草甘膦原药生产过程中的废料处理工艺
技术领域
本发明涉及生产废料处理工艺领域，具体涉及一种草甘膦原药生产过程中的废料处理工艺。
背景技术
草甘膦生产有两种主流生产路线，一是IDA路线，二是甘氨酸路线。两种路线又分别细分为多种方法，每种方法由于原料、方法和副产物处理方式的不同，各有优劣。目前，甘氨酸路线生产草甘膦原药发展迅速。国内企业多年摸索，优化生产工艺、采用先进的大型设备和DCS自控系统，产品收率、原材料消耗控制水平等 不断提升，氯甲烷副产品的综合利用也凸显优势。但甘氨酸路线的缺点也非常明显，工艺路线长，过程复杂，工艺过程回收有机溶剂要耗费大量能源，“三废”多且处理难度大。
甘氨酸法生产草甘膦原药的工艺中，粉废料的产生主要分两类：第一，由于有机反应机理复杂，导致工艺过程难以控制，产生的含量低且难以烘干的稀糊料。第二，在生产过程中，产生部分晶体块料及颗粒料，这部分物料的杂质多，产品结块。
目前，处理草甘膦粉废料的工艺为主要是碱溶工艺，即将草甘膦粉废料用过量的质量浓度10-15%的碱液溶解，得到草甘膦钠盐碱性溶液，然后将该草甘膦钠盐碱性溶液用于调节草甘膦料浆的pH值，使草甘膦料浆中的草甘膦析出。碱溶工艺可以实现草甘膦粉废料的废物再利用，有效解决了草甘膦废料所带来的巨大环境污染问题。但是碱溶工艺还是存在一些问题：1.草甘膦与氢氧化钠反应会放出大量的热，如不及时将热量带走会瞬间脱水形成草甘膦钠盐晶体;2.该工艺使用的碱液的质量浓度为10-15%，常用工业液碱的质量浓度为≥30%，将工业液碱稀释到10-15%的质量浓度会增加后面工序中处理结晶液的量，增加生产成本。所以，如何经济有效的处理这些草甘膦粉废料成为草甘膦原药生产企业优化甘氨酸路线的一个研究方向。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种草甘膦原药生产过程中的废料处理工艺,该工艺在不增加任何辅助料的情况下，将草甘膦废料中的草甘膦块料和颗粒料转变为优等品，实现了废物回收利用，达到了经济有效地处理草甘膦废料的目的，彻底解决了草甘膦废料所带来的巨大环境污染问题。
一种草甘膦原药生产过程中的废料处理工艺，包括以下步骤：将草甘膦废料加溶剂进行溶解，溶解后的物料进行结晶，结晶时加入晶种，结晶完毕后进行固液分离，固液分离完毕后，加软水对分离出来的晶体进行洗料，其中溶剂为草甘膦的二次洗料水，结晶晶种为草甘膦的一洗料水。
所述草甘膦的一洗料水是草甘膦湿粉第一次加软水洗料后分离得到液体，所述草甘膦的二洗料水是草甘膦原药湿粉第二次加软水洗料后分离得到液体，草甘膦原药湿粉是草甘膦料浆经洗料机固液分离之后得到的固体。
优选的，所述步骤中草甘膦废料为草甘膦晶体块料和/或草甘膦颗粒料，草甘膦废料与溶剂的投加比例为重量比1:10~1:15。当重量比高于1:15时，降温后析出原药重量明显下降，当重量比低于1:10时，会出现过饱和现象，影响析出原药质量。
优选的，所述步骤中草甘膦废料溶解时的加热温度为95~105℃;溶解后物料的温度降到60~85℃时加入晶种;结晶后物料的温度降到30~35℃时进行固液分离。
优选的，所述步骤中草甘膦废料溶解过程中产生的尾气进行冷凝处理，收集冷凝过程中得到的冷凝液作为溶剂使用，冷凝后的气体送入尾气吸收塔进行处理。
优选的，所述步骤中结晶完毕后分离的液体作为结晶晶种使用，洗料后分离的液体作为溶剂使用。
一种用于草甘膦原药生产过程中废料处理工艺的装置，包括溶解釜、结晶釜、溶剂储罐、晶种储罐、冷凝装置、冷凝液收集罐、尾气吸收装置和洗料机，
所述溶解釜的一个进料口与溶剂储罐的出料口连接，溶解釜的一个出料口与结晶釜的一个进料口连接，所述结晶釜的另一个进料口与晶种储罐的出料口连接，结晶釜的出料口与洗料机的进料口连接，所述溶剂储罐的一个进料口与洗料机的出料口连接，溶剂储罐的另一个进料口与冷凝液收集罐的出料口连接，所述晶种储罐的进料口与洗料机的出料口连接，所述冷凝装置的进料口与溶解釜的另一个出料口连接，冷凝装置的一个出料口与冷凝液收集罐的进料口连接，所述尾气吸收装置的进料口与冷凝装置的另一个出料口连接。
优选的，所述溶解釜设有搅拌装置和加热装置，与结晶釜连接的溶解釜的出料口处连接有Y型过滤器;所述结晶釜设有搅拌装置和降温装置;所述溶剂储罐与溶解釜之间的连接管线上设有流量计和气动切断阀;所述冷凝装置为两级冷凝装置;所述尾气吸收装置为尾气吸收塔。
优选的，所述装置还包括行车，用于将废料投入溶解釜中。
优选的，所述溶解釜的出料口与结晶釜的进料口通过带泵管道连接;所述溶剂储罐的进料口与冷凝液收集罐的出料口通过带泵管道连接;所述溶剂储罐的进料口与洗料机的出料口通过带泵管道连接;所述晶种储罐的进料口与洗料机的出料口通过带泵管道连接。
本发明根据草甘膦废料在不同温度下的溶解度，选取合适的溶剂，将草甘膦废料溶解后重结晶，改变其外观晶形，提高草甘膦废料的质量，实现对草甘膦废料的处理。经检测，草甘膦原药湿粉的一次洗料水中草甘膦的含量约为2%，草甘膦原药湿粉的二次洗料水中草甘膦的含量约1.2%。所以考虑将草甘膦原药湿粉的二次洗料水作为溶剂来溶解草甘膦废料，将草甘膦原药湿粉的一次洗料水作为溶解后重结晶的晶种。
本发明将草甘膦原药湿粉的二次洗料水作为溶剂，将草甘膦原药湿粉的一次洗料水作为溶解后重结晶的晶种，在不增加任何辅助料的情况下，将草甘膦废料中的块料和颗粒料转变为优等品，实现了废物回收利用，达到了经济有效地处理草甘膦废料的目的，彻底解决了草甘膦废料所带来的巨大环境污染问题。
附图说明
图1为用于草甘膦原药生产过程中的废料处理工艺的装置示意图;
图中：溶解釜1、结晶釜2 、投料口气动刀闸阀3、行车4、Y型过滤器5、溶剂储罐6、晶种储罐7、冷凝液收集罐8、流量计9、一级冷凝装置10、二级冷凝装置11、气动切断阀门12、第一截止阀13、第二截止阀14、洗料机15、尾气吸收塔16。
具体实施方式
一种草甘膦原药生产过程中的废料处理工艺，包括以下步骤：将草甘膦废料加溶剂进行溶解，溶解后的物料进行结晶，结晶时加入晶种，结晶完毕后进行固液分离，固液分离完毕后，加软水对分离出来的晶体进行洗料，其中溶剂为草甘膦的二次洗料水，结晶晶种为草甘膦的一洗料水。
所述草甘膦的一洗料水是草甘膦原药湿粉第一次加软水洗料后分离得到液体，所述草甘膦的二洗料水是草甘膦原药湿粉第二次加软水洗料后分离得到液体，草甘膦原药湿粉是草甘膦料浆经洗料机固液分离之后得到的固体。
优选的，所述步骤中草甘膦废料为草甘膦晶体块料和/或草甘膦颗粒料，草甘膦废料与溶剂的投加比例为重量比1:10~1:15。
优选的，所述步骤中草甘膦废料溶解时的加热温度为95~105℃;溶解后物料的温度降到60~85℃时加入晶种;结晶后物料的温度降到30~35℃时进行固液分离。
优选的，所述步骤中草甘膦废料溶解过程中产生的尾气进行冷凝处理，收集冷凝过程中得到的冷凝液作为溶剂使用，冷凝后的气体送入尾气吸收塔进行处理。
优选的，所述步骤中结晶完毕后分离的液体作为结晶晶种使用，洗料后分离的液体作为溶剂使用。
一种用于草甘膦原药生产过程中废料处理工艺的装置，包括溶解釜、结晶釜、溶剂储罐、晶种储罐、冷凝装置、冷凝液收集罐、尾气吸收装置和洗料机，
所述溶解釜的一个进料口与溶剂储罐的出料口连接，溶解釜的一个出料口与结晶釜的一个进料口连接，所述结晶釜的另一个进料口与晶种储罐的出料口连接，结晶釜的出料口与洗料机的进料口连接，所述溶剂储罐的一个进料口与洗料机的出料口连接，溶剂储罐的另一个进料口与冷凝液收集罐的出料口连接，所述晶种储罐的进料口与洗料机的出料口连接，所述冷凝装置的进料口与溶解釜的另一个出料口连接，冷凝装置的一个出料口与冷凝液收集罐的进料口连接，所述尾气吸收装置的进料口与冷凝装置的另一个出料口连接。
优选的，所述溶解釜设有搅拌装置和加热装置，与结晶釜连接的溶解釜的出料口处连接有Y型过滤器;所述结晶釜设有搅拌装置和降温装置;所述溶剂储罐与溶解釜之间的连接管线上设有流量计和气动切断阀;所述冷凝装置为两级冷凝装置;所述尾气吸收装置为尾气吸收塔。
优选的，所述装置还包括行车，用于将废料投入溶解釜中。
优选的，所述溶解釜的出料口与结晶釜的进料口通过带泵管道连接;所述溶剂储罐的进料口与冷凝液收集罐的出料口通过带泵管道连接;所述溶剂储罐的进料口与洗料机的出料口通过带泵管道连接;所述晶种储罐的进料口与洗料机的出料口通过带泵管道连接。
实施例1
称取65g草甘膦废料，加入1000mL溶剂，将混合物加热至95℃后，保持温度不变。大约30分钟后，观察到物料全部溶解。待物料全部溶解后，降温，待温度降至85℃时，加入50mL结晶晶种。当物料温度降至35℃时，对混合物进行固液分离操作。分离彻底后加入定量软水进行洗料。结晶完毕后固液分离的液体作为晶种使用，洗料后分离的液体作为溶剂使用。通过固液分离得到的草甘膦原药湿粉的质量为33g，将草甘膦原药湿粉烘干后检测得到草甘膦原药干粉中草甘膦的含量为95.1%，符合草甘膦原药的国标要求。
实施例2
称取75g草甘膦废料，加入1000mL溶剂，将混合物加热至100℃后，保持温度不变。大约30分钟后，观察到物料全部溶解。待物料全部溶解后，降温，待温度降至70℃时，加入50mL结晶晶种。当物料温度降至30℃时，对混合物进行固液分离操作。分离彻底后加入定量软水进行洗料。结晶完毕后固液分离的液体作为晶种使用，洗料后分离的液体作为溶剂使用。通过固液分离得到的草甘膦原药湿粉的质量为38g，将草甘膦原药湿粉烘干后检测得到草甘膦原药干粉中草甘膦的含量为95.9%，符合草甘膦原药的国标要求。
实施例3
称取85g草甘膦废料，加入1000mL溶剂，将混合物加热至100℃后，保持温度不变。大约30分钟后，观察到物料全部溶解。待物料全部溶解后，降温，待温度降至75℃时，加入50mL结晶晶种。当物料温度降至35℃时，对混合物进行固液分离操作。分离彻底后加入定量软水进行洗料。结晶完毕后固液分离的液体作为晶种使用，洗料后分离的液体作为溶剂使用。通过固液分离得到的草甘膦原药湿粉的质量为44g，将草甘膦原药湿粉烘干后检测得到草甘膦原药干粉中草甘膦的含量为95.6%，符合草甘膦原药的国标要求。
实施例4
称取90g草甘膦废料，加入1000mL溶剂，将混合物加热至100℃后，保持温度不变。大约30分钟后，观察到物料全部溶解。待物料全部溶解后，降温，待温度降至65℃时，加入50mL结晶晶种。当物料温度降至30℃时，对混合物进行固液分离操作。分离彻底后加入定量软水进行洗料。结晶完毕后固液分离的液体作为晶种使用，洗料后分离的液体作为溶剂使用。通过固液分离得到的草甘膦原药湿粉的质量为47g，将草甘膦原药湿粉烘干后检测得到草甘膦原药干粉中草甘膦的含量为95.8%，符合草甘膦原药的国标要求。
实施例5
称取95g草甘膦废料，加入1000mL溶剂，将混合物加热至105℃后，保持温度不变。大约30分钟后，观察到物料全部溶解。待物料全部溶解后，降温，待温度降至65℃以下，加入50mL结晶晶种。当物料温度降至35℃时，对混合物进行固液分离操作。分离彻底后加入定量软水进行洗料。结晶完毕后固液分离的液体作为晶种使用，洗料后分离的液体作为溶剂使用。通过固液分离得到的草甘膦原药湿粉的质量为50g，将草甘膦原药湿粉烘干后检测得到草甘膦原药干粉中草甘膦的含量为95.9%，符合草甘膦原药的国标要求。
实施例6
称取100g草甘膦废料，加入1000mL溶剂，将混合物加热至105℃后，保持温度不变。大约30分钟后，观察到物料全部溶解。待物料全部溶解后，降温，待温度降至60℃以下，加入50mL结晶晶种。当物料温度降至30℃时，对混合物进行固液分离操作。分离彻底后加入定量软水进行洗料。结晶完毕后固液分离的液体作为晶种使用，洗料后分离的液体作为溶剂使用。通过固液分离得到的草甘膦原药湿粉的质量为53g，将草甘膦原药湿粉烘干后检测得到草甘膦原药干粉中草甘膦的含量为95.8%，符合草甘膦原药的国标要求。
实施例7
称取一定量待溶解的草甘膦废料。按废料与溶剂的质量比为1:10的量投加溶剂，开启气动切断阀门，溶剂经流量计和阀门达到设定流量后，阀门自动关闭。启动搅拌桨，开启投料口气动刀闸阀，用行车将定量的草甘膦废料投入溶解釜内，关闭阀门，开始对溶解釜升温。溶解釜温度升至100℃，观察釜内物料是否全部溶解，升温过程中放空尾气经两级冷凝，冷凝液进入收集罐，通过泵转入溶剂储罐，稳定控制釜温，分次少量加入冷凝液，直至物料全部溶解。
待物料全部溶解后，开启溶解釜出料口处的第一截止阀，关闭结晶釜底部出料口处的第二截止阀。经溶解釜的出料口处的Y型过滤器过滤之后，用泵将物料转至结晶釜内。开启降温水对结晶釜内的物料进行缓慢降温，待温度降至85℃时，通过结晶晶种储罐加入500L结晶晶种。待物料温度降至35℃，开启结晶釜底部出料口处的第二截止阀，物料进入自动洗料机高速离心。洗料机虹吸口甩出固液分离的液体，用泵将固液分离的液体转运至结晶晶种储罐。分离彻底后，向洗料机加入定量软水，虹吸口甩出洗料水，用泵将洗料水转至溶剂储罐。
溶解釜容积为5000L，结晶釜容积为8000L，釜内均设有匡式搅拌桨，溶解釜搅拌桨转速为120r/min，结晶釜搅拌桨转速为80r/min。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
