专利名称：用刮板降膜蒸发器浓缩丙烯酰胺溶液的方法
技术领域：
本发明涉及一种丙烯酰胺溶液的浓缩方法，特别涉及一种用刮板降膜蒸发器浓缩丙烯酰胺溶液的方法。
背景技术：
国内丙烯酰胺生产过去主要采用传统的硫酸水合法和铜催化水合法，国内自20世纪80年代开始研发微生物法生产丙烯酰胺技术。目前国内一共有十多家丙烯酰胺生产企业，全部采用微生物法，总产能约35万吨/年，2004年实际总产量将近20万吨。现有丙烯酰胺溶液浓缩的生产主要采用流化床干燥，流化床干燥工艺具有技术较复杂，参数控制难度较大，且能耗大，设备投资大等缺点，另外，在使用过程中丙烯酰胺溶液易发生热敏性反应的缺点。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种具有流程短、能耗低、产品质量高、投资少、生产成本低，并且克服了在使用过程中丙烯酰胺溶液易发生热敏性反应的缺点的用刮板降膜蒸发器浓缩丙烯酰胺溶液的方法。
其技术方案是包括以下步骤(1)调节蒸发浓缩体系中的真空度使其维持在-0.01MPa以下；(2)打开刮板降膜蒸发器的上段蒸汽进口阀门和上段蒸汽冷凝水出口阀门，并且调节压力大小使其稳定在0.02-0.04MPa，随后在打开下段蒸汽进口阀门和冷凝水出口阀，调节压力大小使其稳定在0.01-0.03MPa使蒸发器内温度控制在50℃-80℃。
(3)低浓度丙烯酰胺水溶液经过蒸汽预热器预热到30-40℃，控制流量在350-550l/h分两路对称进入刮板降膜蒸发器分配器，让溶液均匀进入刮板降膜蒸发器，并且通过刮板将水溶液在蒸发表面形成薄膜的进行蒸发，将丙烯酰胺溶液浓缩到浓度为60％-80％。
其中，低浓度丙烯酰胺水溶液经过蒸汽预热器预热到35℃。
本发明的有益效果是主要有克服了现有丙烯酰胺晶体生产浓缩工艺中生产丙烯酰胺晶体的能耗大，设备投资大，工艺复杂等缺点；在首次将刮板降膜蒸发器引入到丙烯酰胺的浓缩生产中，具有能耗低，设备投资少，工艺简单易操作纯度高等突出有益效果；克服了在使用过程中丙烯酰胺溶液易发生热敏性反应的缺点。
四
附图1是本发明的刮板降膜蒸发器的结构示意图。
五具体实施例方式
结合附图，对本发明作进一步的描述包括以下步骤(1)调节蒸发浓缩体系中的真空度使其维持在-0.01MPa以下；(2)开刮板降膜蒸发器5的上段蒸汽进口阀门1和上段蒸汽冷凝水出口阀门2，并且调节压力大小使其稳定在0.02-0.04MPa，随后在打开下段蒸汽进口阀门3和下段冷凝水出口阀4，调节压力大小使其稳定在0.01-0.03MPa使蒸发器内温度控制在50℃-80℃。
(3)低浓度丙烯酰胺水溶液预热到35℃，打开刮板降膜蒸发器稀料进口阀门6，控制流量在350-550l/h分两路对称进入刮板降膜蒸发器，启动刮板降膜蒸发器，通过刮板将丙烯酰胺稀溶液在刮板降膜蒸发器内表面形成薄膜进行蒸发浓缩，将丙烯酰胺溶液浓缩到浓度为60％-80％。
(4)打开底部浓缩液出料阀门7，出料。
利用刮板降膜蒸发器浓缩丙烯酰胺溶液的工艺是生产新工艺，通过对刮板降膜蒸发器的各种生产技术参数的调整，克服了在使用过程中丙烯酰胺溶液易发生热敏性反应的缺点，从而使刮板降膜蒸发器满足了生产的需要。整个生产过程具有流程短、能耗低、产品质量高、投资少、生产成本低等特点，该技术在促进我国丙烯酰胺行业减少对国外技术的依赖、鼓励我国科学技术创新、发展民族产业有着极其重要的作用。
1、生产原理物料的浓缩是根据混合液体中各个组分的饱和蒸汽压不同，可以采用常规的间歇减压蒸馏的方法将他们一一分离。但是，对于热敏性物质，由于在间歇蒸馏釜中停留时间长容易发生不同程度的分解，致使蒸馏产品和收率受到影响，在这种情况下，可以考虑采用降膜蒸发器，对含有热敏性物质的物料进行蒸馏。在传统降膜蒸发器中，由于物料的成膜厚度不均匀，传热传质效果不是十分理想，导致这种降膜蒸发器中的蒸发效率不高，蒸馏残渣中往往还会含有较多需要蒸馏的物质。为了进一步提高蒸发效率，可以采用刮板薄膜蒸发器对含有热敏性物质的物料进行蒸发浓缩、脱气脱溶、蒸馏提纯。
2、性能特点(1)较小的压力损失物料经过刮板强制成膜后被加热汽化，蒸汽从加热面到外置冷凝器的过程中尽管存在一定的压降，但由于刮膜系统采用开放式设计，使得蒸汽流通面积较大，与常规蒸馏相似，具有较小的压力损失。
(2)传热系数大、蒸发效率高由于旋转的刮膜装置将物料在蒸发筒体内表面刮成均匀的薄膜，有效降低了热阻，并使得轻组份非常容易从物料中蒸馏分离出来；由于筒体内表面与刮膜器之间的液膜处于剧烈的湍动状态，物料中的不同组份传递以及与加热夹套内的加热介质的热量传递都非常高效；此外，由于筒体内表面的高光洁度以及刮膜器的不停运动，使得加热面不容易结焦、结垢，也有助于增大总传热系数，提高蒸发效率。
(3)蒸发温度低在较高的真空条件下，物料的蒸发温度可以降到很低，此外，由于处于湍动状态的液膜很薄，传热系数大，使蒸发筒体内表面的物料温度与夹套的介质的温差较小，因此，与常规蒸馏相比，在同等真空条件下，旋转薄膜蒸发器的加热温度会更低一些，最靠近蒸发筒体内表面的物料温度也相应低一些，从而、减少了热敏性物质的热分解和热聚合，有效保证产品品质。
(4)受热时间短对于旋转薄膜蒸发器而言，物料在重力和刮膜器的双重作用下沿长度有限的加热面成螺旋下降，在蒸发器内停留时间很短，一般为几秒～几十秒(平均停留时间与加热面长度、刮膜器的形式及物料的特性、膜厚等参数相关)。与常规蒸馏相比，由于蒸发效率高，物料无须反复蒸馏就可以达到所需的分离程度，而物料的受热时间短，很大程度上减少了热敏性物质的热分解和热聚合。
(5)适应性强、操作弹性大由于旋转薄膜蒸发器具有以上性能特点，使其适宜处理热敏性物料，此外，LFE系列旋转薄膜蒸发器可根据工艺需要，选择不同的刮膜器，并在刮膜装置上可设置除沫器和底部刮板，因此，也适宜处理易暴沸的物料和高粘度的物料，甚至重组份流动性极差的物料。
权利要求
1.一种用刮板降膜蒸发器浓缩丙烯酰胺溶液的方法，其特征是包括以下步骤(1)调节蒸发浓缩体系中的真空度使其维持在-0.01MPa以下；(2)打开刮板降膜蒸发器的一段蒸汽进出口阀门和二段蒸汽进出口阀门，并且调节压力大小使其稳定在0.01-0.03MPa，使刮板降膜蒸发器内温度控制在50℃-80℃；(3)低浓度丙烯酰胺水溶液经过蒸汽预热器预热到30-40℃，控制流量在350-550l/h分两路对称进入刮板降膜蒸发器分配器，让溶液均匀进入刮板降膜蒸发器，并且通过刮板将水溶液在蒸发表面形成薄膜的进行蒸发，将丙烯酰胺溶液浓缩到浓度为60％-80％。
2.根据权利要求1所述的用刮板降膜蒸发器浓缩丙烯酰胺溶液的方法，其特征是低浓度丙烯酰胺水溶液经过蒸汽预热器预热到35℃。
全文摘要
本发明涉及一种丙烯酰胺溶液的浓缩方法，特别涉及一种用刮板降膜蒸发器浓缩丙烯酰胺溶液的方法。其技术方案是包括以下步骤(1)调节蒸发浓缩体系中的真空度使其维持在－0.01MPa以下；(2)打开刮板蒸发器的一段蒸汽进出口阀门和二段蒸汽进出口阀门，并且调节压力大小使其稳定在0.01－0.03MPa，使蒸发器内温度控制在50℃－80℃；(3)低浓度丙烯酰胺水溶液经过蒸汽预热器预热到30－40℃，进入刮板蒸发器分配器，让溶液均匀进入刮板蒸发器，将丙烯酰胺溶液浓缩到浓度为60％－80％。有益效果是在首次将刮板降膜蒸发器引入到丙烯酰胺的浓缩生产中，具有能耗低，设备投资少，工艺简单易操作纯度高等突出效果。
文档编号B01D1/22GK1974524SQ20061007064
公开日2007年6月6日 申请日期2006年12月2日 优先权日2006年12月2日
发明者夏春良, 吴时军, 刘皓, 周卫东, 孙中华, 付纲, 胡奎玲, 王曰鹏 申请人:山东宝莫生物化工股份有限公司