一种去除羟乙基磺酸盐中硫酸根的处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种羟乙基磺酸盐的生产装置，特别是涉及去除羟乙基磺酸盐中硫酸根的生产装置。


背景技术：

2.羟乙基磺酸盐是一种化学品，主要用作表面活性剂中间体、日化及医药中间体。此外，也可用作生化试剂和其他高附加值产品的合成中间体，是一种具有广泛应用价值的精细化学品。
3.羟乙基磺酸盐的化学合成工艺路线主要是环氧乙烷法。主要反应是由亚硫酸氢盐及环氧乙烷反应，副反应可产生硫酸根离子，进而生成亚硫酸氢盐。为了去除羟乙基磺酸盐中的硫酸根，常用方法包括钡法、钙法和膜分离方法。钡法是用ba
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与溶液中的so
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发生反应生成baso4沉淀。但是，该方法容易造成ba
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超标，如加入bacl2，引入的cl
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会造成设备腐蚀加速和baso4过滤困难，最终溶液中so
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含量达到500ppm左右，面临使用成本高、副产物及钡盐的包装袋等回收较困难的问题，给生产和现场管理带来较大难度。钙法是用ca
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与so
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反应生成caso4沉淀，由于caso4溶度积较大,尤其在盐水中的溶解度要增大二三倍，故该法去除so
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不如钡法彻底，去除率更低，又增加了溶液中的钙离子，造成后续生产中溶液结垢。膜分离方法的关键在于其中的一层nf膜可以有效地从水溶液单价阴离子中分离出多价阴离子(如so
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)。但是，该方法对物料浓度有一定要求，需要较低的物料浓度，并且需要进行废液处理，由于单位面积的膜处理能力比较低，使得设备投资相对较高。
4.综上所述，现行的去除硫酸根的生产装置存在处理效率低、操作困难、成本高等问题，亟待寻找一种更为有效的处理装置。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供去除羟乙基磺酸盐中硫酸根的处理装置，可以实现高效、低成本地去除硫酸根。
6.为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：
7.一种去除羟乙基磺酸盐中硫酸根的处理装置，包括酸化罐、阴离子交换树脂柱和接收罐，所述酸化罐和碱性阴离子交换树脂柱之间连接有出料泵，碱性阴离子交换树脂柱与接收罐连接；其中，所述酸化罐的上方设有羟乙基磺酸盐进料口和酸进料口；所述碱性阴离子交换树脂柱用于去除硫酸根，进料方式为上进下出或下进上出。优选的，所述碱性阴离子交换树脂柱为弱碱性阴离子交换树脂柱。
8.优选的，所述碱性阴离子交换树脂柱上方或下方设有用于酸化后的物料进入的原料吸附进口阀门、洗涤树脂柱的物料进口阀门和再生树脂柱的物料进口阀门，与其对应的下方或上方设有物料吸附后的原料吸附出口阀门、洗涤树脂柱的水洗料出口阀门和再生树脂柱的物料出口阀门，所述原料吸附出口阀门与所述接收罐连接。
9.优选的，所述原料吸附出口阀门控制排放两个时间段的不同成分的物料，包括控
制前段排放所述碱性阴离子交换树脂柱中的水的第一阀门和后段排放羟乙基磺酸盐溶液的第二阀门，所述第二阀门与所述接收罐连接。
10.优选的，所述再生树脂柱的物料出口阀门控制排放两个时间段的不同成分的物料，包括控制前段排放所述碱性阴离子交换树脂柱中的水的第一再生出口阀门和后段排放再生液的第二再生出口阀门。
11.优选的，所述阴离子交换树脂柱的上方和下方分别设有进出料总阀门，控制物料的进出。
12.优选的，所述接收罐的上方设有进料口和排空口，下方设置有出料阀门。
13.优选的，所述接收罐的出料阀门与出料泵连接。
14.优选的，所述羟乙基磺酸盐由环氧乙烷和亚硫酸氢盐溶液反应生成。
15.优选的，所述酸进料口中加入的酸为羟乙基磺酸、盐酸或硫酸。
16.本实用新型与现有技术相比，可以实现不引入新的污染物，硫酸根去除率大于98％，去除率更高，最终羟乙基磺酸盐中的硫酸根含量小于50ppm。整个处理装置的设备简单、处理时间短、生产能力大，成本得以大幅度减少，特别适合于连续化工业大规模生产。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所使用的附图进行简单的介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1本实用新型实施应用例的结构示意图。
具体实施方式
19.以下结合附图及具体实施例对本实用新型的具体内容作进一步的详细描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
20.一种去除羟乙基磺酸盐中硫酸根的处理装置，将前一工序反应生成的羟乙基磺酸盐，先经过酸化反应的预处理，然后通过碱性阴离子交换树脂柱进行离子吸附，去除硫酸根，得到成品羟乙基磺酸盐。生产过程中，对碱性阴离子交换树脂柱进行清洗和再生。本领域技术人员可以根据生产需要选择相应的清洗和再生技术。碱性阴离子交换树脂一般用适当浓度的氢氧化钠等无机碱进行洗涤，可恢复到原状态而重复使用，这一过程称为再生。其中的羟乙基磺酸盐可以是羟乙基磺酸钠、羟乙基磺酸铵、羟乙基磺酸钾或羟乙基磺酸锂。该羟乙基磺酸盐的来源，可以由环氧乙烷与亚硫酸氢盐溶液反应得到，亚硫酸氢盐为亚硫酸氢钠、亚硫酸氢铵、亚硫酸氢钾或亚硫酸氢锂等。
21.如图1所示，一种去除羟乙基磺酸盐中硫酸根的处理装置，包括酸化罐1、碱性阴离子交换树脂柱2和接收罐3组成，酸化罐1和碱性阴离子交换树脂柱2之间连接有出料泵p1，接收罐3用于收集存贮成品羟乙基磺酸盐。其中，酸化罐1和接收罐3均为常压设备，碱性阴离子交换树脂柱2优选为弱碱性阴离子交换树脂。
22.酸化罐1上方设有原料进料口n1、酸进料口n2和排空口n3，下方设有出料阀门f1，出料阀门f1连接出料泵p1的进料阀门f2，出料泵设有出料阀门f3。
23.本实施例中的碱性阴离子交换树脂柱2的进料方式采用下进上出方式。吸附进料
前，树脂柱中全是水，在进料的过程中，水会被进入的物料顶出来。水排空后，吸附后的物料随之被排放出来。本实用新型为了防止大量水进入到物料中，吸附出口设置有两个出口阀门，控制排放不同时间段的物料，分别是前一阶段出来的水，以及后一阶段出来的物料。吸附阶段完成后，树脂柱中留存的是物料，需要用水将物料洗出来。再生时，因为前一阶段的水洗处理使得树脂柱中留存的是水，因此，前一阶段排出的是水，后一阶段排出的是盐。在本实用新型中，碱性阴离子交换树脂柱在再生阶段加入碱，再生后的树脂柱里是过量的碱和再生所产生的盐。再生后，需要对树脂柱再次进行清洗，以将树脂柱中的碱、盐等全部清洗出来。清洗后，再进行吸附。显然，吸附进料前，树脂柱中留存的都是水。
24.碱性阴离子交换树脂柱2的下方并排设有用于加入酸化后的物料的原料吸附进料阀门f4、水洗料出口阀门f5、再生出口阀门(再生前段过程，控制排放树脂柱中的水，以下简称“前段水”)f6、再生出口阀门(排出前段水后，控制排放再生的盐溶液，以下简称“后段盐”)f7和水洗碱出口阀门f8，该五个阀门由一个下部进出料总阀门f9控制物料进出阴离子交换树脂柱2，阴离子交换树脂柱2的上方设有一个上部进出料总阀门f10，控制并设的原料吸附出口阀门(先控制排放出树脂柱中的水，以下简称“前段水”)f11、原料吸附出口阀门(排出前段水后，控制排放吸附后的物料，以下简称“后段料”)f12、水洗料进口阀门(控制清洗树脂柱的物料进入，比如水)f13、再生进口阀门f14和水洗碱进口阀门(再生后，控制清洗树脂柱的物料进入，比如水，将树脂柱中的碱洗掉)f15，去除硫酸根后的成品羟乙基磺酸盐接收罐3的上方进料口n4与原料吸附出口阀门f12的管道相通，排空口n5常开，下方设有出料阀门f16，与出料泵p2的进料阀门f17连接，出料泵p2设有出料阀门f18。羟乙基磺酸钠溶液在酸化罐1内作预处理，经过酸化反应后，以一定速度加入到碱性阴离子交换树脂柱2中，进行吸附交换，去除硫酸根，接收罐3接收吸附收集液，即成品羟乙基磺酸盐。进一步，通过出料口的出料阀门f16放出成品，再由出料泵出料阀门f18控制输送至下一工序。除了上面所述的管路阀门，该装置中还设有一些生产设备必须的阀门和连接部件，均为本领域常见的技术手段，在此不予赘述。
25.本实用新型的处理装置可以按照如下方式进行操作和使用：
26.1、酸化：将物料(羟乙基磺酸盐)通过酸化罐原料进料口n1加入到酸化罐1中，再将酸通过酸化罐酸进料口n2加入到酸化罐1中。
27.2、树脂吸附：打开酸化罐出料阀门f1、酸化罐出料泵进料阀门f2、酸化罐出料泵出料阀门f3、树脂柱原料吸附进料阀门f4、树脂柱下部进出料总阀门f9、树脂柱上部进出料总阀门f10和树脂柱原料吸附出口阀门(前段水)f11，启动酸化罐出料泵p1,当前段水走完后，关闭树脂柱原料吸附出口阀门(前段水)f11，打开树脂柱原料吸附出口阀门(后段料)f12，出料至接收罐3中，检测出口硫酸根含量，当出口硫酸根不合格时，停止酸化罐出料泵p1,关闭树脂柱原料吸附进料阀门f4和树脂柱原料吸附出口阀门(后段料)f12。
28.3、清洗树脂：打开树脂柱水洗料进口阀门f13和树脂柱水洗料出口阀门f5，清洗至规定时间后，关闭树脂柱水洗料进口阀门f13和树脂柱水洗料出口阀门f5。
29.4、树脂再生：打开树脂柱再生进口阀门f14和树脂柱再生出口阀门(前段水)f6，当前段水走完后，关闭树脂柱再生出口阀门(前段水)f6，打开树脂柱原料吸附出口阀门(后段盐)f7，再生完后，关闭树脂柱再生进口阀门f14和树脂柱原料吸附出口阀门(后段盐)f7。
30.5、清洗树脂中的碱：打开树脂柱水洗碱进口阀门f15和树脂柱水洗碱出口阀门f8，
清洗至规定时间后，关闭树脂柱水洗碱进口阀门f15和树脂柱水洗碱出口阀门f8。
31.酸化罐1和成品的接收罐3为常压设备，其排空口n3、n5为常开状态。
32.将上述处理装置应用于去除羟乙基磺酸钠中硫酸根的生产工艺。首先将环氧乙烷与亚硫酸氢钠溶液反应生成的羟乙基磺酸钠溶液和羟乙基磺酸加入到酸化罐1内，其中，羟乙基磺酸钠溶液中的硫酸根含量0.48％(g/g),再以5bv/h速度将其加入到准备好的弱碱性阴离子交换树脂柱2中，检测样品中硫酸根含量：用重量法检测硫酸根含量45ppm,硫酸根去除率为99.06％。由于采用了弱碱性阴离子交换树脂柱，其交换容量更大，碱性较弱，选择性系数更高，从而使得硫酸根去除率非常高。
33.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。