一种提高木糖醇离交效率的离交系统和方法

技术领域

本发明属于木糖醇制备技术领域，特别涉及一种提高木糖醇离交效率的离交系统和方法。

背景技术

木糖醇生产工艺中的离子交换工艺是为了去除木糖醇在催化加氢的过程中的残留镍离子和其它离子，及调节离子交换液的pH。现有的离子交换工艺是在木糖醇脱色工艺后由一组“阳~阴”或由两组“阳~阴~阳~阴”离子交换柱串联进行离子交换工序，为了让离子交换柱重复利用，需要对pH不合格的离子交换柱进行再生、淋洗等工序，该方法为了保证木糖醇离子交换液的pH合格，当离子交换液pH≤5的时候就需要更换新的再生完成的离子交换柱。该方法需要频繁进行再生、淋洗及更换离子交换柱，成本较高而离子交换柱的利用率较低，不利于生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种提高木糖醇离交效率的离交系统和方法来提高离子交换柱的利用率及降低离子交换柱更换的频率。

本发明是这样实现的，提供一种提高木糖醇离交效率的离交系统，包括脱色液罐、离子交换液罐以及连接管路，在脱色液罐中暂存有木糖醇脱色液，在离子交换液罐中暂存有木糖醇离子交换液，在连接管路上分别串联设置离心泵和在线pH仪，在离心泵与在线pH仪之间的连接管路上并联设置有至少三个离子交换管路，在每一个的离子交换管路上分别串联设置有气动蝶阀和离子交换柱组合。

本发明是这样实现的，还提供一种提高木糖醇离交效率的方法，使用如前所述的提高木糖醇离交效率的离交系统，包括如下步骤：

步骤一、开启离心泵以及其中第一个离子交换管路中的第一气动蝶阀，关闭其它的离子交换管路中的气动蝶阀，将暂存于脱色液罐的木糖醇脱色液通过第一个离子交换柱组合完成离交工序后进入到离子交换液罐中暂存，设置在连接管路上的在线pH仪监测流经的离子交换液的pH值；

步骤二、当监测到经过第一个离子交换柱组合的离子交换液的pH值降低至安全设定值以下时，开启其中第二个离子交换管路中的第二气动蝶阀，让脱色液罐的木糖醇脱色液同时经过第一个离子交换柱组合和第二个离子交换柱组合；

步骤三、逐渐减小第一气动蝶阀的开度，增大第二气动蝶阀的开度，降低第一个离子交换管路中木糖醇脱色液流量，同时逐渐增大第二个离子交换管路中木糖醇脱色液的流量，从而保证整个离交系统的离子交换液的流量不变，控制离子交换液的pH值能稳定在一个较小的范围内波动，第一气动蝶阀的开度逐渐减小直至离子交换液的pH值降低到最小极限值后，完全关闭第一气动蝶阀，此时第二气动蝶阀的开度最大；

步骤四、对第一个离子交换管路中第一个离子交换柱组合内的离子树脂进行再生和淋洗处理后待用；

步骤五、当监测到经过第二个离子交换柱组合的离子交换液pH值降低至安全设定值以下时，开启其中第三个离子交换管路中的第三气动蝶阀，让脱色液罐的木糖醇脱色液同时经过第二个离子交换柱组合和第三个离子交换柱组合；

步骤六、参照步骤三和步骤四的操作过程，完成对第二个离子交换柱组合、第二气动蝶阀、第三个离子交换柱组合以及第三气动蝶阀的操作；

步骤七、重复步骤五以及步骤六的操作，依次顺序地完成其它离子交换管路中气动蝶阀和离子交换柱组合的操作，离交系统如此循环持续地运行。

与现有技术相比，本发明的提高木糖醇离交效率的离交系统和方法具有以下特点：

（1）离子交换柱利用率提高，单组交换柱的交换时间延长，树脂利用更加充分，单组交换量得到提升的同时不影响整个离交系统的离交速度；

（2）降低离子交换柱再生和淋洗的次数，减少生产成本；

（3）降低离子交换液pH的波动幅度，提高生产的稳定性。

附图说明

图1为本发明的提高木糖醇离交效率的离交系统一较佳实施例的原理示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参照图1所示，本发明提高木糖醇离交效率的离交系统的较佳实施例，包括脱色液罐1、离子交换液罐2以及连接管路3。在脱色液罐1中暂存有木糖醇脱色液，在离子交换液罐2中暂存有木糖醇离子交换液。

在连接管路3上分别串联设置离心泵4、在线pH仪5和在线电导仪6。在离心泵4与在线pH仪5之间的连接管路3上并联设置有至少三个离子交换管路7。在每一个的离子交换管路7上分别串联设置有气动蝶阀8和离子交换柱组合9。所述在线电导仪6设置在在线pH仪5与离子交换液罐2之间的连接管路3上。

所述离子交换柱组合9包括串联在一起的阳离子交换柱和阴离子交换柱。或者，所述离子交换柱组合9包括阳离子交换柱或阴离子交换柱。

下面通过具体实施例说明本发明的提高木糖醇离交效率的方法。

实施例1

本发明的第一种提高木糖醇离交效率的方法实施例，使用如前所述的提高木糖醇离交效率的离交系统，包括如下步骤：

步骤一、开启离心泵4以及其中第一个离子交换管路71中的第一气动蝶阀81，关闭其它的离子交换管路7中的气动蝶阀8，将暂存于脱色液罐1的木糖醇脱色液通过第一个离子交换柱组合91完成离交工序后进入到离子交换液罐2中暂存。设置在连接管路3上的在线pH仪5和在线电导仪6分别监测流经的离子交换液的pH值和电导率。

步骤二、当监测到经过第一个离子交换柱组合91的离子交换液的pH值降低至安全设定值6.0以下时，开启其中第二个离子交换管路72中的第二气动蝶阀82，让脱色液罐1的木糖醇脱色液同时经过第一个离子交换柱组合91和第二个离子交换柱组合92。

步骤三、逐渐减小第一气动蝶阀81的开度，增大第二气动蝶阀82的开度，降低第一个离子交换管路71中木糖醇脱色液流量，让第一个离子交换柱组合91中的离交树脂更充分吸附木糖醇脱色液中的阴阳离子，减缓离子交换液的pH值下降速度，延长第一个离子交换柱组合91中离交树脂的使用时间，从而提高该离交树脂的利用率。同时逐渐增大第二个离子交换管路72中木糖醇脱色液的流量，从而保证整个离交系统的离子交换液的流量不变，控制较高离交出液pH值的第二个离子交换管路72的离子交换液与较低离子交换液pH值的第一个离子交换管路71的离子交换液混合后的pH值能稳定在一个较小的范围内波动，第一气动蝶阀81的开度逐渐减小直至离子交换液的pH值降低到最小极限值＜5后，完全关闭第一气动蝶阀81，此时第二气动蝶阀82的开度最大，完全开启。

步骤四、对第一个离子交换管路71中第一个离子交换柱组合91内的离子树脂进行再生和淋洗处理后待用。

步骤五、当监测到经过第二个离子交换柱组合92的离子交换液pH值降低至安全设定值6.0以下时，开启其中第三个离子交换管路73中的第三气动蝶阀83，让脱色液罐1的木糖醇脱色液同时经过第二个离子交换柱组合92和第三个离子交换柱组合93。

步骤六、参照步骤三和步骤四的操作过程，完成对第二个离子交换柱组合92、第二气动蝶阀82、第三个离子交换柱组合93以及第三气动蝶阀83的操作。

步骤七、重复步骤五以及步骤六的操作，依次顺序地完成其它离子交换管路7中气动蝶阀8和离子交换柱组合9的操作，离交系统如此循环持续地运行。

在本实施例中，暂存于离子交换液罐中的木糖醇离子交换液的工艺指标：pH5.0～7.5，电导率≤50μs/cm。阳离子交换柱和阴离子交换柱的直径1.6m，高4.0m。

经过上述操作后，所述离子交换柱组合的单组离子交换柱的交换量和交换时间都得到了改进，其中单组离子交换柱的交换量由改进前的180m³～200m³提升至改进后的260m³～280m³，交换时间由30h延长至50h，同时不影响整个离交系统的离交速度。而且，离子交换液的出料pH的稳定性也得到明显改善。改进前后的对比如下表所示。

表1、离交系统改进前后的数据对比

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。