一种氨基乙酸连续生产装置的制作方法

1.本实用新型属于氨基乙酸生产设备技术领域，具体涉及一种氨基乙酸连续生产装置。


背景技术：

2.氨基乙酸的结构简式为nh2ch2cooh，俗称甘氨酸、胶糖，白色单斜晶系或六方晶系晶体，或白色结晶粉末，无臭，有特殊甜味，易溶于水，微溶于甲醇、乙醇，几乎不溶于丙酮、乙醚。氨基乙酸主要用于化肥的无毒脱碳、医药及农药，是烷基酯法合成草甘膦的原料之一，也可用于化妆品的原料和防腐剂，有着较为广泛的市场和应用前景，因此对氨基乙酸的需求也来越大。
3.现在国内合成氨基乙酸主要采用的是氯乙酸氨解法，以乌洛托品水溶液为催化剂，氯乙酸和液氨为原料进行反应合成，以特定ph值为反应终点，并用甲醇进行萃取结晶，并离心、清洗、烘干即为成品。然而在生产氨基乙酸的过程中，反应终点把握不够准确，终点判定采用ph试纸进行粗略测定，进而人工调节液氨和氯乙酸的进料阀门，延长生产时间，严重影响生产效率，连续生产效果不佳；同时在合成氨基乙酸的反应过程中会放出大量热量，目前多采用反应釜夹层降温，但反应釜夹层降温效果较慢，进而可能产生副反应和原料利用率降低；同时在萃取结晶过程中结晶往往采取单釜结晶，且在萃取釜内壁上难以清理，也给氨基乙酸的生产带来了较多不便；因此为解决上述问题，提高氨基乙酸的产量和生产效率，改良现在氨基乙酸的生产反应装置很有必要。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种自动连续化生产程度较高、生产效率高、控温效果好、反应速率稳定和清洗更彻底的氨基乙酸连续生产装置。
5.本实用新型的目的是这样实现的：一种氨基乙酸连续生产装置，包括氨化釜、萃取结晶釜和dcs控制系统；
6.所述氨化釜的上端面设置有氯乙酸进料管、液氨或氨气进料管、催化剂进料管、温度计a、搅拌电机a、在线ph计、尾气排出管和观察窗a，所述氯乙酸进料管上设置有缓冲罐，所述搅拌电机a输出轴连接有位于所述氨化釜内的搅拌器a，所述氨化釜的一侧设置有液位计a，所述氨化釜内下部设置有冷却盘管a，所述冷却盘管a的一端伸出所述氨化釜上部后连接有冷却进水管a，所述冷却盘管a的另一端伸出所述氨化釜上部后连接有冷却出水管a，所述液氨或氨气进料管的末端设置有位于所述氨化釜底部和所述搅拌器a下方的分散器，所述氨化釜的底部设置有反应液出料管；
7.所述萃取结晶釜的上端面设置有甲醇进料管、反应液进料管、搅拌电机b、温度计b、清洗进水管和观察窗b，所述反应液进料管通过输送泵与所述反应液出料管连通，所述搅拌电机b输出轴连接有位于所述萃取结晶釜内的搅拌器b，所述萃取结晶釜的一侧设置有液位计b，所述萃取结晶釜内下部设置有冷却盘管b，所述冷却盘管b的一端伸出所述萃取结晶
釜上部后连接有冷却进水管b，所述冷却盘管b的另一端伸出所述萃取结晶釜上部后连接有冷却出水管b，所述萃取结晶釜的底部设置有结晶液出料管和清洗出水管；
8.所述氯乙酸进料管、所述液氨或氨气进料管、所述催化剂进料管上设置有流量计和电动调节阀a，所述冷却进水管a、所述尾气排出管和所述反应液出料管上靠近所述氨化釜一侧设有电动调节阀b，所述甲醇进料管、所述反应液进料管、所述冷却进水管b、所述清洗进水管、所述清洗出水管和所述结晶液出料管上靠近所述萃取结晶釜一侧设有电动调节阀c；
9.所述搅拌电机a、所述温度计a、所述在线ph计、三个所述流量计、三个所述电动调节阀a、三个所述电动调节阀b、所述输送泵、所述搅拌电机b、所述温度计b、六个所述电动调节阀c分别与所述dcs控制系统电性连接。
10.进一步的，所述冷却盘管a和所述冷却盘管b的管径为50～70mm。
11.进一步的，所述氨化釜内的氨化反应温度控制在不超过80℃。
12.进一步的，所述观察窗a配备有防爆灯a，所述观察窗b配备有防爆灯b。
13.进一步的，所述搅拌器a为多层浆式搅拌器，所述搅拌器b为框式搅拌器。
14.进一步的，所述清洗进水管的内端连通有位于所述萃取结晶釜上端面内侧且方向朝下的旋转喷淋头。
15.进一步的，所述尾气排出管的外端连通有两级水吸收塔。
16.进一步的，所述分散器由多个环绕且内端连通于所述液氨或氨气进料管末端、外端倾斜朝外且开放设置的分散管组成。
17.进一步的，所述萃取结晶釜设置有两个，两个所述萃取结晶釜并联设置且配置相同。
18.由于采用了以上的技术方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用氨化釜、萃取结晶釜和dcs控制系统，氨化釜和萃取结晶釜通过输送泵管路连通，氨化釜和萃取结晶釜的各个管道分别设有独立的流量计和/或电动调节阀，氨化釜和萃取结晶釜分别设有独立的针对工艺参数的监测仪表，所有的流量计、调节阀、监测仪表和输送泵均与dcs控制系统电连接，dcs控制系统可自主控制调节氨化釜和萃取结晶釜进行自动连续的氨基乙酸生产，减少人工参与，整套装置自动化、连续化生产程度较高；本实用新型采用釜内冷却盘管和温度计，冷却盘管直接接触物料，从内部降温，降温速度快，温度控制稳定，同时温度计精密测定釜内反应温度并准确反馈于dcs控制系统，对冷却水进行平衡调节，控温效果好；本实用新型采用在线ph计准确可靠地控制反应终点，既减少了操作时间，又减少了人为操作引起的失误和副反应的发生，生产效率高，安全性能高，同时本实用新型采用位于液氨或氨气进料管末端的分散器，分散输入后充分与氯乙酸接触并反应，从而稳定控制反应速率；本实用新型采用水喷淋清洗萃取结晶釜内壁和冷却盘管上的结晶，清洗更彻底；总的，本实用新型解决了现有氨基乙酸生产过程中存在的连续性不佳、生产效率低、反应过程中控温效果差、结晶清理不彻底等问题，具有自动连续化生产程度较高、生产效率高、控温效果好、反应速率稳定和清洗更彻底的优点。
附图说明
19.图1是本实用新型的整体组成结构示意图。
20.图2是本实用新型的氨化釜的组成结构示意图。
21.图3是本实用新型的萃取结晶釜的组成结构示意图。
22.图中：1、氨化釜2、分散器3、冷却盘管a4、液位计a5、搅拌器a6、电动调节阀b7、缓冲罐8、流量计9、电动调节阀a10、温度计a11、搅拌电机a12、在线ph计13、观察窗a14、防爆灯a15、输送泵16、两级水吸收塔17、萃取结晶釜18、电动调节阀c19、冷却盘管b20、液位计b21、搅拌器b22、搅拌电机b23、温度计b24、观察窗b25、防爆灯b26、旋转喷淋头a、氯乙酸进料管；b、液氨或氨气进料管c、催化剂进料管d、冷却进水管ae、尾气排出管f、冷却出水管g、反应液出料管h、反应液进料管i、甲醇进料管j、冷却进水管bk、清洗进水管m、冷却出水管bn、清洗出水管p、结晶液出料管。
具体实施方式
23.下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步具体的说明。
24.如图1、图2和图3所示，本实用新型提供了一种氨基乙酸连续生产装置，包括氨化釜1、萃取结晶釜17和dcs控制系统。其中，氨化釜1用于实施氨化反应；萃取结晶釜17用于实施萃取结晶反应；dcs控制系统设置在中控室，用于实施远程操作，减少现场生产人员，保证安全生产。
25.氨化釜1的上端面设置有氯乙酸进料管a、液氨或氨气进料管b、催化剂进料管c、温度计a10、搅拌电机a11、在线ph计12、尾气排出管e和观察窗a13，氯乙酸进料管a上设置有缓冲罐7，搅拌电机a11输出轴连接有位于氨化釜1内的搅拌器a5，氨化釜1的一侧设置有液位计a4，氨化釜1内下部设置有冷却盘管a3，冷却盘管a3的一端伸出氨化釜1上部后连接有冷却进水管ad，冷却盘管a3的另一端伸出氨化釜1上部后连接有冷却出水管af，液氨或氨气进料管b的末端设置有位于氨化釜1底部和搅拌器a5下方的分散器2，氨化釜1的底部设置有反应液出料管g。其中，液位计a4和观察窗a13用于了解氨化釜1内液位和反应情况；其中，分散器2用于分散液氨或氨气，使其分散进入反应物料，充分与氯乙酸接触并反应，稳定控制反应速率。
26.具体实施时，温度计a10和在线ph计均为高精度测定装置，仪表灵敏度较高，可精密测定氨化釜1内反应温度和ph值变化，测定结果准确反馈于dcs控制系统，对冷却水流量和物料流量进行平衡调节，保证反应效果良好。
27.萃取结晶釜17的上端面设置有甲醇进料管i、反应液进料管h、搅拌电机b22、温度计b23、清洗进水管k和观察窗b24，反应液进料管h通过输送泵15与反应液出料管g连通，搅拌电机b22输出轴连接有位于萃取结晶釜17内的搅拌器b21，萃取结晶釜17的一侧设置有液位计b20，萃取结晶釜1内下部设置有冷却盘管b19，冷却盘管b19的一端伸出萃取结晶釜17上部后连接有冷却进水管bj，冷却盘管b19的另一端伸出萃取结晶釜17上部后连接有冷却出水管bm，萃取结晶釜17的底部设置有结晶液出料管p和清洗出水管n。其中，液位计b20和观察窗b24用于了解萃取结晶釜17内液位和结晶反应情况。
28.具体实施时，冷却盘管a3和冷却盘管b19采用冷却盐水，冷却效果好。
29.氯乙酸进料管a、液氨或氨气进料管b、催化剂进料管c上设置有流量计8和电动调节阀a9，冷却进水管ad、尾气排出管e和反应液出料管g上靠近氨化釜1一侧设有电动调节阀b6，甲醇进料管i、反应液进料管h、冷却进水管bj、清洗进水管k、清洗出水管n和结晶液出料
管p上靠近萃取结晶釜17一侧设有电动调节阀c18；搅拌电机a11、温度计a10、在线ph计11、三个流量计8、三个电动调节阀a9、三个电动调节阀b6、输送泵15、搅拌电机b22、温度计b23、六个电动调节阀c18分别与dcs控制系统电性连接。
30.进一步的，冷却盘管a3和冷却盘管b19的管径为50～70mm。
31.进一步的，氨化釜1内的氨化反应温度控制在不超过80℃。
32.进一步的，观察窗a13配备有防爆灯a14，观察窗b24配备有防爆灯b25，可更清晰地观察釜内情况。
33.进一步的，搅拌器a5为多层浆式搅拌器，搅拌器b21为框式搅拌器，协助釜内物料混合均匀，加快氨化，加快结晶。
34.进一步的，清洗进水管k的内端连通有位于萃取结晶釜17上端面内侧且方向朝下的旋转喷淋头26，用于清洗釜内和冷却盘管上的结晶，清洗更彻底。
35.进一步的，尾气排出管e的外端连通有两级水吸收塔16，用于充分吸收氨化反应产生的尾气和未反应的物料，防止其污染环境。
36.进一步的，分散器2由多个环绕且内端连通于液氨或氨气进料管b末端、外端倾斜朝外且开放设置的分散管组成，分散效果好。
37.进一步的，萃取结晶釜17设置有两个，两个萃取结晶釜17并联设置且配置相同，方便必要时交替使用。
38.工作原理：原料氯乙酸、液氨或氨气、乌洛托品按照设定比例，定量连续进入氨化釜1进行氨化反应，反应产物和甲醇通过溢流方式连续进入萃取结晶釜17进行连续萃取，得到氨基乙酸结晶品，整个氨化反应、萃取结晶过程实现连续化。
39.以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。