丁二酸制備中的節能設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及丁二酸制備中的節能設備。其包括：管道相連的順丁烯二酸酐水解槽、順丁烯二酸水溶液電解槽、冷卻結晶器、離心脫水器；順丁烯二酸水溶液電解槽內設陰極、陽極，且陰極和陽極之間無隔膜設置；冷卻結晶器設置結晶母液出口，結晶母液出口與順丁烯二酸酐水解槽的母液進口相連；離心脫水器設置離心母液出口，離心母液出口與順丁烯二酸酐水解槽的母液進口相連；順丁烯二酸水溶液電解槽設有電解廢氣出口，電解廢氣出口與淋洗塔的待淋洗氣體入口相連，淋洗塔的淋洗液出口與順丁烯二酸酐的回收液入口相連。本實用新型在多個環節進行母液、廢氣的循環利用，減少環境中的廢氣排放量；采用無隔膜電解法，電解率高，雜質生成量少。
【專利說明】丁二酸制備中的節能設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及節能設備領域，具體而言，涉及丁二酸制備中的節能設備。
【背景技術】
[0002]丁二酸是一種重要的成醫藥、農藥和精細化工合成中間體，廣泛應用于醫藥、食品、農藥、染料和生物降解材料等行業。尤其是制備生物可降解塑料聚丁二酸丁二醇酯產品的原料。
[0003]有關丁二酸的工業制備方法較多，比如:1.氧化法，石蠟經深度氧化生成各種羧酸的混合物，再經過水蒸氣蒸餾和結晶等步驟得到丁二酸。2.加氫法，順丁烯二酸酐或反丁烯二酸在催化劑作用下加氫反應，生成丁二酸，然后經分離得到成品。催化劑為鎳或貴金屬，反應溫度約為130_140°C。3.丙烯酸羰基合成法，丙烯酸和一氧化碳在催化劑作用下，生成丁二酸。4.乙炔法，乙炔與一氧化碳及水在催化劑的作用下，于酸性介質中反應得到丁二酸，反應溫度80-250°C。5.電化學加氫法，其結晶是以反應釜一釜一釜的冷卻結晶過濾的方法。隨著丁二酸產能需要的不斷增大，目前這種老式的間歇式生產方式已經難以適應工業生產的需要。
[0004]為了實現大規模生產的需要，電化學加氫方法稱為研究的重點，但是電解中產生較多的雜質且廢氣排放對環境造成極大的影響。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種丁二酸制備中的節能設備，以解決電解氧化法制備丁二酸中雜質產量大、廢氣多嚴重破壞環境的問題。
[0006]本實用新型實施例提供了一種一種丁二酸制備中的節能設備，包括:通過管道相連的順丁烯二酸酐水解槽、順丁烯二酸水溶液電解槽、冷卻結晶器、離心脫水器；其中，
[0007]所述順丁烯二酸水溶液電解槽內設有陰極、陽極，所述陰極和所述陽極均出入電解液中，且所述陰極和所述陽極之間無隔膜設置；
[0008]所述冷卻結晶器設置結晶母液出口，所述結晶母液出口與所述順丁烯二酸酐水解槽的母液進口通過管道相連；
[0009]所述離心脫水器設置離心母液出口，所述離心母液出口與所述順丁烯二酸酐水解槽的母液進口通過管道相連；
[0010]所述順丁烯二酸水溶液電解槽設有電解廢氣出口，所述電解廢氣出口與淋洗塔的待淋洗氣體入口通過管道相連，所述淋洗塔的淋洗液出口與所述順丁烯二酸酐的回收液入口通過管道相連。
[0011]在一些實施例中，優選為，所述的丁二酸制備中的節能設備還包括:與所述離心脫水器相連接的振動流化床式干燥機，所述振動流化床式干燥機設有干燥廢氣出口，所述干燥廢氣出口與所述淋洗塔的待淋洗氣體入口通過管道相連，所述淋洗塔的淋洗液出口與所述順丁烯二酸酐的回收液入口通過管道相連。
[0012]在一些實施例中，優選為，所述振動流化床干燥機的箱體為全封閉結構。
[0013]在一些實施例中，優選為，所述振動流化床干燥機設有箱式激振器。
[0014]在一些實施例中，優選為，所述冷卻結晶器為多級冷卻結晶器，所述結晶母液出口通過管道與第一級的所述冷卻結晶的冷媒入口通過管道相連。
[0015]在一些實施例中，優選為，還設有自動控制器，所述自動控制器與所述順丁烯二酸酐水解槽、順丁烯二酸水溶液電解槽、冷卻結晶器、離心脫水器通過電纜連接。
[0016]本實用新型實施例提供的丁二酸制備中的節能設備，與現有技術相比，順丁烯二酸水溶液電解槽內的陰極和陽極之間無隔膜，陰極、陽極采用同樣的電解質，電解質采用硫酸，以鉛板鍍二氧化鉛電極作為陽極，電解液強制循環降低電解用電消耗，與隔膜法電解工藝相比，每噸產品可節約150-200kwh的直流電及部分蒸汽，有顯著的節能效果。冷卻結晶器的結晶母液、離心脫水器的離心母液重新返回順丁烯二酸酐水解槽中作為電解槽的水溶液再次使用；順丁烯二酸水溶液電解槽中電解廢氣經過淋洗后的吸收液回順丁烯二酸酐水解槽中作為電解槽的水溶液再次使用。本實用新型在多個環節實現了母液、廢氣的循環利用，減少了環境中的廢氣排放量；且電解中采用無隔膜電解法，電解質強制性流動，電解率高,雜質生成量少。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型一個實施例中丁二酸制備中的節能設備結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面通過具體的實施例子結合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。
[0019]考慮到目前電解氧化法制備丁二酸中雜質產量大、廢氣多嚴重破壞環境的問題，在本實用新型實施例提供了一種丁二酸制備中的節能設備。
[0020]該設備包括:通過管道相連的順丁烯二酸酐水解槽、順丁烯二酸水溶液電解槽、冷卻結晶器、離心脫水器；其中，
[0021]所述順丁烯二酸水溶液電解槽內設有陰極、陽極，所述陰極和所述陽極均出入電解液中，且所述陰極和所述陽極之間無隔膜設置；
[0022]所述冷卻結晶器設置結晶母液出口，所述結晶母液出口與所述順丁烯二酸酐水解槽的母液進口通過管道相連；
[0023]所述離心脫水器設置離心母液出口，所述離心母液出口與所述順丁烯二酸酐水解槽的母液進口通過管道相連；
[0024]所述順丁烯二酸水溶液電解槽設有電解廢氣出口，所述電解廢氣出口與淋洗塔的待淋洗氣體入口通過管道相連，所述淋洗塔的淋洗液出口與所述順丁烯二酸酐的回收液入口通過管道相連。
[0025]順丁烯二酸水溶液電解槽內的陰極和陽極之間無隔膜，陰極、陽極采用同樣的電解質，電解質采用硫酸，以鉛板鍍二氧化鉛電極作為陽極，電解液強制循環降低電解用電消耗，與隔膜法電解工藝相比，每噸產品可節約150-200kwh的直流電及部分蒸汽，有顯著的節能效果。冷卻結晶器的結晶母液、離心脫水器的離心母液重新返回順丁烯二酸酐水解槽中作為電解槽的水溶液再次使用；順丁烯二酸水溶液電解槽中電解廢氣經過淋洗后的吸收液回順丁烯二酸酐水解槽中作為電解槽的水溶液再次使用。本實用新型在多個環節實現了母液、廢氣的循環利用，減少了環境中的廢氣排放量；且電解中采用無隔膜電解法，電解質強制性流動，電解率高,雜質生成量少。
[0026]圖1為一個實施例中丁二酸制備中的節能設備結構示意圖。接下來，對該丁二酸制備中的節能設備進行詳細描述:
[0027]該丁二酸制備中的節能設備，包括:通過管道相連的順丁烯二酸酐水解槽1、順丁烯二酸水溶液電解槽2、冷卻結晶器3、離心脫水器4、振動流化床式干燥機5，其中，
[0028]順丁烯二酸酐水解槽1，順丁烯二酸酐和脫鹽水在該水解槽中進行水解生成順丁烯二酸水溶液，此處的脫鹽水可以來自于新的脫鹽水，也可以來自于冷卻結晶器3得到的結晶母液，還可以來自于淋洗塔6內出來的淋洗液，來淋洗液中含有自順丁烯二酸水溶液電解槽2排出的電解廢氣，以及自振動流化床式干燥機5干燥得到的干燥廢氣，達到資源的回收利用。水解反應如下圖:
[0029]
C4If2O, + Il2O >CJI4O4
[0030]順丁烯二酸水溶液電解槽2，在該電解槽中水解的產物進行電解，該電解槽裝有硫酸電解質，其中設置陰極、陽極，二者之間不設置隔膜，電解質在陰極和陽極之間被迫性流動，提高電解反應，且降低雜質量。電解中會產生電解廢氣，該電解廢氣通入淋洗塔6中淋洗吸收，得到的淋洗液回到順丁烯二酸酐水解槽I中回用。在該電解槽中發生如下反應:
[0031]
C4Ii4O4 + II2O >C'JIhO4 + I /202
[0032]冷卻結晶器3，為多級冷卻結晶器3，對電解后的丁二酸溶液進行冷卻結晶處理，該處理過程中會收集到結晶母液，由于該結晶母液中含有大量的水和順丁烯二酸酐，可以直接回送到順丁烯二酸酐水解槽I中水解處理，進行資源的回收利用；
[0033]同時，由于結晶母液經過冷卻后溫度降低，可以回用于第一級冷卻結晶器3中做為冷媒使用，這種方式無需對結晶母液進行其他的處理，僅僅利用其低溫的特性，待能量交換后，結晶母液再回到順丁烯二酸酐水解槽I中進行水解處理。這種方式即減少了電解液降溫過程中的冷量消耗，又降低了結晶母液去配料時升溫的蒸汽消耗，實現了降低生產能耗。
[0034]離心脫水器4是對冷卻結晶的混合液進行離心處理，得到濕的丁二酸，在離心過程中得到的離心母液自離心母液出口排出后進入順丁烯二酸酐水解槽I的母液進口，作為水解用水。
[0035]振動流化床式干燥機5，該干燥機對離心后濕的丁二酸進行干燥處理，干燥中會產生干燥廢氣，該干燥廢氣進入淋洗塔6進行淋洗、吸收，洗手液送入順丁烯二酸酐水解槽1，作為水解用水。
[0036]該振動流化床干燥機在普通型振動流化床干燥機上增加全封閉箱體，集物料干燥、除塵、粉末回收于一體，同時采用箱式激振器驅動流化床，提高產品收率的同時，減少普通振動流化床干燥機上振動電機用電，達到節約和降低能耗的效果。
[0037]在丁二酸的生產車間設置自動控制器，該自動控制器與所述順丁烯二酸酐水解槽1、順丁烯二酸水溶液電解槽2、冷卻結晶器3、離心脫水器4通過電纜連接。通過自動控制器進行集中控制，調節重要工藝參數，確保生產工藝穩定，降低因操作誤差引起的能耗和次品率，達到節約的效果，使整個裝置達到先進技術經濟指標。
[0038]表1為丁二酸產品的主要質量指標
[0039]表1 丁二酸主要質量指標
[0040]
【權利要求】
1.一種丁二酸制備中的節能設備，其特征在于，包括:通過管道相連的順丁烯二酸酐水解槽、順丁烯二酸水溶液電解槽、冷卻結晶器、離心脫水器；其中， 所述順丁烯二酸水溶液電解槽內設有陰極、陽極，所述陰極和所述陽極均出入電解液中，且所述陰極和所述陽極之間無隔膜設置； 所述冷卻結晶器設置結晶母液出口，所述結晶母液出口與所述順丁烯二酸酐水解槽的母液進口通過管道相連； 所述離心脫水器設置離心母液出口，所述離心母液出口與所述順丁烯二酸酐水解槽的母液進口通過管道相連； 所述順丁烯二酸水溶液電解槽設有電解廢氣出口，所述電解廢氣出口與淋洗塔的待淋洗氣體入口通過管道相連，所述淋洗塔的淋洗液出口與所述順丁烯二酸酐的回收液入口通過管道相連。
2.如權利要求1所述的丁二酸制備中的節能設備，其特征在于，還包括:與所述離心脫水器相連接的振動流化床式干燥機，所述振動流化床式干燥機設有干燥廢氣出口，所述干燥廢氣出口與所述淋洗塔的待淋洗氣體入口通過管道相連，所述淋洗塔的淋洗液出口與所述順丁烯二酸酐的回收液入口通過管道相連。
3.如權利要求2所述的丁二酸制備中的節能設備，其特征在于，所述振動流化床干燥機的箱體為全封閉結構。
4.如權利要求2所述的丁二酸制備中的節能設備，其特征在于，所述振動流化床干燥機設有箱式激振器。
5.如權利要求1-4任一項所述的丁二酸制備中的節能設備，其特征在于，所述冷卻結晶器為多級冷卻結晶器，所述結晶母液出口通過管道與第一級的所述冷卻結晶的冷媒入口通過管道相連。
6.如權利要求1-4任一項所述的丁二酸制備中的節能設備，其特征在于，還設有自動控制器，所述自動控制器與所述順丁烯二酸酐水解槽、順丁烯二酸水溶液電解槽、冷卻結晶器、離心脫水器通過電纜連接。
【文檔編號】C25B3/02GK203976931SQ201420404560
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月21日 優先權日:2014年7月21日
【發明者】李雅娟 申請人:金暉兆隆高新科技有限公司