专利名称：低溶解度、易结晶、热敏性物料双效蒸发结晶生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种低溶解度、易结晶、热敏性物料蒸发结晶生产工艺，特别是一种改进的低溶解度、易结晶、热敏性物料双效蒸发结晶生产工艺。
背景技术：
在现有技术中，低溶解度、易结晶、热敏性物料溶液受其特有的热敏性强、浓度低、易结晶等特性因素的影响，蒸发结晶生产采用的都是单效蒸发结晶设备，由于生产过程耗能高、蒸出水(蒸汽)排放量大、蒸出水(蒸汽)和冷凝水排放温度高，热能损失严重、热能利用率低、处理蒸出水用冷却水消耗量大、环保防治成本高，已成为制约生产的瓶颈，如左旋苯甘氨酸的蒸发结晶生产，左旋苯甘氨酸又名D酸，是用生物发酵法生产的，主要用作羟氨苄青霉素、头孢菌素等半合成抗生素的原料，作为一种重要的医药中间体，市场前景很大，但目前的生产过程都是先用生物发酵法生产D酸发酵液，再采用蒸发结晶设备将D酸发酵液中的水蒸发出来而使D酸结晶，由于受D酸发酵液特有的温度不能超过70℃、浓度2.5％左右、溶解度3％左右、蒸水量大及蒸发过程中即伴有大量结晶出现和存放时间不宜过长特性因素的影响，其蒸发结晶生产采用的大都是由外循环蒸发器、汽液分离器、清液循环泵构成的单效蒸发结晶设备，使用这样单效蒸发结晶设备的单效蒸发结晶生产工艺每生产1吨D酸都要蒸出28吨水，而每蒸出1吨水就要消耗饱和蒸汽1.1～1.5吨，耗能高，另外，大量蒸出的水(蒸汽)还没有被利用，除需要消耗大量的冷却水冷凝外，排出的水(蒸汽)还带走了大量的热能，热能损失严重，制约着D酸的生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有的单效蒸发结晶生产工艺之不足，而提供一种以一套蒸发结晶设备蒸出的二次蒸汽和排出的冷凝水闪蒸出的蒸汽作另一套蒸发结晶设备的热源进行蒸发结晶生产的低溶解度、易结晶、热敏性物料蒸发结晶生产工艺，即改进的低溶解度、易结晶、热敏性物料双效蒸发结晶生产工艺。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案为这种以一套蒸发结晶设备蒸出的二次蒸汽和排出的冷凝水闪蒸出的蒸汽作另一套蒸发结晶设备的热源进行蒸发结晶生产的低溶解度、易结晶、热敏性物料蒸发结晶生产工艺，即改进的低溶解度、易结晶、热敏性物料双效蒸发结晶生产工艺，它采用两套蒸发结晶设备，一套用外循环蒸发器、汽液分离器、清液循环泵和热泵组成，作一效蒸发结晶设备，一套用外循环蒸发器、汽液分离器和清液循环泵组成，作二效蒸发结晶设备，一效汽液分离器蒸发室沸点温度控制在55～65℃、二效汽液分离器蒸发室沸点温度控制在40～50℃间，是将一效蒸发结晶设备蒸出的二次蒸汽一部分与连续通入的加热蒸汽通过热泵加压后通入一效外循环蒸发器壳程作一效外循环蒸发器的热源、剩余的一效蒸发结晶设备蒸出的二次蒸汽与一效外循环蒸发器排出的冷凝水通入二效外循环蒸发器壳程闪蒸出的蒸汽作二效外循环蒸发器的热源进行生产的，一效外循环蒸发器排出的冷凝水进入二效外循环蒸发器壳程闪蒸出作二效外循环蒸发器热源的蒸汽后，再与二效外循环蒸发器排出的冷凝水混合流入冷凝水罐，二效蒸发结晶设备蒸出的二次蒸汽才进入冷凝器冷凝。
上述改进的低溶解度、易结晶、热敏性物料双效蒸发结晶生产工艺，采用的冷凝器可以是直接冷凝器；也可以是间接冷凝器。
上述改进的低溶解度、易结晶、热敏性物料双效蒸发结晶生产工艺，一效外循环蒸发器加热室温度控制在80～85℃、二效外循环蒸发器加热室温度控制在55～60℃间为最佳。
本发明所提供的这种低溶解度、易结晶、热敏性物料蒸发结晶生产工艺是一种改进的双效蒸发结晶生产工艺，由于二效蒸发结晶设备用一效蒸发结晶设备蒸出的二次蒸汽和一效外循环蒸发器排出的冷凝水在二效外循环蒸发器壳程闪蒸出的蒸汽作热源，使一效蒸发结晶设备蒸出的水(蒸汽)得到了充分利用，不仅减少了加热蒸汽的用量，而且还减小了蒸出水(蒸汽)的排放量、降低了蒸出水(蒸汽)和冷凝水的排放温度，减小了热能损失，使生产能耗降低、处理蒸出水用冷却水消耗量降低、环保防治成本降低、热能利用率提高，更节能。
图1为应用本发明所提供的改进的低溶解度、易结晶、热敏性物料双效蒸发结晶生产工艺进行左旋苯甘氨酸蒸发结晶生产的生产设备系统示意图。
具体实施例方式
实施例1实施例1是本发明所提供的改进的低溶解度、易结晶、热敏性物料双效蒸发结晶生产工艺在左旋苯甘氨酸蒸发结晶生产中的一次应用，本发明实施例1提供一种蒸水量为5t/h的改进的左旋苯甘氨酸双效蒸发结晶生产工艺，它采用两套蒸发结晶设备，一套用外循环蒸发器11、汽液分离器12、清液循环泵13和热泵14组成，作一效蒸发结晶设备1，一套用外循环蒸发器21、汽液分离器22和清液循环泵23组成，作二效蒸发结晶设备2，一效外循环蒸发器11、二效外循环蒸发器21均采用降膜蒸发器，设计一效外循环蒸发器加热室温度为80±5℃、汽液分离器蒸发室沸点温度为60±5℃二效外循环蒸发器加热室温度为60±5℃、汽液分离器蒸发室沸点温度为45±5℃原液浓度2.5％，温度60～70℃，进料量6m3/h加热蒸汽压力0.6Mpa蒸发温度≤60℃完成浓度30％冷凝水温度≤32℃参照附图，本发明实施例1所提供的这种改进的左旋苯甘氨酸双效蒸发结晶生产工艺通过原液泵4将含D酸2.5％、温度60～70℃的D酸发酵液8以6m3/h的流量打到一、二效蒸发结晶设备的外循环蒸发器中，其中一效外循环蒸发器11的进料量为3.8m3/h，二效外循环蒸发器21的进料量为2.2m3/h，进入一效外循环蒸发器11的发酵液经加热后进入一效汽液分离器12进行汽液分离，以3.1t/h的流量蒸出温度为60±5℃的二次蒸汽，经高温除沫后，其中1.2t/h的流量和以2t/h的流量连续通入的加热蒸汽7经热泵14加压后通入一效外循环蒸发器11的壳程，作一效外循环蒸发器11的热源，剩余的二次蒸汽以1.9t/h的流量通入二效外循环蒸发器21的壳程；一效外循环蒸发器11以3.2t/h的流量排出的温度为80±5℃的冷凝水通过U型管3进入二效外循环蒸发器21的壳程，以120kg/h的流量闪蒸出的蒸汽和以1.9t/h的流量通入二效外循环蒸发器壳程的一效蒸发结晶设备蒸出的二次蒸汽作二效外循环蒸发器21的热源，蒸出温度为45±5℃的二次蒸汽，经高温除沫后进入直接冷凝器6冷凝。一效蒸发结晶设备1以3.1t/h的流量蒸出温度为60±5℃的二次蒸汽后，剩下的液体经消除过饱和，清液用一效清液循环泵13重新打到一效外循环蒸发器11顶端的液体分布器上，与连续通入的原液混合由列管内壁呈膜状流下，重新加热；二效蒸发结晶设备2蒸出温度为45±5℃的二次蒸汽后，剩下的液体经消除过饱和，清液用二效清液循环泵23重新打到二效外循环蒸发器21顶端的液体分布器上，与连续通入的原液混合由列管内壁呈膜状流下，重新加热。一效和二效汽液分离器底部沉积的D酸晶体，用出料泵排到离心机进行固液分离即可。一效外循环蒸发器11排出的冷凝水进入二效外循环蒸发器21壳程闪蒸出作二效外循环蒸发器热源的蒸汽后与二效外循环蒸发器21排出的冷凝水混合流入冷凝水罐5，冷凝水的流量为5.1t/h；二效蒸发结晶设备2蒸出的二次蒸汽才进入直接冷凝器6冷凝，冷却水9的消耗量为55m3/h。
本发明实施例1所提供的这一蒸水量为5t/h的左旋苯甘氨酸蒸发结晶生产工艺，较传统的蒸水量为5t/h的左旋苯甘氨酸单效蒸发结晶生产工艺不低于5.5t/h的加热蒸汽消耗量、不低于140m3/h的冷却水消耗量，节约加热蒸汽3.5t/h、冷却水85m3/h。
实施例2实施例2是本发明所提供的改进的低溶解度、易结晶、热敏性物料双效蒸发结晶生产工艺在左旋苯甘氨酸蒸发结晶生产中的另一次应用，本发明实施例2提供一种蒸水量为10t/h的改进的左旋苯甘氨酸双效蒸发结晶生产工艺，它采用两套蒸发结晶设备，一套用外循环蒸发器11、汽液分离器12、清液循环泵13和热泵14组成，作一效蒸发结晶设备1，一套用外循环蒸发器21、汽液分离器22和清液循环泵23组成，作二效蒸发结晶设备2，一效外循环蒸发器11、二效外循环蒸发器21均采用降膜蒸发器，设计一效外循环蒸发器加热室温度为80±5℃、汽液分离器蒸发室沸点温度为60±5℃二效外循环蒸发器加热室温度为60±5℃、汽液分离器蒸发室沸点温度为45±5℃原液浓度2.5％，温度≥40℃，进料量12m3/h加热蒸汽压力0.4Mpa蒸发温度≤60℃完成浓度30％冷凝水温度≤32℃参照附图，本发明实施例2所提供的这种改进的左旋苯甘氨酸双效蒸发结晶生产工艺通过原液泵4将含D酸2.5％、温度≥40℃的D酸发酵液8以12m3/h的流量打到一、二效蒸发结晶设备的外循环蒸发器中，其中一效外循环蒸发器11的进料量为7m3/h，二效外循环蒸发器21的进料量为5m3/h，进入一效外循环蒸发器11的发酵液经加热后进入一效汽液分离器12进行汽液分离，以6t/h的流量蒸出温度为60±5℃的二次蒸汽，经高温除沫后，其中2t/h的流量和以4.4t/h的流量连续通入的加热蒸汽7经热泵14加压后通入一效外循环蒸发器11的壳程，作一效外循环蒸发器11的热源，剩余的二次蒸汽以4t/h的流量通入二效外循环蒸发器21的壳程；一效外循环蒸发器11以6.4t/h的流量排出的温度为80±5℃的冷凝水通过U型管3进入二效外循环蒸发器21的壳程，以250kg/h的流量闪蒸出的蒸汽和以4t/h的流量通入二效外循环蒸发器壳程的一效蒸发结晶设备蒸出的二次蒸汽作二效外循环蒸发器21的热源，蒸出温度为45±5℃的二次蒸汽，经高温除沫后进入间接冷凝器6冷凝。一效蒸发结晶设备1以6t/h的流量蒸出温度为60±5℃的二次蒸汽后，剩下的液体经消除过饱和，清液用一效清液循环泵13重新打到一效外循环蒸发器11顶端的液体分布器上，与连续通入的原液混合由列管内壁呈膜状流下，重新加热；二效蒸发结晶设备2蒸出温度为45±5℃的二次蒸汽后，剩下的液体经消除过饱和，清液用二效清液循环泵23重新打到二效外循环蒸发器21顶端的液体分布器上，与连续通入的原液混合由列管内壁呈膜状流下，重新加热。一效和二效汽液分离器底部沉积的D酸晶体，用出料泵排到离心机进行固液分离即可。一效外循环蒸发器11排出的冷凝水进入二效外循环蒸发器21壳程闪蒸出作二效外循环蒸发器热源的蒸汽后与二效外循环蒸发器21排出的冷凝水混合流入冷凝水罐5，冷凝水的流量为10.4t/h；二效蒸发结晶设备2蒸出的二次蒸汽才进入间接冷凝器6冷凝，冷却水9的消耗量为120m3/h。
本发明实施例2所提供的这一蒸水量为10t/h的左旋苯甘氨酸蒸发结晶生产工艺，较传统的蒸水量为10t/h的左旋苯甘氨酸单效蒸发结晶生产工艺不低于11t/h的加热蒸汽消耗量、不低于280m3/h的冷却水消耗量，节约加热蒸汽6.6t/h、冷却水160m3/h。
权利要求
1.一种低溶解度、易结晶、热敏性物料双效蒸发结晶生产工艺，其特征在于它采用两套蒸发结晶设备，一套用外循环蒸发器(11)、汽液分离器(12)、清液循环泵(13)和热泵(14)组成，作一效蒸发结晶设备(1)，一套用外循环蒸发器(21)、汽液分离器(22)和清液循环泵(23)组成，作二效蒸发结晶设备(2)，一效汽液分离器蒸发室沸点温度控制在55～65℃、二效汽液分离器蒸发室沸点温度控制在40～50℃间，是将一效蒸发结晶设备(1)蒸出的二次蒸汽一部分与连续通入的加热蒸汽通过热泵(14)加压后通入一效外循环蒸发器壳程作一效外循环蒸发器(11)的热源、剩余的一效蒸发结晶设备(1)蒸出的二次蒸汽与一效外循环蒸发器(11)排出的冷凝水通入二效外循环蒸发器壳程闪蒸出的蒸汽作二效外循环蒸发器(21)的热源进行生产的，一效外循环蒸发器(11)排出的冷凝水进入二效外循环蒸发器壳程闪蒸出作二效外循环蒸发器热源的蒸汽后，再与二效外循环蒸发器(21)排出的冷凝水混合流入冷凝水罐(5)，二效蒸发结晶设备(2)蒸出的二次蒸汽才进入冷凝器(6)冷凝。
2.根据权利要求1所述的低溶解度、易结晶、热敏性物料双效蒸发结晶生产工艺，其特征在于一效外循环蒸发器(11)加热室温度控制在80～85℃、二效外循环蒸发器(21)加热室温度控制在55～60℃间。
3.根据权利要求1所述的低溶解度、易结晶、热敏性物料双效蒸发结晶生产工艺，其特征在于一效外循环蒸发器(11)加热室温度为80±5℃、汽液分离器(12)蒸发室沸点温度为60±5℃，二效外循环蒸发器(21)加热室温度为60±5℃、汽液分离器(22)蒸发室沸点温度为45±5℃。
4.根据权利要求1、2或3所述的低溶解度、易结晶、热敏性物料双效蒸发结晶生产工艺，其特征在于一效外循环蒸发器(11)、二效外循环蒸发器(21)均采用降膜蒸发器。
全文摘要
一种低溶解度、易结晶、热敏性物料双效蒸发结晶生产工艺，用两套蒸发结晶设备，一套作一效蒸发结晶设备，一套作二效蒸发结晶设备，是将一效蒸发结晶设备蒸出的二次蒸汽一部分与连续通入的加热蒸汽通过热泵加压后通入一效外循环蒸发器壳程作一效外循环蒸发器的热源、剩余的一效蒸发结晶设备蒸出的二次蒸汽与一效外循环蒸发器排出的冷凝水通入二效外循环蒸发器壳程闪蒸出的蒸汽作二效外循环蒸发器的热源进行生产的，由于一效蒸发结晶设备蒸出的水得到了充分利用，不仅减少了加热蒸汽用量，还减小了蒸出水排放量、降低了蒸出水和冷凝水排放温度，减小了热能损失，使生产能耗降低、处理蒸出水用冷却水消耗量降低、环保防治成本降低、热能利用率提高。
文档编号B01D9/02GK1454692SQ0313792
公开日2003年11月12日 申请日期2003年5月30日 优先权日2003年5月30日
发明者史晓平, 张继军, 张英杰, 王骞, 郑献军 申请人:石家庄工大化工设备有限公司