一种戊二胺提取装置的制作方法

文档序号:11835463阅读:302来源:国知局

本实用新型涉及工业干燥设备领域,具体涉及一种戊二胺提取装置。



背景技术:

戊二胺(即1,5-戊二胺、1,5-二氨基戊烷、尸胺)是一种重要的聚合物单体。从1,5-戊二胺出发,可以合成系列聚酰胺,如聚酰胺56、聚酰胺510等,或聚酯酰胺等产品,广泛应用于纺织、电子电器、机械设备、汽车等领域。

目前以生物法生产的戊二胺的分离提取技术中,常用的途径是通过向戊二胺发酵液或戊二胺酶转化液中添加强碱如氢氧化钠溶液等,将戊二胺盐置换为游离的戊二胺以及可溶性无机盐,再通过蒸馏/蒸发将戊二胺提取出来。因而,在这样的技术观念下,现有技术在碱的选择上多采用加入强碱溶液如氢氧化钠、氢氧化钾溶液等以避免戊二胺盐的转化过程有固体生成,或者在加碱后改进过滤工艺,以期避免固体沉淀对蒸馏/蒸发过程的影响,从而提高戊二胺的回收率。

在专利ZL 200980121108中,戊二胺酶反应液用UF12000分子量的有机膜处理,以降低反应液中三官能团有机物。处理后的戊二胺溶液加热到100℃以上分解戊二胺碳酸盐,然后蒸馏戊二胺得到产品。碳酸盐的分解需要较高的温度和长时间加热,而且不能保证碳酸盐的全部分解,对精馏工艺和产品质量均会造成影响。此方法仅适用于从戊二胺碳酸盐中分离1,5-戊二胺,适用性非常受限制。

专利CN 101970393 A采用加液态碱并纳滤的方式以减少固体沉淀或杂质对蒸馏过程的不良影响,提高蒸馏戊二胺的收率。但纳滤的使用不适用有大量固态杂质存在的情况,当体系中含有大量菌体、无机盐沉淀等固体杂质或大分子杂质存在的情况下,如果使用纳滤,则必须在纳滤之前先经过微滤甚至超滤进行预过滤,否则纳滤通量很低而且容易被堵塞,耗时耗能,并损坏纳滤膜的使用寿命。而且,该方法基本上只适用于添加溶解性碱或碱溶液 的情形。若使用氢氧化钠或氢氧化钾置换戊二胺盐,最终的溶液体系中存在大量硫酸钠或氯化钠、硫酸钾等盐,在后期蒸馏中析出会影响戊二胺的蒸发收率。

基于前述情况,现有的工业中并没有可简单高效从戊二胺盐溶液中提取戊二胺的工艺和装置。

桨叶干燥装置是一种工业上常见的干燥设备,多用于干燥产品中的水分、溶剂等,以得到目标产品。在戊二胺蒸馏/蒸发过程中,由于体系成分的特殊性,采用现有的桨叶干燥装置提取戊二胺时,不能达到理想的收率,严重制约了戊二胺的工业化生产。



技术实现要素:

为克服现有技术中缺少设备简单、运行稳定、高效的戊二胺提取装置,本实用新型的目的是提供一种戊二胺提取装置,其包括以下装置:

戊二胺蒸发装置,其为桨叶干燥装置,包括用于排出含戊二胺的水蒸气的排气口,所述桨叶干燥装置设置有至少包裹所述排气口的密封部件;以及

戊二胺收集装置,其与所述戊二胺蒸发装置的排气口相连,用以收集所述含戊二胺的水蒸气。

本实用新型的戊二胺提取装置中,所述密封部件包裹所述桨叶干燥装置的整体。

本实用新型的戊二胺提取装置中,所述密封部件为密封壳或密封套。

本实用新型的戊二胺提取装置中,所述桨叶干燥装置还包括排出蒸发废料的排料口,其上设置有保温部件。

本实用新型的戊二胺提取装置中,所述保温部件为保温夹套或保温材料形成的保温涂层。

本实用新型的戊二胺提取装置中,所述戊二胺提取装置还包括废料收集装置,其与所述排料口相连。

本实用新型的戊二胺提取装置中,所述戊二胺收集装置包括冷凝装置以及收集罐,其中,所述冷凝装置与所述排气口相连,所述收集罐与所述冷凝装置相连。

本实用新型的戊二胺提取装置中,所述桨叶干燥装置内于所述排料口处设置有角度可调的出料挡板。

本实用新型的戊二胺提取装置中,所述出料挡板在竖直方向上的高度为所述桨叶干燥装置中桨叶直径的1/2~3/4。

目前工业上戊二胺提取关键的问题在于:在加热蒸发的过程中,当大部分水分被蒸出后,溶液中的大量无机盐析出增大体系粘稠度,蒸发设备不能实现有效的传热传质从而导致蒸发效率低下,产品收率低。本实用新型的发明人发现,桨叶干燥装置具备良好的传热、搅拌功能,可满足戊二胺蒸发过程中的要求,但同时也发现,现有桨叶干燥装置并不能完全满足戊二胺蒸发的要求,基于此,本实用新型对于现有的桨叶干燥装置进行了改进,增加了其气密性、保温性等性能,使之可以方便、高效地应用于戊二胺的提取。

本实用新型所提供的戊二胺提取装置,基于现有的桨叶干燥装置并进行改进,使之成为适用于戊二胺提取的蒸发装置,克服了传统上认为从含有大量固体杂质的体系中难以高效提取戊二胺的认识,可以取得较高的戊二胺收率。本实用新型的戊二胺提取装置可以连续进料操作或分批次操作,适用性强,设备简单,采用其进行戊二胺工业化生产可简化工艺、降低生产成本、提高生产效率。此外,本实用新型的戊二胺提取装置在使用过程中没有戊二胺气的溢出,废料也不会堵塞装置,可长时间稳定运行,环境友好。

附图说明

图1为本实用新型的戊二胺提取装置的结构示意图。

其中,附图标记说明如下:1、戊二胺蒸发装置;101、排气口;102、排料口;103、夹套;104、加热轴;105、加热介质进口;106、加热介质出口;107、桨叶;108、进料口;109、密封部件;110、保温部件;111、出料挡板;2、戊二胺收集装置;201、冷凝装置;202、收集罐;3、废料收集装置。

具体实施方式

现参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式;相反,提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达 给本领域的技术人员。在图中,为了清晰,夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略它们的详细描述。

需要说明的是,本发明中上、下等用语,仅为互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的,而不应该认为是具有限制性的。

如图1所示,本实用新型提供了一种戊二胺提取装置,包括:戊二胺蒸发装置1以及戊二胺收集装置2,实际应用中,将含有游离1,5-戊二胺的溶液体系送入戊二胺蒸发装置1中,加热产生含有戊二胺的水蒸气,由戊二胺收集装置2收集后得到纯化的戊二胺水溶液。

戊二胺蒸发装置1为一桨叶干燥装置,其包括用于排出含戊二胺的水蒸气的排气口101以及排出蒸发废料的排料口102。除此之外,桨叶干燥装置还包括用于加热的夹套103以及加热轴104,用于加热含有游离戊二胺的溶液体系。其中,夹套103为具有内壁和外壁的双层中空结构,夹套103的外壁上可设置有若干个加热介质入口105和加热介质出口106,用于输送加热介质。加热轴104为回转空心轴,本实用新型中对其数量不做限定,可以为一根或两根,优选采用两根。加热轴104上设置有呈螺旋状分布的桨叶107,本实用新型中,桨叶107可以为空心桨叶。桨叶干燥装置还包括用于进料的进料口108。

在根据本实用新型的戊二胺提取装置中,桨叶干燥装置还设置有至少包裹排气口101的密封部件109(图1仅为示例性包裹排气口101)。化工领域现有的桨叶干燥装置多是用于蒸发水分或溶剂,与常见的桨叶干燥装置用途不同,应用于戊二胺提取时,蒸发出的气体为最终所需产品,常见的桨叶干燥装置气密性不足,为了保证戊二胺的理想收率,故需设置密封部件109,密封部件109可仅包裹排气口101,也可以包裹更多的桨叶干燥装置部分,还可以包裹整个桨叶干燥装置,以更加提高气密性,防止戊二胺气体泄露。

本实用新型的戊二胺蒸发装置1在实际应用时,含有游离戊二胺的溶液体系由进料口108进入桨叶干燥装置内,通过夹套103以及加热轴104加热,并通过桨叶107提供有力搅拌,从而使低沸点的戊二胺与水蒸气被蒸发出体系,通过排气口101排出,蒸发后的废料由排料口102排出。

在根据本实用新型的戊二胺提取装置的一个实施方式中,密封部件109包裹桨叶干燥装置的整体。

在根据本实用新型的戊二胺提取装置的一个实施方式中,密封部件109可以为密封壳或密封套,其形式、材质等可以为本领域常见的任意种类,能够达到密封作用即可,本实用新型不作限定。

在根据本实用新型的戊二胺提取装置的一个实施方式中,排料口102还设置有保温部件110。戊二胺的工业化生产过程中,多采用向戊二胺盐粗品中加入氢氧化钠等强碱来形成游离的戊二胺,此时形成的体系中含有大量无机盐,很多种无机盐如硫酸钠等在低温下结晶,易使蒸发废料堵塞排料口102,而且形成的固体废料中也会包裹少量戊二胺从而降低戊二胺收率,因此,为了保证提取装置稳定运行并保证戊二胺的最终产率,排料口102需设置有保温部件110。保温部件可以采用本领域常见的任意形式及材料,能够起到保温作用即可,本实用新型不作限定。在根据本实用新型的戊二胺提取装置的一个优选实施方式中,保温部件110可以为保温夹套或者保温材料形成的保温涂层。

在根据本实用新型的戊二胺提取装置的一个实施方式中,桨叶干燥装置内于排料口102处设置有角度可调的出料挡板111。为了使待蒸发的料液在桨叶干燥装置中停留足够长的时间,以便于将其中的戊二胺更完全地蒸发出来,在排料口102处设置有可调节角度的片状出料挡板111,其可调节与加热轴104的轴心呈垂直或一定角度,用于阻挡位于其顶端以下的废料进入排料口102。当排料口102周围堆积的废料高度已超出出料挡板111的顶端时,可从出料挡板111的顶端溢出,从而进入排料口102排出桨叶干燥装置。

在根据本实用新型的戊二胺提取装置的一个实施方式中,出料挡板111在竖直方向上的高度可为桨叶107直径的1/2~3/4。

在根据本实用新型的戊二胺提取装置中,戊二胺收集装置2与戊二胺蒸发装置1的排气口101相连,用以收集排气口101排出的含戊二胺的水蒸气。

在根据本实用新型的戊二胺提取装置的一个实施方式中,戊二胺收集装置2包括与排气口101相连的冷凝装置201以及与冷凝装置201相 连的收集罐202,含戊二胺的水蒸气由排气口101排出,首先通过冷凝装置201冷凝形成含有戊二胺的水溶液,然后通过收集罐202收集得到产品,所得产品可进一步浓缩或精馏,也可直接作为化工产品应用。在一个优选的实施方式中,收集罐202还可连接真空泵,用于抽取、收集戊二胺水溶液。

在根据本实用新型的戊二胺提取装置的一个实施方式中,所述戊二胺提取装置还包括废料收集装置3,其与戊二胺蒸发装置1的排料口102相连,用于收集蒸发后所得的废料。

本实用新型的戊二胺提取装置适用于戊二胺的蒸发、提取,克服了传统上认为从含有大量固体杂质的体系中难以高效提取戊二胺的认识,可以取得较高的戊二胺收率。本实用新型的戊二胺提取装置可以连续进料或分批次操作,适用性强,设备简单,环境友好。采用本实用新型的戊二胺提取装置进行戊二胺工业化生产可简化工艺、降低生产成本、提高生产效率。

虽然为了说明本实用新型,已经公开了本实用新型的优选实施方案,但是本领域的技术人员应当理解,在不脱离权利要求书所限定的本实用新型构思和范围的情况下,可以对本实用新型做出各种修改、添加和替换。

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