水與三種不同體積的甲醇水溶液的體積比為60-100:30-70:40-80:400-540。
20、進一步優(yōu)選地,步驟s2中,所述水與三種不同體積的甲醇水溶液的體積比為80:50:60:470。
21、優(yōu)選地,步驟s2中,所述二次降溫至20-40℃。
22、進一步優(yōu)選地,步驟s2中,所述二次降溫至30℃。
23、優(yōu)選地,步驟s3中,所述過膜脫色處理的操作壓力為1.5mpa-3.0mpa,操作溫度為15℃-40℃。
24、進一步優(yōu)選地,步驟s3中,所述過膜脫色處理的操作壓力為2.0mpa,操作溫度為20℃。
25、優(yōu)選地,步驟s3中,所述納濾膜處理的操作壓力為1.5mpa-3.0mpa;操作溫度為20℃-30℃。
26、進一步優(yōu)選地,步驟s3中,所述納濾膜處理的操作壓力為2.0mpa;操作溫度為25℃。
27、優(yōu)選地,步驟s4中,所述醇析回收甘氨酸的具體過程如下:在納濾截留液中加入無水甲醇配置成甲醇水溶液,甲醇水溶液中甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為79%-81%。
28、進一步優(yōu)選地,步驟s4中,所述醇析回收甘氨酸的具體過程如下:在納濾截留液中加入無水甲醇配置成甲醇水溶液,甲醇水溶液中甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%。
29、優(yōu)選地,步驟s4中,所述電滲析的濃、淡室循環(huán)流量為350l/h-450l/h;循環(huán)壓力為0.04mpa-0.08mpa。
30、進一步優(yōu)選地,步驟s4中,所述電滲析的濃、淡室循環(huán)流量為400l/h;循環(huán)壓力為0.06mpa。
31、優(yōu)選地,步驟s4中,向納濾膜截留液中加入無水甲醇,使得甲醇水溶液中甲醇含量為79%-81%,然后降溫析晶回收甘氨酸,再將回收甘氨酸后的剩余甲醇水溶液在-0.1mpa、50℃-60℃下蒸餾回收甲醇餾分,將回收甲醇后的釜殘液加入電滲析設(shè)備的“淡室”中回收氯化銨,濃、淡室循環(huán)流量為350l/h-450l/h、循環(huán)壓力為0.04mpa-0.08mpa。
32、優(yōu)選地,步驟s5中,所述電滲析的濃、淡室循環(huán)流量為250l/h-350l/h;循環(huán)壓力為0.03mpa-0.07mpa。
33、進一步優(yōu)選地,步驟s5中,所述電滲析的濃、淡室循環(huán)流量為300l/h;循環(huán)壓力為0.05mpa。
34、優(yōu)選地,步驟s5中,所述納濾膜透過液、醋酸鋅、氧化鋅的比例為6.0-7.0l:0.76-0.78mol:3.87-3.89mol。
35、進一步優(yōu)選地,步驟s5中,所述納濾膜透過液、醋酸鋅、氧化鋅的比例為6.5l:0.77mol:3.88mol。
36、優(yōu)選地,步驟s5中,所述反應(yīng)的溫度為80-100℃,反應(yīng)的時間為1-3h。
37、進一步優(yōu)選地,步驟s5中,所述反應(yīng)的溫度為90℃,反應(yīng)的時間為2h。
38、本發(fā)明的有益效果為:
39、(1)本發(fā)明公開了一種甘氨酸廢水處理方法,直接將氨化反應(yīng)液降溫析出混晶,得到甘氨酸和副產(chǎn)物氯化銨,減少了甲醇的使用量。
40、(2)本發(fā)明公開了一種甘氨酸廢水處理方法,通過“脫色-納濾-醇析-電滲析”后處理工藝,脫除氨化液濾液中的雜質(zhì)并富集烏洛托品,增加了原料利用率。
41、(3)本發(fā)明公開了一種甘氨酸廢水處理方法,經(jīng)處理后的甘氨酸廢水可直接作為原料合成高附加值的甘氨酸鋅,增加原料利用率的同時,也減少了廢水排放。