專利名稱：一種三氯蔗糖生產(chǎn)廢氣綜合利用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三氯蔗糖的廢物循環(huán)利用方法，特別是涉及一種三氯蔗糖生產(chǎn)廢氣綜合利用的方法。
背景技術(shù)：
三氯蔗糖(CAS號:56038-13-2)是一種新型的甜味劑，其甜度是蔗糖的600倍，已被廣泛用作食品、飲料、保健品等領(lǐng)域的高檔甜味劑。目前，合成三氯蔗糖的方法眾多。其中，在工業(yè)上被廣泛采用的合成方法包括酯化、氯化和水解三步反應(yīng)，以下專利文獻(xiàn)公開的相關(guān)內(nèi)容(W09960006A1，US2008103298A1,W02007017891A2, W02007026377 A2, W02006072965A2, US2008103295A1, W02008087425A1,W02008091539A1, CNl O 1 177437B，ZL200410065846.X，ZL200610051994.5，ZL200710037102.0, CN1011029062B, CN101121736B, CN101260127B, CN102167712A)。三氯鹿糖合成過程中酯化步驟所使用的酯化試劑主要為原乙酸三酯或乙酸酐，氯化步驟所使用的氯化試劑主要為二氯亞砜或光氣。眾所周知，使用二氯亞砜為氯化試劑的反應(yīng)過程為了保證氯化反應(yīng)充分，需讓二氯亞砜大大過量(往往是反應(yīng)物摩爾量的10倍以上)。大量過量的二氯亞砜在反應(yīng)過程中會(huì)分解為氯化氫和二氧化硫。氯化氫和二氧化硫均為強(qiáng)酸性氣體，不能直接排放到大氣中。目前在生產(chǎn)上主要是采用氫氧化鈉、氫氧化鉀等強(qiáng)堿性溶液來吸收氯化氫和二氧化硫尾氣，此過程需消耗大量的堿性物質(zhì)，大幅增加了生產(chǎn)成本。同時(shí)，中和后所得的混合鹽類物質(zhì)的處理也是一個(gè)大問題。因此，如何低成本、高效率的處理三氯蔗糖氯化步驟所產(chǎn)生的氯化氫和二氧化硫廢氣將直接影響相關(guān)生產(chǎn)過程的環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種三氯蔗糖生產(chǎn)廢氣綜合利用的方法，利用尾氣氯化氫來制備三氯蔗糖生產(chǎn)所需原料，實(shí)現(xiàn)變廢為寶，該方法在生產(chǎn)體系內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了廢物的綜合利用，在減少廢物排放的同時(shí)降低了產(chǎn)品成本。一種三氯蔗糖生產(chǎn)廢氣綜合利用的方法，包括以下生產(chǎn)步驟:
首先，三氯蔗糖氯化步驟產(chǎn)生的氯化氫和二氧化硫送入低溫冷凝器(E-1)進(jìn)行低溫冷卻，冷卻溫度在-100 -10°C，實(shí)現(xiàn)氯化氫和二氧化硫的初步分離，二氧化硫進(jìn)入低溫儲(chǔ)罐(E-2)；
其次，含有微量二氧化硫的氯化氫氣體經(jīng)濃硫酸釜(E-3)干燥后，進(jìn)入反應(yīng)釜(E-4)與醇及乙腈反應(yīng)；通過氯化氫和醇、乙腈的成鹽反應(yīng)來吸收氯化氫尾氣，然后所得的鹽與氨氣反應(yīng)可得三氯蔗糖酯化步驟所需的原乙酸三酯。上述的醇是甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇、叔丁醇、正戊醇、2-甲基丁醇、3-甲基丁醇或者正己醇。上述的氯化氫和二氧化硫送入低溫冷凝器(E-1)進(jìn)行低溫冷卻，其冷卻溫度優(yōu)選為在-50 -20°C ο一種三氯蔗糖生產(chǎn)廢氣綜合利用的方法，采用甲醇的反應(yīng)步驟如下:
在濃硫酸釜(E-3)中加入濃硫酸500.0份，在反應(yīng)釜(E-4)中加入甲醇480.6份、乙腈123.2份，維持濃硫酸釜(E-3 )為室溫，反應(yīng)釜(E-4)溫度為-5°C，低溫冷凝器(E-1)出口冷凝液溫度為-30°C ;以1.2份/min的速率從低溫冷凝器(E-1)氣體入口通入氯化氫和二氧化硫廢氣，上述廢氣為三氯蔗糖氯化步驟所得，且氯化氫和二氧化硫廢氣的摩爾比為2:1，連續(xù)通3小時(shí)；通氣結(jié)束后，維持反應(yīng)釜(E-4)溫度在15°C繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)，然后室溫下通入氨氣調(diào)溶液PH值至7.5，調(diào)好pH值后，25°C下繼續(xù)攪拌反應(yīng)4小時(shí)得原乙酸三甲酯的甲醇溶液。一種三氯蔗糖生產(chǎn)廢氣綜合利用的方法，采用乙醇的反應(yīng)步驟如下:
在濃硫酸釜(E-3)中加入濃硫酸500.0份，在反應(yīng)釜(E-4)中加入乙醇691.lg、乙腈123.2份，維持濃硫酸釜(E-3 )為室溫，反應(yīng)釜(E-4)溫度為-5°C，低溫冷凝器(E-1)出口冷凝液溫度為_30°C，以1.2g/min的速率從低溫冷凝器(E_l)氣體入口通入氯化氫和二氧化硫廢氣，上述廢氣為三氯蔗糖氯化步驟所得，且氯化氫和二氧化硫廢氣的摩爾比為2:1，連續(xù)通3小時(shí)；通氣結(jié)束后，維持反應(yīng)釜(E-4)溫度在15°C繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)，然后室溫下通入氨氣調(diào)溶液PH值至7.5，調(diào)好pH值后，25°C下繼續(xù)攪拌反應(yīng)4小時(shí)得原乙酸三乙酯的乙醇溶液。本發(fā)明的有益效果是:該方法通過分離氯化步驟產(chǎn)生的二氧化硫和氯化氫，然后以所得的含微量二氧化硫的氯化氫氣體為原料，使其與醇類物質(zhì)和乙腈反應(yīng)來制備原乙酸三酯，原乙酸三酯是三氯蔗糖生產(chǎn)過程中酯化步驟所需的原料。此方法在生產(chǎn)體系內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了廢物的綜合利用，在減少廢物排放的同時(shí)降低了產(chǎn)品成本。利用尾氣氯化氫來制備三氯蔗糖生產(chǎn)所需原料，實(shí)現(xiàn)變廢為寶。


附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 上圖中:低溫冷凝器(E-1)、低溫儲(chǔ)罐(E-2)、濃硫酸釜(E-3 )、反應(yīng)釜(E-4)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:采用甲醇的反應(yīng)步驟如下:
在IOOOml的E-3反應(yīng)釜中加入濃硫酸500.0g，在IOOOml的E-4反應(yīng)釜中加入甲醇480.6g、乙腈123.2g。維持E-3反應(yīng)釜為室溫，E-4反應(yīng)釜溫度為_5°C，E-1低溫冷凝器出口冷凝液溫度為_30°C。以1.2g/min的速率從E-1低溫冷凝器氣體入口通入氯化氫(HCl)和二氧化硫(SO2)廢氣(三氯蔗糖氯化步驟所得HCl和SO2的摩爾比為2:1)，連續(xù)通3小時(shí)。通氣結(jié)束后，維持E-4反應(yīng)釜溫度在15°C繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)，然后室溫下通入氨氣調(diào)溶液pH值至7.5，調(diào)好pH值后，25°C下繼續(xù)攪拌反應(yīng)4小時(shí)得原乙酸三甲酯的甲醇溶液，原乙酸三甲酯產(chǎn)率91.0% (氣相色譜標(biāo)定結(jié)果)。通過E-4反應(yīng)釜后所接尾氣吸收裝置所吸收尾氣分析，顯示整套系統(tǒng)的HCl吸收率為97.6%。實(shí)施例2-10
類似于實(shí)施例1，在不同條件下進(jìn)行操作所得結(jié)果如下表所示:
權(quán)利要求
1.一種三氯蔗糖生產(chǎn)廢氣綜合利用的方法，其特征是包括以下生產(chǎn)步驟: 首先，三氯蔗糖氯化步驟產(chǎn)生的氯化氫和二氧化硫送入低溫冷凝器(E-ι)進(jìn)行低溫冷卻，冷卻溫度在-100 -10°C，實(shí)現(xiàn)氯化氫和二氧化硫的初步分離，二氧化硫進(jìn)入低溫儲(chǔ)罐(E-2)； 其次，含有微量二氧化硫的氯化氫氣體經(jīng)濃硫酸釜(E-3)干燥后，進(jìn)入反應(yīng)釜(E-4)與醇及乙腈反應(yīng)；通過氯化氫和醇、乙腈的成鹽反應(yīng)來吸收氯化氫尾氣，然后所得的鹽與氨氣反應(yīng)可得三氯蔗糖酯化步驟所需的原乙酸三酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三氯蔗糖生產(chǎn)廢氣綜合利用的方法，其特征是:所述的醇是甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇、叔丁醇、正戊醇、2-甲基丁醇、3-甲基丁醇或者正己醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三氯蔗糖生產(chǎn)廢氣綜合利用的方法，其特征是:所述的氯化氫和二氧化硫送入低溫冷凝器(E-1)進(jìn)行低溫冷卻，其冷卻溫度優(yōu)選為在-50 -20°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三氯蔗糖生產(chǎn)廢氣綜合利用的方法，其特征是:采用甲醇的反應(yīng)步驟如下: 在濃硫酸釜(E-3)中加入濃硫酸500.0份，在反應(yīng)釜(E-4)中加入甲醇480.6份、乙腈123.2份，維持濃硫酸釜(E-3 )為室溫，反應(yīng)釜(E-4)溫度為-5°C，低溫冷凝器(E-1)出口冷凝液溫度為-30°C ;以1.2份/min的速率從低溫冷凝器(E-1)氣體入口通入氯化氫和二氧化硫廢氣，上述廢氣為三氯蔗糖氯化步驟所得，且氯化氫和二氧化硫廢氣的摩爾比為2:1，連續(xù)通3小時(shí)；通氣結(jié)束后，維持反應(yīng)釜(E-4)溫度在15°C繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)，然后室溫下通入氨氣調(diào)溶液PH值至7.5，調(diào)好pH值后，25°C下繼續(xù)攪拌反應(yīng)4小時(shí)得原乙酸三甲酯的甲醇溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三氯蔗糖生產(chǎn)廢氣綜合利用的方法，其特征是:采用乙醇的反應(yīng)步驟如下: 在濃硫酸釜(E-3)中加入濃硫酸500.0份，在反應(yīng)釜(E-4)中加入乙醇691.lg、乙腈123.2份，維持濃硫酸釜(E-3 )為室溫，反應(yīng)釜(E-4)溫度為-5°C，低溫冷凝器(E-1)出口冷凝液溫度為_30°C，以1.2g/ min的速率從低溫冷凝器(E_l)氣體入口通入氯化氫和二氧化硫廢氣，上述廢氣為三氯蔗糖氯化步驟所得，且氯化氫和二氧化硫廢氣的摩爾比為2:1，連續(xù)通3小時(shí)；通氣結(jié)束后，維持反應(yīng)釜(E-4)溫度在15°C繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)，然后室溫下通入氨氣調(diào)溶液PH值至7.5，調(diào)好pH值后，25°C下繼續(xù)攪拌反應(yīng)4小時(shí)得原乙酸三乙酯的乙醇溶液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三氯蔗糖生產(chǎn)廢氣綜合利用的方法。包括以下生產(chǎn)步驟首先，三氯蔗糖氯化步驟產(chǎn)生的氯化氫和二氧化硫送入低溫冷凝器(E-1)進(jìn)行低溫冷卻，冷卻溫度在-100~-10℃，實(shí)現(xiàn)氯化氫和二氧化硫的初步分離，二氧化硫進(jìn)入低溫儲(chǔ)罐(E-2)；其次，含有微量二氧化硫的氯化氫氣體經(jīng)濃硫酸釜(E-3)干燥后，進(jìn)入反應(yīng)釜(E-4)與醇及乙腈反應(yīng)；通過氯化氫和醇、乙腈的成鹽反應(yīng)來吸收氯化氫尾氣，然后所得的鹽與氨氣反應(yīng)可得三氯蔗糖酯化步驟所需的原乙酸三酯。有益效果是此方法在生產(chǎn)體系內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了廢物的綜合利用，在減少廢物排放的同時(shí)降低了產(chǎn)品成本。利用尾氣氯化氫來制備三氯蔗糖生產(chǎn)所需原料，實(shí)現(xiàn)變廢為寶。
文檔編號C07C41/60GK103113197SQ20131004626
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者胡興邦, 李建新, 吳有庭, 李建彬 申請人:山東康寶生化科技有限公司, 南京大學(xué)