一种N,N-二羧甲基氨基酸盐的生产装置的制作方法

本实用新型涉及化工设备技术领域，特别涉及一种n,n-二羧甲基氨基酸盐的生产装置。

背景技术：

传统的工业及家用洗涤剂常用乙二胺四乙酸edta、氨基三乙酸nta、三聚磷酸钠stpp等螯合添加剂。虽然edta具有络合能力强，耐碱性好的特点，但其分散力弱且不易被生物降解；而nta是一种可疑的致癌物，美国和欧盟早在多年之前就对其使用进行了规范；近年来，由于河流与湖泊水体富营养化问题日益严重，含磷添加剂stpp的使用也趋向严格禁止。环境变迁与地球变暖再次让“环保”和“绿色”聚焦成为大众生活的议题，绿色产品与低碳排放亦为业界所重视并形成一个趋势。

某些n,n-二羧甲基氨基酸盐因具有易于生物降解，符合oecd生物可生物降解性测试要求，产品对环境友好，使用安全等特点，越来越多的引起人们的注意。这些n,n-二羧甲基氨基酸盐统称为绿色螯合剂，具有与edta相当的金属螯合能力，能与金属离子形成稳定的水溶性络合物，可以在很宽的ph值范围内溶解良好，去污能力强，且能与体系中的杀菌剂产生良好的协同作用，以其绿色可生物降解的物性和可持续性应用的功能，可以替代nta、edta等传统螯合剂，广泛应用于日用化学工业、医药工业、农业、洗涤用品行业、工业除垢等领域。目前，关于绿色螯合剂n,n-二羧甲基氨基酸盐的生产方法，国内外文献均有大量报道。国内现有方法普遍用l-谷氨酸、l-天冬氨酸等氨基酸与2-氯乙酸或2-氯乙腈在碱性体系中合成目标产物。该方法制备的产品收率较高，但生产周期长，资源利用率低，不利于其工业化规模发展。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种可连续化、环保无污染的绿色螯合剂n,n-二羧甲基氨基酸盐的生产装置。

本发明的技术方案为：

一种n,n-二羧甲基氨基酸盐的生产装置，其特征在于，包括依次连接的一级静态混合器、二级静态混合器、连续反应器，所述连续反应器的出料端连接外蒸釜，所述外蒸釜上端有外蒸釜进料口和外蒸釜出汽口，下端有外蒸釜出料口，所述外蒸釜进料口连接连续反应器，所述外蒸釜出汽口连接外蒸釜收集罐，所述外蒸釜出料口连接固液分离装置，所述固液分离装置设有上端设有固液分离装置进料口和固液分离装置进水口，一侧设有固体出口，底部设有液体出口，所述外蒸釜收集罐的上端有外蒸汽进口和水洗液进口，下端有外蒸液收集罐出水口，所述外蒸釜出汽口与外蒸汽进口通过管线连接，所述外蒸釜出料口与固液分离装置进料口通过管线连接，所述外蒸液收集罐出水口通过管线与固体原料溶解水罐连接，所述固液分离装置进水口与外蒸液收集罐出水口通过管线连接，所述液体出口分别与产品稀释罐和外蒸液收集罐水洗液进口通过管线连接。

进一步的，所述一级静态混合器设有第一进口和第一出口，所述一级静态混合器第一进口分别与氨基酸盐水溶液罐和液碱罐通过管线连接，所述二级静态混合器有第二进口和第二出口，所述二级静态混合器第二进口分别与一级静态混合器第一出口和氯乙酸水溶液罐通过管线连接，所述连续反应器设有反应器进料口、反应器出料口、循环水进口和循环水出口，所述连续反应器外壁有夹套，所述连续反应器反应器进料口与二级静态混合器第二出口通过管线连接，所述循环水进口和循环水出口分别与循环水进水管和回水管通过管线连接。

进一步的，所述连续反应器可为立管式反应器、盘管式反应器、u型管式反应器或首尾串联的多级反应釜。

进一步的，所述固液分离装置可为离心机或压滤机。

进一步的，所述一级静态混合器的第一进口分别与氨基酸盐水溶液罐和液碱罐连接的管线上通过三通串联阀门、打料泵、电子流量计，所述二级静态混合器的第二进口与第一出口和氯乙酸水溶液罐连接的管线上通过三通串联阀门、打料泵、电子流量计。

进一步的，所述液体出口分别与产品稀释罐和外蒸液收集罐水洗液进口连接的管线上通过三通串联阀门和传输泵。

进一步的，所述外蒸釜可设置一组或相互并联的多组。

本实用新型有益效果为：

本实用新型利用静态混合器连续混合反应物料，再将混合好的物料通入连续反应器内反应，通过控制物料流速、温度等条件，从连续反应器出口得到富含n,n-二羧甲基氨基酸盐的水溶液，再经浓缩、结晶、离心、洗涤、干燥过程，分离得n,n-二羧甲基氨基酸盐、副产工业盐、外蒸液和洗盐水，外蒸液和水洗液可用做原料氨基酸盐和氯乙酸的溶解水。此实用新型设备结构简单，易于操作，易于改造，通过连续进料，连续出料的方式极大提高设备利用率，节约成本，且整个过程无三废产生，绿色环保。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图

其中：一级静态混合器1，二级静态混合器2，连续反应器3，外蒸釜4，固液分离装置5，外蒸液收集罐6，第一进口101，第一出口102，第二进口201，第二出口202，反应器进料口301，反应器出料口302，循环水进口303，循环水出口304，外蒸釜进料口401，外蒸釜出汽口402，外蒸釜出料口403，固液分离装置进料口501，固液分离装置进水口502，固体出口503，液体出口504，外蒸汽进口601，水洗液进口602，外蒸液收集罐出水口603。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本申请进行进一步说明。

一种n,n-二羧甲基氨基酸盐的生产装置，其特征在于，包括依次连接的一级静态混合器1、二级静态混合器2、连续反应器3，所述连续反应器3的出料端连接外蒸釜4，所述外蒸釜4上端有外蒸釜进料口401和外蒸釜出汽口402，下端有外蒸釜出料口403，所述外蒸釜进料口401连接连续反应器3，所述外蒸釜出汽口402连接外蒸釜收集罐6，所述外蒸釜出料口403连接固液分离装置5，所述固液分离装置设有上端设有固液分离装置进料口501和固液分离装置进水口502，一侧设有固体出口503，底部设有液体出口504，所述外蒸釜收集罐6的上端有外蒸汽进口601和水洗液进口602，下端有外蒸液收集罐出水口603，所述外蒸釜出汽口402与外蒸汽进口601通过管线连接，所述外蒸釜出料口403与固液分离装置进料口501通过管线连接，所述外蒸液收集罐出水口603通过管线与固体原料溶解水罐连接，所述固液分离装置进水口502与外蒸液收集罐出水口603通过管线连接，所述液体出口504分别与产品稀释罐和外蒸液收集罐水洗液进口602通过管线连接。

进一步的，所述一级静态混合器设有第一进口101和第一出口102，所述一级静态混合器第一进口101分别与氨基酸盐水溶液罐和液碱罐通过管线连接，所述二级静态混合器有第二进口201和第二出口202，所述二级静态混合器第二进口201分别与一级静态混合器第一出口102和氯乙酸水溶液罐通过管线连接，所述连续反应器设有反应器进料口301、反应器出料口302、循环水进口303和循环水出口304，所述连续反应器外壁有夹套，所述连续反应器反应器进料口301与二级静态混合器第二出口202通过管线连接，所述循环水进口303和循环水出口304分别与循环水进水管和回水管通过管线连接。

进一步的，所述连续反应器3可为立管式反应器、盘管式反应器、u型管式反应器或首尾串联的多级反应釜。

进一步的，所述固液分离装置5可为离心机或压滤机。

进一步的，所述一级静态混合器的第一进口101分别与氨基酸盐水溶液罐和液碱罐连接的管线上通过三通串联阀门、打料泵、电子流量计，所述二级静态混合器的第二进口201与第一出口2和氯乙酸水溶液罐连接的管线上通过三通串联阀门、打料泵、电子流量计。

进一步的，所述液体出口504分别与产品稀释罐和外蒸液收集罐水洗液进口602连接的管线上通过三通串联阀门和传输泵。

进一步的，所述外蒸釜4可设置一组或相互并联的多组。

氨基酸盐以丙氨酸钠为例，结合上述连接关系和附图1对本实用新型的工作过程进行说明：

将质量百分比浓度为50%的丙氨酸钠盐水溶液和40%的氢氧化钠水溶液分别按照125kg/h和118kg/h流速匀速打入一级静态混合器1，其中丙氨酸钠和氢氧化钠的摩尔比n丙氨酸钠：n氢氧化钠=1：2.1~2.3；物料经一级静态混合器1匀速进入二级静态混合器2中，同时将质量百分比含量为48%的氯乙酸水溶液以231kg/h的流量匀速加入氯乙酸水溶液，其中：丙氨酸和氯乙酸的摩尔比为n丙氨酸：n氯乙酸=1：2.05~2.15；物料从二级静态混合器2以605kg/h的流量匀速进入盘管式连续反应器3中反应，控制连续反应器3内温度在70~110℃，物料从开始进入连续反应器3至全部进入外蒸釜4一个周期内共计用时3小时58分钟，反应物料从连续反应器3连续进入带有搅拌的外蒸釜4，外蒸釜4内物料温度维持在80~100℃，经一定负压条件外蒸4浓缩，再通过固液分离装置5过滤分别得外蒸液、滤液和滤饼。外蒸液入外蒸液收集罐6，用于洗涤氯化钠和固体物料的溶解，滤液经稀释得不同质量百分比含量的n,n-二羧甲基丙氨酸三钠mgda水溶液，滤饼经外蒸液洗涤得工业级氯化钠。以一个反应周期计，得质量分数为38.14%的mgda水溶液2269.08kg，收率以丙氨酸计为92.84%，氯离子含量1.49%，得副产氯化钠377.3kg，纯度96.07%。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。