[发明专利]一种乙二醛硝酸氧化法合成乙醛酸的反应液处理方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种乙二醛硝酸氧化生产乙醛酸的反应液处理方法及其装置，属于化工技术领域。

背景技术

乙醛酸是一种重要的有机化工原料，广泛应用于香料、医药、农药、造纸、涂料、油漆、皮革和食品添加剂等轻工产品的合成领域。乙醛酸生产方法可以分为化学合成法和电化学合成法两大类，工业上最常用的有乙二醛硝酸氧化法和马来酸（酐）臭氧氧化法两种。其中，乙二醛硝酸氧化法是用硝酸作氧化剂选择性氧化乙二醛，该法反应条件温和，工艺简单成熟，设备投资少，是目前国内外大部分厂家采用的主要生产方法。

在用乙二醛硝酸氧化法合成乙醛酸的工业化生产中，氧化反应所得反应液为一种混合水溶液，其中含有目的产物乙醛酸、副产物草酸、未被氧化的乙二醛、过量的硝酸、盐酸及其它杂质，如何采取高效率、低能耗、高收率的后处理方法分离出高质量的乙醛酸产品，这日益成为大部分乙醛酸生产企业面临的技术瓶颈。

黄骅桑田化工有限公司的 “一种乙醛酸精制提纯装置201120005225.8”以及“乙醛酸精制提纯方法及其装置201110003631.5” 两项专利申请提供了一种乙醛酸精制方法及配套装置。该方法采用两级简单蒸馏装置除杂质，主要利用第二级高温蒸馏蒸出乙醛酸。虽然能够有效除去某些杂质，但经过第二级高温蒸馏，乙醛酸在高温下不稳定，易被破坏，致使收率很低，经验证，仅此一步收率不到70%，且能耗较高，大幅度提高了生产成本，不适合于工业化生产。

王金锋的发明专利“乙醛酸的提纯精制工艺方法200510105816.1”虽然提供了一种通过阴阳离子交换树脂及浓缩结晶来实现杂质分离的乙醛酸精制方法，但该法处理效果不理想，阴阳离子交换树脂处理能力极其有限，且装置结构复杂，产品收率低，设备投资大，生产成本较高，树脂再生步骤繁琐、不方便操作，尤其是精制后产品氯离子含量较高，增加了产品颜色深度，使其应用受到很大限制。

清华大学的发明专利“采用反应萃取精制乙醛酸的方法01131114.2”采用混合萃取剂多级萃取，然后将富集产品的有机溶剂浓缩结晶的方法提纯乙醛酸。该方法因使用有机溶剂萃取，萃取操作过程复杂，产品收率低，原料回收率低，生产成本高，很难推广应用。

经检索，到目前为止，尚无适合于工业化生产的比较理想的乙醛酸提纯精制方法被公开。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种非常适合于工业化大量生产的氧化反应液处理方法，该方法具有能耗低，收率高，成本低，所得产品颜色浅、杂质含量低、使用范围广等特点。

本发明另一要解决的问题是提供实现上述氧化反应液处理方法各项工艺条件的生产装置，该装置具有生产效率高、设备投资省、结构简单、操作方便等特点。

为了解决上述两个问题，本发明所采取的技术方案为：

一种乙二醛硝酸氧化生产乙醛酸的反应液处理方法包括以下步骤：

（1）一级浓缩：将乙醛酸含量为10-25%的反应液投入一级浓缩蒸发器进行减压浓缩，蒸发器内压力控制在5-95KPa，蒸发器内料液温度控制在35-65℃，直至乙醛酸浓度达到35-45%。收集馏出酸性水溶液循环套用，浓缩液趁热转至结晶釜。

（2）结晶分离：将结晶釜中浓缩液于1-2.5小时内用冷却水降至室温，然后继续用冰盐水于1-2小时内降温至-2～3℃，保温结晶0.5-1.5小时，离心分离，除去草酸结晶，滤液转入二级浓缩系统。

（3）二级浓缩：将上述步骤（2）中所得滤液转入二级浓缩釜进行减压浓缩，浓缩釜内压力控制在5-95KPa，釜内料液温度控制在70-95℃，直至料液氯离子含量≤5ppm时，结束浓缩。

（4）浓缩液稀释：于室温下，将上述步骤（3）中所得浓缩液在勾兑罐中用纯化水稀释成一定浓度的乙醛酸水溶液成品。其中，步骤（4）中乙醛酸水溶液成品的浓度为40%或50%

在所述的乙醛酸反应液处理方法的步骤（1）中所述一级浓缩蒸发器为外加热式循环蒸发器（如图3所示），一级浓缩蒸发器包含列管式外加热器、分离器、冷凝器、冷凝液接收罐、真空机组等设备。

在所述的乙醛酸反应液处理方法的步骤（1）中收集到的馏出酸性水溶液循环套用至氧化主反应体系。