本發(fā)明涉及化工分離技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三氯蔗糖水結(jié)晶母液的提純處理方法。

背景技術(shù)：

三氯蔗糖又稱蔗糖素、或4,1,6,-三氯-4,1,6,-三脫氧半乳型蔗糖，其甜度可達(dá)蔗糖的600倍，具有無(wú)能量、甜度高、甜味純正、高度安全等特點(diǎn)，是目前最優(yōu)秀的功能性甜味劑之一。三氯蔗糖的制備是以蔗糖為原料，經(jīng)過(guò)?；磻?yīng)、氯化反應(yīng)得到中間體三氯蔗糖-6-乙酸酯，此中間體經(jīng)過(guò)多次提純后在甲醇/甲醇鈉體系中脫除乙酰基得到三氯蔗糖粗品，三氯蔗糖粗品經(jīng)過(guò)重結(jié)晶后而得到精品三氯蔗糖。目前，工業(yè)生產(chǎn)中三氯蔗糖的結(jié)晶方法主要以水為溶劑進(jìn)行結(jié)晶，而水結(jié)晶的過(guò)程必然產(chǎn)生母液。由于三氯蔗糖在水中的溶解度較大，水結(jié)晶后，母液中殘留的三氯蔗糖濃度可達(dá)到30％左右，并且水結(jié)晶母液中三氯蔗糖的純度僅有92％左右，不能達(dá)到精品三氯蔗糖的標(biāo)準(zhǔn)，因此通過(guò)有機(jī)溶劑萃取的方法提高水結(jié)晶母液中三氯蔗糖的純度，使三氯蔗糖水結(jié)晶母液能夠多次循環(huán)利用，對(duì)于提高三氯蔗糖的純度與結(jié)晶率起到重要的作用。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中萃取除雜所采用的有機(jī)溶劑，由于在糖水層中溶解度比較大，因此除雜溶劑容易殘留在糖水層中，從而導(dǎo)致雜質(zhì)去除不完全，除雜后得到的三氯蔗糖粗品純度僅為97％左右，未達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。因此，如何降低除雜溶劑在糖水層的殘留，將是提高三氯蔗糖粗品純度的關(guān)鍵所在；同時(shí)，如何優(yōu)化提純處理工藝過(guò)程，以提高三氯蔗糖的回收率、降低損耗和廢水排放，將有利于工業(yè)化實(shí)際生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種三氯蔗糖水結(jié)晶母液的提純處理方法，以解決目前三氯蔗糖水結(jié)晶母液在循環(huán)使用中三氯蔗糖粗品純度偏低、收率不高、工業(yè)化應(yīng)用困難等問(wèn)題。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明提供的一種三氯蔗糖水結(jié)晶母液的提純處理方法，包括以下步驟：

(1)原料液萃取除雜

(1-1)所述母液稀釋后得到原料液；所述原料液中加入溶劑進(jìn)行一次萃取除雜，得到一次萃取糖水層和一次萃取有機(jī)層；其中，所述一次萃取有機(jī)層進(jìn)行以下步驟(3)的處理；

(1-2)所述一次萃取糖水層中加入溶解度低的溶劑進(jìn)行二次萃取，以除去一次萃取后殘留在糖水層中的有機(jī)溶劑，得到二次萃取糖水層和二次萃取有機(jī)層；其中，所述二次萃取有機(jī)層進(jìn)入蒸餾塔進(jìn)行分餾處理；

(2)二次萃取糖水層處理

(2-1)所述二次萃取糖水層經(jīng)低溫蒸餾，以回收除去二次萃取后殘留在糖水層中的有機(jī)溶劑后，加入溶劑進(jìn)行三次萃取，將二次萃取糖水層中的三氯蔗糖轉(zhuǎn)移至有機(jī)層中，得到三次萃取有機(jī)層和三次萃取廢水層；所述低溫蒸餾回收的溶劑進(jìn)入所述蒸餾塔進(jìn)行分餾處理；

(2-2)所述三次萃取有機(jī)層經(jīng)濃縮得到三氯蔗糖粗品；所述三次萃取廢水層回收溶劑后進(jìn)入生化池處理；

(3)一次萃取有機(jī)層處理

(3-1)所述一次萃取有機(jī)層經(jīng)過(guò)水反洗，得到反洗糖水層和反洗有機(jī)層；

(3-2)所述反洗糖水層返回到原料液中；所述反洗有機(jī)層經(jīng)濃縮后，加入溶劑降至室溫結(jié)晶處理，得到三氯蔗糖固體和廢液；其中，所述三氯蔗糖固體返回到原料液中，所述廢液回收溶劑后進(jìn)入生化池處理。

本發(fā)明通過(guò)引入在糖水層中溶解度低的有機(jī)溶劑進(jìn)行二次萃取，可改變一次萃取的除雜溶劑在有機(jī)層與糖水層中的分配比，從而降低除雜溶劑在糖水層中的殘留，使得雜質(zhì)能夠去除完全，有助于大大提高除雜后得到的三氯蔗糖粗品純度。并且，通過(guò)分步萃取可除去三氯蔗糖水結(jié)晶母液中的低極性與高極性雜質(zhì)，不僅能夠有效提高水結(jié)晶母液中三氯蔗糖的純度，而且處理效率也得到顯著提高，同時(shí)也減少了外排廢水量，減輕了廢水處理壓力。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述原料液的濃度為15～25％。所述步驟(1-1)中一次萃取溶劑為乙酸乙酯、乙酸丁酯、正丁醇中的一種或其組合，按照體積比所述原料液∶一次萃取溶劑＝10∶1～5。所述步驟(1-2)中二次萃取溶劑為環(huán)己烷、甲苯、四氯化碳中的一種或其組合，優(yōu)選地，為環(huán)己烷；按照體積比所述一次萃取糖水層∶二次萃取溶劑＝1∶1～3。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述步驟(2-1)中三次萃取溶劑為乙酸乙酯、乙酸丁酯、正丁醇中的一種或其組合，按照體積比所述二次萃取糖水層∶三次萃取溶劑＝1∶1～5。此外，為避免有機(jī)溶劑混溶情況，以利于有機(jī)溶劑的回收利用，本發(fā)明所述步驟(1-1)的一次萃取溶劑與步驟(2-1)的三次萃取溶劑相同。

上述方案中，本發(fā)明所述步驟(3-1)中按照體積比一次萃取有機(jī)層∶水＝1∶0.5～2.5。所述步驟(3-2)中結(jié)晶處理溶劑為乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲醇、乙醇中的一種或其組合，優(yōu)選地，為乙酸丁酯；按照體積比所述反洗有機(jī)層∶結(jié)晶處理溶劑＝1∶0.5～2.5，結(jié)晶時(shí)間為12～36h。

本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)在一次萃取除雜中使用的有機(jī)溶劑，通常其水中的溶解度較大(例如，25℃下乙酸乙酯在水中的溶解度為8.08g/100g)，為此，除雜溶劑容易殘留在糖水層中導(dǎo)致雜質(zhì)去除不完全。本發(fā)明通過(guò)引入在糖水層中溶解度低的有機(jī)溶劑(如環(huán)己烷)進(jìn)行二次萃取，可改變一次萃取的除雜溶劑(如乙酸乙酯)在有機(jī)層(如環(huán)己烷層)與糖水層中的分配比，從而降低除雜溶劑在糖水層中的殘留(如乙酸乙酯在糖水層中的溶解度降低至0.5g/100g以下)，使得雜質(zhì)能夠去除完全，大大提高了除雜效率，有助于提高除雜后得到的三氯蔗糖粗品純度。

(2)本發(fā)明通過(guò)分步萃取可除去三氯蔗糖水結(jié)晶母液中的低極性與高極性雜質(zhì)，經(jīng)過(guò)此處理方法提純后得到的三氯蔗糖粗品純度都在98.5％以上，處理效率高，處理后三氯蔗糖純度符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

(3)本發(fā)明采取在步驟(1-1)一次萃取除雜使用的溶劑，與步驟(2-1)三次萃取將糖水層中的三氯蔗糖轉(zhuǎn)移至有機(jī)層使用的溶劑相同，避免了有機(jī)溶劑混溶的情況，有利于有機(jī)溶劑的回收利用。

(4)本發(fā)明對(duì)于一次萃取除雜后余下的有機(jī)層加水進(jìn)行反洗、濃縮，并采用對(duì)三氯蔗糖溶解度低的溶劑進(jìn)行結(jié)晶處理，大大提高了三氯蔗糖的回收率，損耗率極低，基本維持在4％以下。

(5)本發(fā)明整個(gè)提純處理過(guò)程中，僅有步驟(2-2)中余下的少量廢水層與步驟(3-2)中余下的少量廢液外排，外排的廢水量很少，因此為三氯蔗糖生產(chǎn)過(guò)程中的廢水處理減輕了壓力，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的處理工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一：

本實(shí)施例一種三氯蔗糖水結(jié)晶母液的提純處理方法，如圖1所示，其步驟如下：

(1)原料液萃取除雜

(1-1)水結(jié)晶母液中三氯蔗糖的純度為92.4％，母液加水稀釋后得到濃度為22％的原料液；在1500L原料液中加入660L乙酸乙酯進(jìn)行一次萃取除雜，攪拌30min，靜置60min，得到一次萃取糖水層1450L和一次萃取有機(jī)層710L；其中，一次萃取有機(jī)層進(jìn)行以下步驟(3)的處理；

(1-2)上述1450L一次萃取糖水層中加入1800L環(huán)己烷進(jìn)行二次萃取，攪拌30min，靜置30min，以除去一次萃取后殘留在糖水層中的有機(jī)溶劑，得到二次萃取糖水層1350L和二次萃取有機(jī)層1900L；其中，二次萃取有機(jī)層(即環(huán)己烷層)進(jìn)入蒸餾塔進(jìn)行分餾處理；

(2)二次萃取糖水層處理

(2-1)上述1350L二次萃取糖水層經(jīng)低溫蒸餾，以回收除去二次萃取后殘留在糖水層中的有機(jī)溶劑后，加入4500L乙酸乙酯進(jìn)行三次萃取，將二次萃取糖水層中的三氯蔗糖轉(zhuǎn)移至有機(jī)層中，得到三次萃取有機(jī)層4750L和三次萃取廢水層1100L；其中，低溫蒸餾回收的溶劑環(huán)己烷進(jìn)入上述蒸餾塔進(jìn)行分餾處理；

(2-2)上述4750L三次萃取有機(jī)層經(jīng)濃縮鍋濃縮成粉末，得到228.7kg三氯蔗糖粗品(三氯蔗糖純度為98.8％)；而三次萃取廢水層通過(guò)蒸餾回收溶劑乙酸乙酯后進(jìn)入生化池處理；

(3)一次萃取有機(jī)層處理

(3-1)上述710L一次萃取有機(jī)層加入528L水進(jìn)行反洗，攪拌30min，靜置30min，重復(fù)此操作3次，得到反洗糖水層560L和反洗有機(jī)層680L；

(3-2)上述反洗糖水層作為稀釋水返回到原料液中；上述反洗有機(jī)層經(jīng)濃縮鍋濃縮至干后加入660L乙酸丁酯降至室溫結(jié)晶20h，結(jié)晶后分離得到48.4kg三氯蔗糖固體(三氯蔗糖純度為93.2％)、廢液；其中，三氯蔗糖固體返回到原料液中，廢液經(jīng)濃縮回收溶劑乙酸丁酯后進(jìn)入生化池處理。

實(shí)施例二：

本實(shí)施例一種三氯蔗糖水結(jié)晶母液的提純處理方法，如圖1所示，其步驟如下：

(1)原料液萃取除雜

(1-1)水結(jié)晶母液中三氯蔗糖的純度為93.2％，母液加水稀釋后得到濃度為17％的原料液；在1500L原料液中加入510L乙酸丁酯進(jìn)行一次萃取除雜，攪拌30min，靜置60min，得到一次萃取糖水層1450L和一次萃取有機(jī)層560L；其中，一次萃取有機(jī)層進(jìn)行以下步驟(3)的處理；

(1-2)上述1450L一次萃取糖水層中加入1500L甲苯進(jìn)行二次萃取，攪拌30min，靜置30min，以除去一次萃取后殘留在糖水層中的有機(jī)溶劑，得到二次萃取糖水層1350L和二次萃取有機(jī)層1600L；其中，二次萃取有機(jī)層(即甲苯層)進(jìn)入蒸餾塔進(jìn)行分餾處理；

(2)二次萃取糖水層處理

(2-1)上述1350L二次萃取糖水層經(jīng)低溫蒸餾，以回收除去二次萃取后殘留在糖水層中的有機(jī)溶劑后，加入6000L乙酸丁酯進(jìn)行三次萃取，將二次萃取糖水層中的三氯蔗糖轉(zhuǎn)移至有機(jī)層中，得到三次萃取有機(jī)層6200L和三次萃取廢水層1150L；其中，低溫蒸餾回收的溶劑甲苯進(jìn)入上述蒸餾塔進(jìn)行分餾處理；

(2-2)上述6200L三次萃取有機(jī)層經(jīng)濃縮鍋濃縮成粉末，得到178.2kg三氯蔗糖粗品(三氯蔗糖純度為99.0％)；而三次萃取廢水層通過(guò)蒸餾回收溶劑乙酸丁酯后進(jìn)入生化池處理；

(3)一次萃取有機(jī)層處理

(3-1)上述560L一次萃取有機(jī)層加入765L水進(jìn)行反洗，攪拌30min，靜置30min，重復(fù)此操作3次，得到反洗糖水層790L和反洗有機(jī)層525L；

(3-2)上述反洗糖水層作為稀釋水返回到原料液中；上述反洗有機(jī)層經(jīng)濃縮鍋濃縮至干后加入600L乙酸乙酯降至室溫結(jié)晶24h，結(jié)晶后分離得到37.5kg三氯蔗糖固體(三氯蔗糖純度為94.1％)、廢液；其中，三氯蔗糖固體返回到原料液中，廢液經(jīng)濃縮回收溶劑乙酸乙酯后進(jìn)入生化池處理。

實(shí)施例三：

本實(shí)施例一種三氯蔗糖水結(jié)晶母液的提純處理方法，如圖1所示，其步驟如下：

(1)原料液萃取除雜

(1-1)水結(jié)晶母液中三氯蔗糖的純度為92.0％，母液加水稀釋后得到濃度為25％的原料液；在1500L原料液中加入563L正丁醇進(jìn)行一次萃取除雜，攪拌30min，靜置60min，得到一次萃取糖水層1450L和一次萃取有機(jī)層613L；其中，一次萃取有機(jī)層進(jìn)行以下步驟(3)的處理；

(1-2)上述1450L一次萃取糖水層中加入1800L四氯化碳進(jìn)行二次萃取，攪拌30min，靜置30min，以除去一次萃取后殘留在糖水層中的有機(jī)溶劑，得到二次萃取糖水層1350L和二次萃取有機(jī)層1900L；其中，二次萃取有機(jī)層(即四氯化碳層)進(jìn)入蒸餾塔進(jìn)行分餾處理；

(2)二次萃取糖水層處理

(2-1)上述1350L二次萃取糖水層經(jīng)低溫蒸餾，以回收除去二次萃取后殘留在糖水層中的有機(jī)溶劑后，加入4500L正丁醇進(jìn)行三次萃取，將二次萃取糖水層中的三氯蔗糖轉(zhuǎn)移至有機(jī)層中，得到三次萃取有機(jī)層4800L和三次萃取廢水層1050L；其中，低溫蒸餾回收的溶劑四氯化碳進(jìn)入上述蒸餾塔進(jìn)行分餾處理；

(2-2)上述4800L三次萃取有機(jī)層經(jīng)濃縮鍋濃縮成粉末，得到258.7kg三氯蔗糖粗品(三氯蔗糖純度為98.7％)；而三次萃取廢水層通過(guò)蒸餾回收溶劑正丁醇后進(jìn)入生化池處理；

(3)一次萃取有機(jī)層處理

(3-1)上述613L一次萃取有機(jī)層加入676L水進(jìn)行反洗，攪拌30min，靜置30min，重復(fù)此操作3次，得到反洗糖水層700L和反洗有機(jī)層580L；

(3-2)上述反洗糖水層作為稀釋水返回到原料液中；上述反洗有機(jī)層經(jīng)濃縮鍋濃縮至干后加入676L甲醇降至室溫結(jié)晶24h，結(jié)晶后分離得到56.8kg三氯蔗糖固體(三氯蔗糖純度為92.5％)、廢液；其中，三氯蔗糖固體返回到原料液中，廢液經(jīng)濃縮回收溶劑甲醇后進(jìn)入生化池處理。