一种用皂化水解酯化副产物精制高纯度丙三醇的工艺方法_2

文档序号:9365334阅读:来源:国知局
以上浓硫酸 的主要作用是初步分离回收油脂、脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪酸皂及胶原蛋白质等,使其杂质 凝聚、沉降和分离,并控制工艺介质PH在4. 0-6. 5 ;所加低碳甲醇或乙醇的主要作用是稀释 工艺介质并控制丙三醇含量在工艺要求范围;所加氢氧化锶、氢氧化钡、氢氧化钙碱液的主 要作用是除去残留的油脂、脂肪酸、脂肪酸酯及脂肪酸皂等,使它们产生脂肪酸金属皂沉淀 便于除去,并控制工艺介质PH在7. 0-9. 0 ;所加甲醇钠、碳酸钠、硫酸钠、乙二酸及其钠盐 的主要作用是除去过量的锶或钡或钙金属离子等,使它们产生碳酸盐或硫酸盐或乙二酸盐 沉淀便于除去,并控制工艺介质PH在9. 5-10. 5 ;所加氢氧化钠或氢氧化钾碱液的主要作用 是调节溶液的酸碱度,并控制工艺介质PH在11. 0-11. 5,以满足后工序工艺生产需要。
[0025] 2)多效蒸发浓缩工艺原理:主要利用在一定真空条件下,丙三醇与水分及其它易 挥发组分的沸点不一样且相差很大,工艺介质中的水份及其它易挥发组分易于被蒸发而达 到浓缩目的,使丙三醇浓度进一步提高到后工序生产要求范围。
[0026] 3)再浓缩蒸馏和脱臭脱色精制纯化工艺原理:主要利用在一定真空条件下,丙三 醇与水分及其它易挥发组分的沸点不一样且相差很大而将粗丙三醇再浓缩脱气干燥,高纯 度液态丙三醇在高真空和一定温度条件下较易蒸馏成丙三醇蒸汽分子,在较低温度条件下 易于冷凝,高真空条件能显著降低丙三醇的沸点,避免丙三醇氧化聚合影响品质和收率而 采取高真空降低温度条件下进行蒸馏或分馏精制及丙三醇残渣回收利用,同时在高真空条 件下工艺介质中所含的微量低分子量的臭味分子易于在汽提蒸汽下被脱除,而所含微量低 分子量的有色分子及其它微量杂质等也易于在采取具有大比表面积和孔隙率、高吸附性的 活性炭中被吸附脱除,从而获得99. 8%以上高纯度高品质的生物医药级丙三醇产品,而工 艺介质中的高沸点难蒸馏的高分子脂类、皂类、聚合物及盐类物质等以残渣物排出系统。
[0027] 5. 3工艺流程简述:将收集好的副产物粗丙三醇和粗甜水混合工艺介质调配到 预处理生产需要的浓度范围20%以上,同时采取同一综合的化学预处理(温度70-90°C) 工艺方法得精甜水,再经两效或三效连续真空(0.5-1.0邱&,温度40-125°〇蒸发浓缩得 纯度85%-90%的粗丙三醇,将粗丙三醇进一步真空(1.0-1.2邱 &,温度95-115°〇再浓 缩脱气干燥和高真空降膜与残渣刮膜蒸馏(〇. 1-0. 3Kpa,蒸馏系统135-145°C,残渣系统 145-155°C)、高真空(0. 1-0. 3Kpa,温度110-120°C))汽提蒸汽脱臭同时连续精制处理后, 再经常压活性炭脱色(80-120°C)与保险过滤相结合的纯化处理,生产出达到欧洲药典EP 和美国药典USP要求的99. 8%以上高纯度高品质的天然生物医药级丙三醇产品,此工艺过 程丙三醇总收率大于90. 0% .
[0028] 5. 4主要生产设备设施:

[0031] 5. 5主要工艺控制参数与质量指标:
[0032] 1)预处理系统:(1)131 进料温度 40-60°C; (2) 111/112/113/114 温度 70-90°C; (3)IllPH值 7. 0-9. 0 ; (4) 112PH值 9. 5-10. 5 ; (5) 113PH值 11. 0-11. 5 ; (6)每罐处理量 25-30m3.
[0033] 2)多效蒸发浓缩系统:(1) 230进料温度70-90°C; (2) 230进料负荷2. 5-3.Om3A; (3)230 出 口温度 95-125°C;(3)231 温度 110-125°C;(4)211 真空度 10-20KPa;(5)232 温 度 80-1051:;(6)212真空度1-21^3;(7)233 温度 45-1001:;(8)213真空度0.1-0.21^&; (9) 252 工作蒸汽压力I. 2-1. 4MPa; (10) 251 系统真空度 0? 5-1.OKPa.
[0034] 3)再浓缩蒸馏精制和脱臭脱色纯化系统:(1) 301进料负荷400_500kg/h; (2) 301 真空度I. 0-1. 2KPa; (3) 301 系统温度 95-115°C; (4) 302 系统真空度 0? 1-0. 3KPa; (5) 302 系统温度 140-150°C; (6) 305 系统真空度 0? 1-0. 3KPa; (7) 305 系统温度 145-155°C; (8) 304 系统真空度 0? 1-0. 3KPa; (9) 304 系统温度 115-125°C; (10) 306/1/2 系统温度 80-120°C; (11) 335 出料温度 40-60°C; (12) 351 系统真空度 0? 1-0. 3KPa; (13) 334 系统温度 115-120。。 ?
[0035] 4)原料和产品质量:(1)预处理原料丙三醇含量彡20% ; (2)多效粗丙三醇含量 彡85 %; (3) 336丙三醇纯度彡99. 5 %,色泽彡50Hazen; (4) 304精甘油纯度彡99. 5 %,色泽 彡20Hazen;(5)309纯度彡99. 8%,色泽彡5Hazen;(6)残渣中丙三醇含量彡10%。
[0036] 5. 6 操作:
[0037] 5. 6. 1正常操作步骤:
[0038] A开车步骤:
[0039] Al准备工作:
[0040] (1)将副产物粗甜水原料含丙三醇20%以上和经多效蒸发的含丙三醇85%以上 分别储存在101/102和201/1/2中充足待用,确保系统稳定连续的电能和蒸汽供应,各化学 剂准备齐全够用。
[0041] (2)检查并确认压缩空气系统、热水循环系统、凉水塔系统运行正常。
[0042] (3)检查并确认其它公用系统是否运行正常。
[0043] A2副产物综合化学预处理开车顺序:将来自副产物原料储罐101/102收集好的 粗丙三醇和甜水混合工艺介质,提前预热到40-6(TC,经泵121入粗甜水预热器131加热至 80-90°C储存在第一预处理罐111,并启动泵122进一步加热和静置,预先撇除工艺介质表 面的浮油,循环时加入事先配制和计量好的酸类化学品,同时采用〇. 3-0. 6Mpa压缩空气搅 拌20-30分钟后停止,使脂肪酸、甲酯、油脂、胶原蛋白质等杂质凝聚、沉淀、分离,调节并测 试工艺介质PH值在4. 0-6. 5,进一步撇除和收集漂浮油类物质后,稍微过量加入事先配制 和计量好的碱类化学剂,再循环和采用压缩空气搅拌20-30分钟后停止,使工艺介质中残 留的油脂、脂肪酸酯、脂肪酸和硫酸根离子等杂质生成脂肪酸金属皂、硫酸盐及胶体凝聚物 沉淀、分离,调节并测试工艺介质PH值在7. 0-9. 0,确保沉淀完全后再用压缩空气搅拌条件 下经泵122入板框过滤机141,过滤后的浑浊液返回111,将清亮滤液送入第二预处理罐112 中,启动123循环,同时打开蒸汽盘管加热工艺介质温度达80-90°C,再加入事先配制和计 量好的适量钠盐类或有机酸类化学品,使过量的金属离子产生沉淀进一步聚集分离,采用 压缩空气搅拌20-30分钟后停止,调节并测试工艺介质PH值在9. 5-10. 5,混合液经泵123 入板框过滤机142,过滤后的浑浊液返回112,将清亮滤液送入第三预处理罐113,进一步加 入钠碱液调节溶液酸碱度,并控制工艺介质PH在11. 0-11. 5,温度控制在80-9(TC,再经泵 124入第四暂存罐114待多效蒸发工序用。
[0044] A3多效蒸发浓缩开车顺序:
[0045] (1)系统抽真空:启动多效蒸发真空系统大气冷凝器241冷却水,使其循环正常, 再启动水环真空泵251使系统形成0. 1-0. 2Kpa的真空;同时准备打开工作蒸汽启动喷射器 系统252。
[0046] (2)系统进料:启动给料泵221,将温度为70-90°C的精甜水泵入预热器230进一 步预热至95-125°C,再进入一效加热器231后入一效蒸发室211将蒸汽与夹带液分离,大 部分蒸汽与喷射器252来的蒸汽汇集自身加热231,小部分送入预热器230和二效加热器 232, 液体自行流入一效加热器231底部,二效蒸发器212产生的蒸汽去加热三效加热器 233, 二效液体经压差自行流入三效。
[0047] (3)正常调节与分析检测:调节好各效进料负荷和控制好真空、温度,尤其是三 效,当温度和真空度达到工艺要求条件且稳定一段时间后,从出料管线取样分析。
[0048] (4)粗丙三醇出料:当粗丙三醇含量达85-90%时,经出料泵222入粗丙三醇储罐 201/1/2。否则,将料返回第四预处理储罐114。
[0049] (5)系统冷凝液回收处理:三效冷凝液经泵223入冷凝液收集槽202或作水解等 其它补充工艺水使用,并定期检测分析冷凝液中丙三醇含量不超过0.5%,严格控制二、三 效工艺操作条件,避免造成丙三醇损失。
[0050] A4再浓缩蒸馏精制和脱臭脱色纯化开车顺序:
[0051] (1)循环冷却水及其它公用系统运行正常。
[0052] (2)系统抽真空:依次打开各级蒸汽喷射器系统345工作蒸汽,根据真空系统设备 操作规程,确保再浓缩、蒸馏与残渣刮膜蒸发器及脱臭系统真空正常并满足工艺要求。
[0053] (2)打开各蒸汽伴管预热:预先开系统各蒸汽伴热及夹套管蒸汽进行预热。
[0054] (3)系统调温水运行正常:先打开再浓缩预热器332蒸汽阀,初步控制温度在 95-115。。。
[0055] (4)系统进料。当系统真空稳定并满足要求后,启动进料螺杆泵321进出口 阀门,启泵观察进料流量,并通过变频调节流量,开车时先50-60%低负荷运行,如维持 200-250kg/h负荷,向再浓缩塔301系统进料,同时启动碱液计量泵322。
[0056] (5)再浓缩301系统循环升温、浓缩、脱气干燥与调节:当301液位达50%后停止 进料,启动循环泵323循环加热和脱气干燥,当工艺条件符合要求后,再次向该系统进料, 液位确认正常后可开始向循环蒸馏302系统进料。注意观察再浓缩系统温度和真空变化, 应控制温度在95-115°C,顶部温度在90-1KTC,真空维持在I. 0-2.OKPa左右,确保脱气干 燥彻底正常,分析检测出料丙三醇含量在95%以上为宜。
[0057] (6)蒸馏器302循环升温加热、丙三醇蒸气冷凝与调节:经再浓缩脱气干燥后的 粗丙三醇自行流入302。适当调节蒸汽阀开度和泵323循环量,以控制该系统热负荷,及 时调节低沸点和大量水份的蒸出量。在系统开车过程中,可根据情况间断性进料操作。物 料经301循环浓缩脱气干燥后流入302,液位确认正常后,启动泵324 (先检查泵的冷却水 及油位)循环加热物料,逐渐开大333的蒸汽阀循环加热,保持302底温度在140-145°C范 围,上部温度在145-150°C范围,以避免大量丙三醇蒸汽夹带有色物质进入冷凝器,影响冷 凝后的纯度和质量,待顶部温度上升后,开顶部336调温水和337循环冷却水,注意适当调 节调温水系统循环热水量,以控制冷凝量和质量,使大量丙三醇蒸汽从336冷凝下来自行 流入脱臭器304,获得99. 5%以上纯度且色泽较好的丙三醇,再脱臭后送入脱色处理系统 306/1/2,在经过活性炭脱色和板框373过滤处理获得99. 8 %的精丙三醇后送精丙三醇收 集器307/1/2,再经泵327/1入保险过滤器374/1/2过滤和冷却器335冷却后入精丙三醇储 罐309/1/2暂存,最后经泵327/2入灌装间310或直接装桶,336顶部未冷凝气与残渣蒸馏 和脱臭系统的未冷凝丙三醇及低分子一并进入337冷却后,冷凝液返入301或排入丙三醇 次品暂存罐308,而337不凝气入真空系统342,而302底部难蒸馏的高沸点油脂及聚合物、 盐类等经旋转刮膜蒸发器305进一步回收丙三醇后以残渣物形式进入残渣槽再排出系统。
[0058] (7)刮膜蒸发器305丙三醇回收与调节:根据生产情况,将302底部少量残渣 量送入残渣进料泵329,再人305系统,启动305附属电机,打开夹套蒸汽阀,进一步回收 丙三醇后以残渣物形式进入残渣槽再间断性排出系统或装桶,但应保持305系统温度在 150-155°C,真空在0. 1-0. 3KPa,注意残渣出料管线阀门开关大小控制,避免大量丙三醇跑 入残渣系统影响丙三醇收率,并随时检查残渣出料含丙三醇情况,控制在10%以内。
[0059] (8)装置连续运行:当再浓缩脱气干燥、蒸馏系统及残渣回收、脱臭系统真空和温 度稳定,并运行一段时间后,可通过变频调节粗丙三醇进料泵P301流量,逐渐将系统增加 到满负荷运行,如维持400-500kg/h负荷,待各系统全线运行正常后再逐渐加大进料量,保 持满负荷运行状态。
[0060] A5分馏系
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