糖精鈉清潔生產工藝初探

王 穎 李海濤 王海平 張 瑜 姚美紅

(平煤集團開封興化精細化工廠，河南 開封 47500)

1 前言

糖精鈉(學名鄰甲酰苯磺酰亞胺鈉，俗稱糖精)作為一種常用的甜味添加劑，被廣泛應用于日常生活和食品加工業。生產糖精鈉的原料為苯酐、氨水、甲醇、液氯、氫氧化鈉溶液、鹽酸、硫酸、硫酸銅、亞硝酸鈉、液態二氧化硫、苯、甲苯和活性炭等，經過酰胺化、酯化、重氮、置換、氯化、氨化、酸析和中和等一系列化學反應合成，其生產工藝流程見圖1。

圖1 糖精鈉生產工藝流程圖

由于糖精鈉的生產工藝復雜，原料種類繁多，排出的廢液濃度高、成分多、污染重，在資源日漸緊缺的背景下，加大對糖精鈉生產工藝的改進和廢液的回收利用，節能減排，提高資源的循環利用率，成為企業降低生產成本，提高企業競爭力的重要途徑。

2 生產工藝改進

2.1 酰胺化液快速排氨技術

為了提高苯酐的轉化率，在實際生產中會用過量的氨水和液堿，在反應結束后須盡快將過量的氨排凈，否則氨會在下一道酯化反應中與次氯酸鈉、氯氣發生反應，產生大量的熱。

現有的技術是在酰胺化反應結束后，溫度須保持在65度以下，在反應釜中攪拌排氨3小時左右。這就存在著排氨溫度高，時間過長，氨氣回收費用高等缺點。

為了提高排氨效率、降低排氨溫度，降低能耗，通過實驗和計算，根據解析原理，增大排氨面積，決定采用排氨塔進行吹脫排氨，排氨塔是一種填料式解析塔，塔內堆積一定高度填料。操作時，將酰胺化反應后的液體自塔上部泵入，通過分布器均勻噴灑到塔截面上，在填料表面以膜狀流下，空氣自塔下部進入，通過填料層的空隙由塔頂排出，經吸收處理氨水濃度降低，并可循環利用。經過安裝調試，多次對比試驗，確定了新的工藝參數，見表1。

表1 酰胺化液快速排氨工藝參數

從表1可以看出，采用新工藝后，排氨時間縮短為1小時，生產效率提高了100%;排氨不需要加熱;排氨過程不需要攪拌，采用了小功率電機，能耗大大降低;排氨較徹底;減少了對大氣的污染。

2.2 酯化反應快速降溫技術

由于酯化反應過程中會放出大量的熱，但在工藝要求次氯酸鈉加完后反應溫度須控制在-5℃ ±2℃，反應時間為50分鐘以上。不難看出，溫度對產品質量和收率影響很大，因此對設備的換熱效率提出了嚴格的要求。原有工藝酯化反應釜一般使用釜內蛇管和釜夾層降溫，但受換熱面積限制，降溫效果并不理想，因此實際生產中還需使用大量機冰輔助，這就要求配套相應的機冰生產、運輸和破碎等設施，增加成本，浪費水資源，增加能耗和勞動強度。

通過對市場上先進的換熱設備的調查和查詢，發現螺旋板換熱器作為一種新型高效的換熱設備，結構簡單，材料利用率高，易操作控制。經過試驗發現，采用螺旋板換熱器代替機冰降溫，效果非常明顯，并完全符合工藝要求。經過改造運行一年后，與原有工藝對比，平均每天節約非工藝用時3.5小時;每生產1噸糖精鈉節約用電20kWh，節約用水1.7噸。

3 廢液的回收

3.1 甲苯的回收

氨化反應后，會產生一定量的乳化層甲苯，原有處理會產生大量的有機廢水，甲苯的高揮發性會造成大氣嚴重污染。

通過試驗分析，提出了對乳化層甲苯的回收工藝，即用乳化層甲苯與等量水攪勻后靜置2小時，分出水相后回收糖精鈉。水洗后的乳化層甲苯用銅酸水破乳回收。通過1年的運行，甲苯的回收率達到90%以上，回收甲苯約35噸，不僅減少了甲苯的浪費，降低成本，又降低了環境污染。

3.2 甲醇的回收

通過蒸餾分離的方案回收鄰氨基苯甲酸廢水中的甲醇，采用的精餾塔直徑為900mm，高9.5m，內部裝有陶瓷矩鞍形填料，間歇式操作，塔頂溫度控制在75～85℃，蒸餾出的甲醇濃度約為62%，每生產1噸糖精鈉回收甲醇0.86噸?；厥蘸蟮泥彴被郊姿釓U水中的甲醇含量低于115mg/L，COD降為186500mg/L。

4 結論

隨著我國環境保護法律法規的逐步完善，環保要求不斷提高，環保是否達標已關系到企業的存亡，因此，作為企業的技術人員，只有按照清潔生產促進法的精神，不斷創新，積極發現新的清潔生產工藝，提高資源和能源的利益率，減少污染物的產生與排放，才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

［1］趙利寬.糖精鈉生產過程中廢氣的回收利用研究與探討［J］.廣州化工，2011，39(21)：131-133.

［2］齊楓楠.強堿性物質對糖精鈉結構形成的影響［J］.河南科技，2008，5(上)：34.

［3］齊楓楠.噴霧干燥器生產無水糖精鈉進料溫度的確定［J］.河南科技，2007，12(上)：39.

［4］袁一主編.化學工程師手冊［M］.北京：機械工業出版社.1999.