專利名稱：三效錯流蒸發系統及工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種多效蒸發系統及工藝，具體涉及一種蛋氨酸生產過程中蒸發分離副產品硫酸鈉的三效錯流蒸發系統及工藝。
背景技術：
一種制備蛋氨酸的方法包括在酸性條件下如濃硫酸中和蛋氨酸鈉溶液，蛋氨酸鈉被硫酸中和后得到的溶液主要含有蛋氨酸和硫酸鈉。根據蛋氨酸及硫酸鈉的溶解度特性可知，在32. 4 1到120 1的條件下，硫酸鈉的溶解度隨著溫度的升高而降低，而蛋氨酸的溶解度則隨著溫度的升高而迅速增加。因此，通過逐步冷卻、真空閃蒸的方式結晶提取蛋氨酸，然后對蛋氨酸母液采取升溫蒸發結晶的方法回收硫酸鈉，從而達到了分離蛋氨酸和硫酸鈉的目的。硫酸鈉的升溫蒸發結晶是在多效蒸發系統中完成的，多效蒸發中物料與二次蒸汽的流向可以多種組合，主要有三種并流加料，逆流加料和平流加料。如果將含有蛋氨酸的硫酸鈉溶液按常規的逐步升溫逆流加料蒸發的方式進行升溫蒸發結晶，會造成物料到達最后一效蒸發器時濃度非常高，硫酸鈉會過量析出，加上溶液中的蛋氨酸也會析出部分結晶物，會在出料口附近積聚堵塞管道及分離器，不利于分離操作，并且硫酸鈉過量析出還容易使蛋氨酸受熱碳化而變質。
發明內容
有鑒于此，本發明提供了一種三效錯流蒸發系統及工藝，能有效控制蒸發結晶過程中的物料濃度，防止物料濃度過高。本發明公開了一種三效錯流蒸發系統，包括第一效蒸發器、第二效蒸發器和第三效蒸發器，所述第一效蒸發器的蒸汽出口與第二效蒸發器的蒸汽入口連通，第二效蒸發器的蒸汽出口與第三效蒸發器的蒸汽入口連通，所述第三效蒸發器的物料出口與第一效蒸發器的物料入口連通，第一效蒸發器的物料出口與第二效蒸發器的物料入口連通。進一步，所述第三效蒸發器的物料出口還與第二效蒸發器的物料入口連通。進一步，所述第三效蒸發器的物料出口通過輸送泵與第一效蒸發器的物料入口連通。本發明還公開了一種三效錯流蒸發工藝，將蒸汽首先通入第一效蒸發器中，從第一效蒸發器出來的蒸汽再通入第二效蒸發器中，從第二效蒸發器出來的蒸汽最后通入第三效蒸發器中，將物料首先通入第三效蒸發器中，從第三效蒸發器出來的物料再通入第一效蒸發器中，從第一效蒸發器出來的物料最后通入第二效蒸發器中。進一步，將從所述第三效蒸發器出來的物料分流為兩部分，其中一部分通入第一效蒸發器中，另一部分直接通入第二效蒸發器中；
進一步，將從所述第二效蒸發器出來的物料進行固液分離，將分離得到的母液的一部分通入第一效蒸發器中；進一步，所述第三效蒸發器中，物料溫度為6(T70°C，壓力為0. 03、. 04MPa，所述第一效蒸發器中，物料溫度為12(T128°C，所述第二效蒸發器中，物料溫度為io(nio°c，通入第一效蒸發器的蒸汽為0. 4^0. 7MPa的飽和蒸汽；
進一步，將從所述第三效蒸發器出來的物料分流為兩部分，其中80%通入第一效蒸發器中，剩余20%直接通入第二效蒸發器中，將從所述第二效蒸發器出來的物料進行固液分離，將分離得到的母液的70%通入第一效蒸發器中；
進一步，所述第一效蒸發器、第二效蒸發器和第三效蒸發器均進行強制循環。本發明的有益效果在于
本發明采用錯流蒸發工藝進行物料的蒸發結晶，蒸汽的流向是從第一效蒸發器到第二效蒸發器，再到第三效蒸發器，物料的流向是從第三效蒸發器到第一效蒸發器，再到第二效蒸發器，因此，第三效蒸發器到第一效蒸發器之間是逆流加料，而第一效蒸發器到第二效蒸發器之間是并流加料；由于逆流傳熱的換熱平均溫差最大、換熱效率最高，而并流傳熱的換熱平均溫差最小、換熱效率最低，因此，與常規的逐步升溫逆流加料蒸發的方式相比，本發明的錯流蒸發方法能有效控制蒸發結晶過程中的蒸發量，有效控制蒸發結晶過程中的物料濃度，防止物料濃度過高。另外，本發明將從第三效蒸發器出來的物料分流一部分直接通入第二效蒸發器中，稀釋第二效蒸發器中較濃的物料，將固液分離得到的母液的一部分通入第一效蒸發器中，稀釋第一效蒸發器中較濃的物料，也達到了控制蒸發結晶過程中的物料濃度、防止物料濃度過高的目的。將本發明應用于含有蛋氨酸的硫酸鈉溶液的升溫蒸發結晶，通過控制蒸發結晶過程中的物料濃度，起到了防止硫酸鈉過量析出、防止結晶物堵塞管道的作用，使分離操作順利進行。
為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述，其中
圖I為本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式以下將參照附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述。圖I為本發明的工藝流程圖，如圖所示，本發明的三效錯流蒸發系統，包括第一效蒸發器I、第二效蒸發器2和第三效蒸發器3，所述第一效蒸發器I的蒸汽出口與第二效蒸發器2的蒸汽入口連通，第二效蒸發器2的蒸汽出口與第三效蒸發器3的蒸汽入口連通，所述第三效蒸發器3的物料出口與第一效蒸發器I的物料入口連通，第一效蒸發器I的物料出口與第二效蒸發器2的物料入口連通。作為本發明的進一步改進，所述第三效蒸發器3的物料出口還與第二效蒸發器2的物料入口連通；用于將從第三效蒸 發器3出來的物料分流一部分直接通入第二效蒸發器2中，稀釋第二效蒸發器2中較濃的物料。所述第三效蒸發器3的物料出口通過輸送泵4與第一效蒸發器I的物料入口連通；第三效蒸發器3至第一效蒸發器I的輸送通過輸送泵4進行，第一效蒸發器I至第二效蒸發器2靠壓力輸送。
圖I中粗實線為物料流向，細實線為蒸汽流向，虛線為冷凝水，如圖所示，本發明的三效錯流蒸發工藝，將蒸汽首先通入第一效蒸發器I中，從第一效蒸發器I出來的蒸汽再通入第二效蒸發器2中，從第二效蒸發器2出來的蒸汽最后通入第三效蒸發器3中，將物料首先通入第三效蒸發器3中，從第三效蒸發器3出來的物料再通入第一效蒸發器I中，從第一效蒸發器I出來的物料最后通入第二效蒸發器2中。本發明從第三效蒸發器3到第一效蒸發器I之間是逆流加料，而第一效蒸發器I到第二效蒸發器2之間是并流加料，因此本發明是一種錯流蒸發工藝；由于逆流傳熱的換熱平均溫差最大、換熱效率最高，而并流傳熱的換熱平均溫差最小、換熱效率最低，因此，與常規的逐步升溫逆流加料蒸發的方式相比，本發明的錯流蒸發方法能有效控制蒸發結晶過程中的蒸發量，有效控制蒸發結晶過程中的物料濃度，防止物料濃度過高。作為本發明的進一步改進，將從所述第三效蒸發器3出來的物料分流為兩部分，其中一部分通入第一效蒸發器I中，另一部分直接通入第二效蒸發器2中；分流至第二效蒸發器2中的那部分物料是為了稀釋第二效蒸發器2中較濃的物料，以控制蒸發結晶過程中的物料濃度，防止物料濃度過高。作為本發明的進一步改進，將從所述第二效蒸發器2出來的物料進行固液分離，將分離得到的母液的一部分通入第一效蒸發器I中；將部分母液繼續循環蒸發，是為了稀釋第一效蒸發器I中較濃的物料，以控制蒸發結晶過程中的物料濃度，防止物料濃度過高。作為本發明的具體應用之一，所述物料為含有蛋氨酸的硫酸鈉溶液，將本發明應用于含有蛋氨酸的硫酸鈉溶液的升溫蒸發結晶時，具體的工藝參數如下
所述第三效蒸發器3中，物料溫度為6(T70°C，壓力為0. 03、. 04MPa，所述第一效蒸發器I中，物料溫度為12(Tl28°C，所述第二效蒸發器2中，物料溫度為10(Tll(TC，通入第一效蒸發器I的蒸汽為0. 4^0. 7MPa的飽和蒸汽；物料溫度控制必須小于130°C，因為在高于130°C的溫度下，部分蛋氨酸可能受熱碳化，從而影響到產品的品質及蛋氨酸的收率；進料物料中的蛋氨酸濃度為I. 9^2. 5%，因為采用的是三效蒸發，蒸發率按最大2. 5計(此處的蒸發率是指水的蒸發量/蒸汽的進料量)，蛋氨酸濃度最大將在6. 25%左右，根據蛋氨酸和硫酸鈉在水中的共溶線可知，在10(Tll0°C之間出料時，蛋氨酸將不會析出。將從所述第三效蒸發器3出來的物料分流為兩部分，其中80%通入第一效蒸發器I中，剩余20%直接通入第二效蒸發器2中；將從所述第二效蒸發器2出來的物料進行固液分離，將分離得到的母液的70%通入第一效蒸發器I中。所述第一效蒸發器I、第二效蒸發器2和第三效蒸發器3均進行強制循環；在此作用下，循環速度較快，有效的防止了物料局部過濃、造成堵塞的現象。將本發明應用于含有蛋氨酸的硫酸鈉溶液的升溫蒸發結晶，通過控制蒸發結晶過程中的物料濃度，起到了防止硫酸鈉過量析出、防止結晶物堵塞管道的作用，使分離操作順利進行。實施例I
將17kg/h含有蛋氨酸的硫酸鈉溶液(其中蛋氨酸含量2. 44%，硫酸鈉含量18. 89%)通入本發明的三效錯流蒸發系統中按上述三效錯流蒸發工藝進行升溫蒸發結晶，蒸發熱源使用0. 7MPa飽和蒸汽5kg/h，蒸發時間為I小時。對第二效蒸發器2出來的物料進行分析，其中硫酸鈉含量29. 9%，蛋氨酸含量
6.69%，含水52. 3%，其余為雜質，經觀察，絕大部分結晶在第二效蒸發器2內形成；對固液分離得到的母液進行分析，其中硫酸鈉含量為19. 77%，蛋氨酸含量為6. 3%，含水63. 48%，其余為雜質；對第二效蒸發器2出來的物料進行沉降分離，最終得到濕品硫酸鈉2kg/h，經分析，其中硫酸鈉含量為95. 86%，蛋氨酸含量為0. 05%，含水4%，其余為雜質。(上述含量均為質量百分含量)
最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管通過參照本發明的優選實施例已經對本發明進行了描述，但本領域的普通技術人員應當理解，可以在 形式上和細節上對其做出各種各樣的改變，而不偏離所附權利要求書所限定的本發明的精神和范圍。
權利要求
1.一種三效錯流蒸發系統，包括第一效蒸發器、第二效蒸發器和第三效蒸發器，所述第一效蒸發器的蒸汽出口與第二效蒸發器的蒸汽入口連通，第二效蒸發器的蒸汽出口與第三效蒸發器的蒸汽入口連通，其特征在于所述第三效蒸發器的物料出口與第一效蒸發器的物料入口連通，第一效蒸發器的物料出口與第二效蒸發器的物料入口連通。
2.根據權利要求I所述的三效錯流蒸發系統，其特征在于所述第三效蒸發器的物料出口還與第二效蒸發器的物料入口連通。
3.根據權利要求I所述的三效錯流蒸發系統，其特征在于所述第三效蒸發器的物料出口通過輸送泵與第一效蒸發器的物料入口連通。
4.一種三效錯流蒸發工藝，將蒸汽首先通入第一效蒸發器中，從第一效蒸發器出來的蒸汽再通入第二效蒸發器中，從第二效蒸發器出來的蒸汽最后通入第三效蒸發器中，其特征在于將物料首先通入第三效蒸發器中，從第三效蒸發器出來的物料再通入第一效蒸發器中，從第一效蒸發器出來的物料最后通入第二效蒸發器中。
5.根據權利要求4所述的三效錯流蒸發工藝，其特征在于將從所述第三效蒸發器出來的物料分流為兩部分，其中一部分通入第一效蒸發器中，另一部分直接通入第二效蒸發器中。
6.根據權利要求5所述的三效錯流蒸發工藝，其特征在于將從所述第二效蒸發器出來的物料進行固液分離，將分離得到的母液的一部分通入第一效蒸發器中。
7.根據權利要求6所述的三效錯流蒸發工藝，其特征在于所述第三效蒸發器中，物料溫度為6(T70°C，壓力為O. 03、. 04MPa，所述第一效蒸發器中，物料溫度為12(Tl28°C，所述第二效蒸發器中，物料溫度為10(Tll0°C，通入第一效蒸發器的蒸汽為O. 4^0. 7MPa的飽和蒸汽。
8.根據權利要求7所述的三效錯流蒸發工藝，其特征在于將從所述第三效蒸發器出來的物料分流為兩部分，其中80%通入第一效蒸發器中，剩余20%直接通入第二效蒸發器中，將從所述第二效蒸發器出來的物料進行固液分離，將分離得到的母液的70%通入第一效蒸發器中。
9.根據權利要求8所述的三效錯流蒸發工藝，其特征在于所述第一效蒸發器、第二效蒸發器和第三效蒸發器均進行強制循環。
全文摘要
本發明公開了一種三效錯流蒸發系統及工藝；本發明的三效錯流蒸發系統包括第一效蒸發器、第二效蒸發器和第三效蒸發器，所述第一效蒸發器的蒸汽出口與第二效蒸發器的蒸汽入口連通，第二效蒸發器的蒸汽出口與第三效蒸發器的蒸汽入口連通，所述第三效蒸發器的物料出口與第一效蒸發器的物料入口連通，第一效蒸發器的物料出口與第二效蒸發器的物料入口連通；本發明的三效錯流蒸發工藝中，蒸汽的流向是從第一效蒸發器到第二效蒸發器，再到第三效蒸發器，物料的流向是從第三效蒸發器到第一效蒸發器，再到第二效蒸發器；本發明能有效控制蒸發結晶過程中的物料濃度，防止物料濃度過高。
文檔編號C01D5/00GK102627301SQ20121013029
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月28日 優先權日2012年4月28日
發明者周明權, 柳亞玲, 梁順太, 羅玉成, 魏天錄, 黃寶玉 申請人:重慶紫光天化蛋氨酸有限責任公司