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一种2-氯-5-氯甲基噻唑萃取盐酸回用系统

申请号 CN202322028279.1 申请日 2023-07-31 公开(公告)号 CN220736239U 公开(公告)日 2024-04-09
申请人 山西玉龙化工有限公司; 发明人 宋国强; 王金; 幸禹庭; 白云;
摘要 本实用新型涉及一种2‑氯‑5‑氯甲基噻唑萃取 盐酸 回用系统,属于化学原料生产技术领域,具体包括噻唑萃取釜的顶部稀酸出口通过废酸进料预热器与 正压 塔的进料口相连接,正压塔的塔顶酸气出口与噻唑萃取釜的进料口相连接,正压塔的底部废酸出口与正压塔残液收集罐相连接,正压塔残液收集罐的出料口通过 负压 塔预热器与负压塔的进料口相连接,负压塔的顶部出气口通过负压回流 冷凝器 与负压 真空 机组相连接,负压塔的出料口与废酸进料预热器的进料口相连接,负压回流冷凝器的底部出料口连接有负压塔回流罐,负压塔回流罐的出料口与负压塔相连接,本实用新型利用压差法将噻唑酸萃取过程中产生的废酸进行处理,实现盐酸的回收套用。
权利要求

1.一种2‑氯‑5‑氯甲基噻唑萃取盐酸回用系统,包括噻唑萃取釜、废酸进料预热器、正压塔和负压塔,其特征在于:所述噻唑萃取釜的顶部稀酸出口通过废酸进料预热器与正压塔的进料口相连接,所述正压塔的塔顶酸气出口通过正压回流冷凝器、气体除雾器与噻唑萃取釜的进料口相连接,所述正压塔的底部废酸出口与正压塔残液收集罐相连接,所述正压回流冷凝器、气体除雾器的底部出口与正压塔相连接,所述正压塔残液收集罐的出料口通过负压塔预热器与负压塔的进料口相连接,所述负压塔的顶部出气口通过负压回流冷凝器与负压真空机组相连接,所述负压塔的出料口与废酸进料预热器的进料口相连接,所述负压回流冷凝器的底部出料口连接有负压塔回流罐,所述负压塔回流罐的出料口与负压塔相连接。
2.根据权利要求1所述的一种2‑氯‑5‑氯甲基噻唑萃取盐酸回用系统,其特征在于:所述正压塔和负压塔的底部还分别连接有正压塔再沸器和负压塔再沸器,且正压塔再沸器和负压塔再沸器均为管式换热器
3.根据权利要求1所述的一种2‑氯‑5‑氯甲基噻唑萃取盐酸回用系统,其特征在于:所述噻唑萃取釜为搪玻璃釜。

说明书全文

一种2‑氯‑5‑氯甲基噻唑萃取盐酸回用系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种2‑氯‑5‑氯甲基噻唑萃取盐酸回用系统,属于化学原料生产技术领域。

背景技术

[0002] 2‑氯‑5‑氯甲基噻作为化学原料被广泛用于农药噻虫嗪、噻虫胺、医药利托那韦的合成中。2‑氯‑5‑氯甲基噻是以X作为溶剂(X为甲苯、二氯乙烷、乙腈其中的一种),2‑氯丙烯基异硫氰酸酯和氯化剂(氯气或硫酰氯)进行氯化反应合成的。反应完毕后有多种分离提纯方法,目前业内主流分离提纯工艺路线包括但不限于经过盐酸萃取、有机溶剂萃取、有机溶剂脱溶得到粗品,再经过蒸馏得到合格的2‑氯‑5‑氯甲基噻唑。
[0003] 近年来由于国内外对噻虫嗪及噻虫胺的产品质量要求越发严格,尤其含量需达到HPLC定性 99.5%以上。故而,中间体2‑氯‑5‑氯甲基噻唑的产品质量对于生产高品质噻虫嗪及噻虫胺至关重要。为保证噻唑分离提纯过程的有效性。
[0004] 目前针对噻唑合成液的提纯工艺主要包括:1、在提纯过程中选择直接蒸馏的方式进行提纯,但该方法产生的釜残液较多,对应收率偏低。且噻唑为热敏性物质,直接蒸馏会变相增加其热处理时间造成热分解或热聚合,产生的副产组分高温下为焦油状液体,室温下凝结为黑色沥青状固体,需按照高危固废进行处理。2、利用噻唑环本身的弱性,加入浓盐酸成盐,与杂质分离后,再经萃取,得到纯度高的噻唑,但萃取过程中会产生大量高COD的废酸,用碱中和,碱量消耗很大,且需要蒸发,产生大量杂盐,处理成本高。如将废酸中氯化氢解析,继续回用于噻唑提纯,就大大减少了废酸的产生,采用氯化法解析,由于废水中含有少量硫酸,会生成硫酸钙,堵塞换热器管道,不能正常运行。如使用硫酸脱水法解析氯化氢,每解析一吨废酸,又会产生约2.4t的含量约70%废硫酸,没有实现绿色循环化工的目的。实用新型内容
[0005] 为解决现有技术存在的技术问题,本实用新型提供了一种利用压差法将噻唑酸萃取过程中产生的废酸进行处理,实现盐酸的回收套用的2‑氯‑5‑氯甲基噻唑萃取盐酸回用系统。
[0006] 为实现上述目的,本实用新型所采用的技术方案为一种2‑氯‑5‑氯甲基噻唑萃取盐酸回用系统,包括噻唑萃取釜、废酸进料预热器、正压塔和负压塔,所述噻唑萃取釜的顶部稀酸出口通过废酸进料预热器与正压塔的进料口相连接,所述正压塔的塔顶酸气出口通过正压回流冷凝器、气体除雾器与噻唑萃取釜的进料口相连接,所述正压塔的底部废酸出口与正压塔残液收集罐相连接,所述正压回流冷凝器、气体除雾器的底部出口与正压塔相连接,所述正压塔残液收集罐的出料口通过负压塔预热器与负压塔的进料口相连接,所述负压塔的顶部出气口通过负压回流冷凝器与负压真空机组相连接,所述负压塔的出料口与废酸进料预热器的进料口相连接,所述负压回流冷凝器的底部出料口连接有负压塔回流罐,所述负压塔回流罐的出料口与负压塔相连接。
[0007] 优选的,所述正压塔和负压塔的底部还分别连接有正压塔再沸器和负压塔再沸器,且正压塔再沸器和负压塔再沸器均为管式换热器
[0008] 优选的,所述噻唑萃取釜为搪玻璃釜。
[0009] 与现有技术相比,本实用新型具有以下技术效果:本实用新型利用压差法将噻唑酸萃取过程中产生的废酸进行处理,通过将两级正负压提纯塔得到纯度较高的氯化氢气体,该氯化氢气体可直接用于通入酸萃体系(用一次水吸收氯化氢)形成与噻唑形成盐酸盐,缩减废酸产生量的同时,实现盐酸的回收套用,达到降低盐酸过程消耗的目的,同时有助于减少环境污染,降低废水处理成本,提高反应安全性。附图说明
[0010] 图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

[0011] 为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
[0012] 如图1所示,一种2‑氯‑5‑氯甲基噻唑萃取盐酸回用系统,包括噻唑萃取釜7、废酸进料预热器2、正压塔3和负压塔9,噻唑萃取釜7的顶部稀酸出口通过废酸进料预热器2与正压塔3的进料口相连接,正压塔3的塔顶酸气出口通过正压回流冷凝器4、气体除雾器5与噻唑萃取釜7的进料口相连接,正压塔3的底部废酸出口与正压塔残液收集罐8相连接,正压回流冷凝器4、气体除雾器5的底部出口与正压塔3相连接,正压塔残液收集罐8的出料口通过负压塔预热器6与负压塔9的进料口相连接,负压塔9的顶部出气口通过负压回流冷凝器10与负压真空机组13相连接,负压塔9的出料口与废酸进料预热器2的进料口相连接,负压回流冷凝器10的底部出料口连接有负压塔回流罐11,负压塔回流罐11的出料口与负压塔9相连接。
[0013] 本实用新型中正压塔3和负压塔9的底部还分别连接有正压塔再沸器1和负压塔再沸器12,且正压塔再沸器1和负压塔再沸器12均为管式换热器。正压塔再沸器使用蒸汽加热,其蒸汽进出口带有调节用以调节蒸汽量,为废酸水的汽化过程提供热量,为保障氯化氢脱气后的循环效果,采用外部强制式循环的方式实现再沸器与塔体之间的物料流输送。负压塔再沸器使用蒸汽加热,其蒸汽进出口带有调节阀用以调节蒸汽量,为废酸水的汽化过程提供热量,为保障氯化氢脱气后的循环效果,再沸器排残端口可通过输送将其浓缩后的稀酸作为原料提供给正压塔作为原料。废酸进料预热器为哈氏列管式换热器,使用蒸汽加热,其蒸汽进出口带有调节阀用以调节蒸汽量,用以在废酸进塔前提供预热,实际生产过程中也可以直接使用正压塔残液作为壳体换热介质进行换热处理。正压塔为衬搪瓷填料塔塔,使用不锈钢金属丝网做填料,正常工作压为0.2‑0.4Mpa,塔节中间设有分布器用以强化传质效果,塔体采用塔顶进料的方式,经塔分离后能够将进料含量18‑30%低浓度酸在塔顶实现高浓度酸汽的富集,塔底则产出经脱气后含量为15‑20%的低浓度酸送往残液收集罐待用。正压回流冷凝器壳体为不锈钢材质,内构件为石墨列管式换热器,有效换热面积50㎡,采用两级换热的方式,一级使用冷却水,二级使用冷冻盐水进行换热,用以将塔顶馏出酸汽中的水分进行冷凝并作为回流强化传质效果。气体除雾器为不锈钢材质的波形叶片除雾器,主要是进一步强化酸汽中的水分离效果,以求在除雾器处理后得到纯度更高且干燥的氯化氢气体,送往连续萃取釜。负压塔预热器为哈氏钢列管式换热器,使用蒸汽加热,其蒸汽进出口带有调节阀用以调节蒸汽量。噻唑萃取釜为搪玻璃釜,使用循环水作为冷媒,带有浸没式的通气管和位于釜顶上的出气管,使用时先向其中投放噻唑合成液及少量盐酸,随后将正压塔分离出的高纯度氯化氢通入釜中噻唑成盐后即可实现转相。正压塔残液收集罐为衬四氟罐,安装玻璃管式液位计,用以承接正压塔残液的周转,同时接受残液后还可以通过分相将因酸度变化析出的噻唑组分在此处实现分离,避免其在系统中富集。负压塔同为搪瓷填料塔,使用耐腐蚀不锈钢金属丝网填料,单塔节间设有分布器,工作压力在‑0.005—‑0.009Mpa之间,用以进行低含量废酸的浓缩,利用沸程差将水及少量甲苯自负压塔塔顶蒸出,在塔底实现盐酸的浓缩。负压回流冷凝器的壳体为不锈钢材质,内构件为石墨列管式换热器,采用两级换热的方式,一级使用冷却水,二级使用冷冻盐水进行换热,用以将塔顶馏出水分及甲苯相进行冷凝。负压塔回流罐为不锈钢衬氟材质,罐体带有条形视盅,能够观测管内液位和罐内分相情况,用以控制回流流量及分出甲苯。负压塔再沸器为哈氏钢列管式换热器,负压真空机组为水环式真空泵,用以为系统提供真空。
[0014] 下面以本专利中所述工艺设备为基础进行实际工况模拟,其流程如下。
[0015] 将噻唑萃取工序完成酸萃后稀酸罐内的稀酸作为原料经预热器通过塔顶进料的方式通入正压塔中,待观测塔釜液位上升至90%以上时,开启及再沸器蒸汽进气阀逐步调节阀开度,待釜温缓慢升高至120‑150℃塔内压升高至0.2‑0.4Mpa后进行全回流操作;
[0016] 全回流20min待塔中温、顶温、压力等相关参数稳定后开启预热器蒸汽进气阀及稀酸进料阀,通过调节蒸汽开度将稀酸加热至60‑90℃开始持续进料,此时开启一二级冷却器和除雾器冷媒控制阀及萃取釜通气阀准备进行萃取通气,同时保持塔釜温度通过调节再沸器排残阀开度进行同步排残,保持经正压塔的进出料平衡;
[0017] 塔顶酸气经冷凝、除雾、减压等工序通过调节阀控制通入两级串联的噻唑萃取釜与溶剂相中的噻唑结合形成盐酸盐进入水相,以取甲苯相测定其中噻唑残留量≤0.5%为标准,在一级釜萃取结束后可将原作为辅助吸收的二级釜作为一级釜继续进行连续酸萃;
[0018] 浓缩塔残液中的噻唑及稀酸组分进入正压塔残液收集罐,并在此罐中完成分离,经正压塔脱气的稀酸可以作为负压塔原料经负压塔再沸器预热至60‑90℃为负压塔进料;
[0019] 保持负压塔压力‑0.006‑‑0.009Mpa釜温90‑120℃进行负压精馏,馏分中的水分及残留噻唑经两级冷凝器冷凝进入回流罐。控制回流采出比在3:1进行采出,采出过程中残留噻唑会与水在回流罐中分相,此时通过条形视盅观察,如噻唑存量较高则需将其通过采出管线排出;
[0020] 经负压塔浓缩后的残液可以直接作为正压塔的原料继续进入正压塔中脱气,实现废酸的循环利用。
[0021] 举例:萃取之后的废酸,盐酸含量为18‑27%,噻唑含量为1‑3%,本发明的目的就是通过压差法处理,回收氯化氢气体纯度为99%以上,继续用于噻唑的提纯,同时废酸中提出氯化氢后,酸浓降低,回收噻唑0.8‑2.2%;按照本发明实施后,只外排0.5%氯化氢的酸水(约占总质量的69‑78%),待废酸循环造气后,硫酸会富集,运行50‑60次后或一个月,两个月外排一次浓酸,浓酸产生量减少85%以上,既基本实现盐酸循环利用,以5000ton设计产能计算年回收噻唑产品约50ton,是一种环保、绿色循环的化工生产过程。
[0022] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,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、等同替换和改进等,均应包在本实用新型范围内。
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