用于從苛性堿洗滌器廢液流中除去碳酸鹽的方法
【專利摘要】一種用于從苛性堿廢物流回收苛性堿的方法，包括將包含溶解的Na2CO3的苛性堿廢物流的溫度降低至下述溫度，該溫度小于或等于Na2CO3從所述苛性堿廢物流沉淀的溫度，以形成包含沉淀的Na2CO3的苛性堿廢物流，以及分離沉淀的Na2CO3。
【專利說明】用于從苛性堿洗滌器廢液流中除去碳酸鹽的方法
【背景技術(shù)】
[0001]化學(xué)操作中，洗滌器(洗滌塔)廣泛用來在釋放到大氣中以前洗滌不良成分的氣流。一些洗滌器使用溶液，該溶液包括可以與氣流中的目標成分反應(yīng)的化合物。從而增強多重吸收的效率。在聚碳酸酯行業(yè)中，苛性堿的溶液經(jīng)常用來將光氣洗滌出氣流?？列詨A溶液，如此處描述的，是指包含氫氧化鈉(NaOH)的水溶液，其可以或可以不包含鈉鹽如NaCl和Na2CO3以及通常在硬水中發(fā)現(xiàn)的離子雜質(zhì)如Ca2+和Mg2+的鹽，以及微量的有機或無機污染物?？列詨A溶液顯示對于光氣具有非常高的反應(yīng)性，其會增強這些洗滌器的效率。例如，在光氣生產(chǎn)過程中，堿洗氣器用來中和在外殼通風氣體中的剩余光氣。離開堿洗氣器的使用過的苛性堿流被供給到另一個洗滌器(其被每日要求如此)或作為廢物被送到廢水處理廠。離開洗滌器的流出物不僅包含未使用的苛性堿，而且包含顯著濃度的碳酸鈉(Na2CO3),其使得難以回收苛性堿，用于再循環(huán)返回到過程。在水中或在含水苛性堿溶液中碳酸鹽具有有限的溶解度并且可以從溶液中沉淀出來。因此，通過使它再循環(huán)回到洗滌器來從廢物流中回收有用的苛性堿的任何方法必須從上述流除去碳酸鹽，以防止它們在再循環(huán)流中積聚以及不利地影響裝置操作(通過從溶液中沉淀出來)。
[0002]通過采用氧化鈣來從含水苛性堿溶液沉淀碳酸鹽的化學(xué)方法是已知的。這些方法僅被推薦用于適度濃縮苛性堿溶液(小于10摩爾(〈10M))，因為在高度濃縮苛性堿溶液的情況下，產(chǎn)生的固體(大于10摩爾OlOM))是非常精細的并且淤漿的過濾是有問題的?；瘜W(xué)沉淀法的主要缺點之一在于，它以再循環(huán)可溶性CaCO3回到洗滌器而結(jié)束，其在適當?shù)臅r候?qū)⒊恋沓鰜?當濃度在再循環(huán)流中積聚并填塞洗滌器時)。另外，因為CaCO3不是高度可溶于水，所以將需要經(jīng)常酸化洗滌器以獲得有效運行。這些因素使得該方法在工業(yè)實踐中是沒有吸引力的，因為苛性堿用量的節(jié)省被氧化鈣的成本和增加的維護成本所抵消。
[0003]因此，需要用 來從堿洗滌器廢液流除去碳酸鹽的方法，以允許回收利用經(jīng)處理的苛性堿廢物流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]通過用來從苛性堿廢物流回收苛性堿的方法可以至少部分地解決上述問題，該方法包括:提供包含溶解的Na2CO3的苛性堿廢物流；將包含溶解的Na2CO3的苛性堿廢物流的溫度降低至下述溫度，該溫度低于或等于Na2CO3從苛性堿廢物流沉淀的溫度，以形成包含沉淀的Na2CO3的苛性堿廢物流；以及除去沉淀的Na2CO3以形成經(jīng)處理的苛性堿廢物流。
[0005]通過以下附圖和詳細描述來舉例說明上述和其它特征。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是在實施例中使用的實驗裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0007]出人意外地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在低于20°C的溫度下，或更具體地，4至10°C，碳酸鈉(Na2CO3)可以沉淀自苛性堿廢物流。通過使用冷卻器系統(tǒng)如工業(yè)冷卻水系統(tǒng)，可容易獲得這些溫度。在已沉淀Na2CO3以后，可以通過一種或多種物理分離方法如離心分離、過濾、或離心分離和過濾的組合，來除去它。在已除去沉淀的Na2CO3以后，可以將經(jīng)處理的苛性堿廢物流回收到堿洗滌器。
[0008]不被理論所限制，發(fā)生Na2CO3沉淀的溫度是苛性堿廢物流的組成的函數(shù)?？列詨A廢物流可以包含2至10重量百分比的Na0H、8重量百分比的Na2CO3、和3重量百分比的NaCl，其中剩余部分是水，以及在低于20°C的溫度下，或更具體地，低于或等于13°C，可以發(fā)生沉淀。更具體地，在低于或等于12.77°C的溫度下，Na2CO3將開始從含水組合物中沉淀出來，基于苛性堿廢物流的總重量，該含水組合物包含4重量百分比(wt%)的Na0H、3wt%的NaCl、8wt%的Na2CO3和85wt%水。當在離開堿洗滌器以后苛性堿廢物流并不具有成分的必要濃度時，可以在冷卻以前將廢物流濃縮至成分的所期望的濃度?？赡艿臐饪s方法包括反滲透、蒸發(fā)、膜過濾(膜式過濾)、全蒸發(fā)、和兩種或更多種上述濃縮方法的組合。
[0009]在一種實施方式中，濃縮方法包括蒸發(fā)、膜過濾、或它們的組合。膜過濾可以包括反滲透、納米過濾、或它們的組合。納米過濾被定義為采用過濾介質(zhì)，其具有直徑小于或等于100納米的孔徑，或更具體地，小于或等于50納米，或甚至更具體地，小于或等于10納米。在一些實施方式中，孔徑小于或等于2納米。過濾系統(tǒng)可以與苛性堿水流流體連通。
[0010]可以利用冷卻水、或任何適宜的制冷劑如氨、二氧化碳、碳氟化合物、氫氟碳化合物(氫氟碳化物)、或前述冷卻方法的兩種或更多種的組合，來冷卻包含溶解的Na2CO3的苛性堿廢物流?；诖@得的所期望的溫度來選擇冷卻方法。在廢物流已達到所期望的溫度以后，可以通過任何適宜的物理分離方法如真空過濾、濾餅過濾、離心分離、旋液分離器、和兩種或更多種前述分離方法的組合，來除去沉淀的Na2CO315在已除去Na2CO3以后，可以將經(jīng)處理的苛性堿廢物流回收返回到堿洗滌器。在一些情況下，可能有利的是，包括通常在冷卻/沉淀操作以前的清除流 ，以防止微量污染物的積聚。
[0011]苛性堿廢物流可來自聚碳酸酯生產(chǎn)過程。聚碳酸酯生產(chǎn)過程可以是界面過程，其是本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的。
[0012]實施例
[0013]實施例1
[0014]利用去離子水以及8重量百分比的碳酸鈉、3重量百分比的氯化鈉和不同濃度的氫氧化鈉(2重量百分比、4重量百分比、6重量百分比、8重量百分比、和10重量百分比)(如在表1中所示)來制備合成反應(yīng)混合物。重量百分比是基于合成反應(yīng)混合物(包括活性物的總?cè)芤?的總重量。選擇在組合物中成分的量以模擬來自商用聚碳酸酯聚合反應(yīng)(其使用光氣)的堿洗滌器廢液流的條件。實驗裝置的示意圖示于圖1中。將合成反應(yīng)混合物加入到如圖1所示的玻璃容器中。圖1示出了熱電偶(I)、攪拌器(2)、恒溫循環(huán)器(3)、燒結(jié)過濾器(4)、和旋塞(5)。
[0015]利用Julabo*恒溫循環(huán)器并使用乙二醇作為循環(huán)流體，將反應(yīng)混合物冷卻至37° F。當反應(yīng)混合物的溫度下降時，碳酸鈉開始沉淀。在55、50、45、41、和37° F下，通過旋塞來收集過濾的樣品。通過滴定來分析樣品的碳酸鈉含量。沉淀的碳酸鈉的量的結(jié)果示于表1中。結(jié)果表示為重量百分比，其基于在沉淀以前溶液中的碳酸鹽的總量。當碳酸鈉開始沉淀時，苛性堿的有效濃度隨著沉淀的碳酸鈉以及水合水的增加而增加。為了考慮在沉淀的碳酸鈉的濃度中的水合水，引入校正系數(shù)，如在以下公式中所示出的。
[0016]沉淀的碳酸鈉的量=100*( 1-(初始NaOH濃度/第η個樣品NaOH濃度)(nth Na2CO3濃度/初始Na2CO3濃度))，其中η是樣品號。
[0017]表1:沉淀的碳酸鈉的量
[0018]
【權(quán)利要求】
1.一種用于從苛性堿廢物流中回收苛性堿的方法，包括:將包含溶解的Na2CO3的苛性堿廢物流的溫度降低至下述溫度，該溫度小于或等于Na2CO3從所述苛性堿廢物流沉淀的溫度，以形成包含沉淀的Na2CO3的苛性堿廢物流；以及通過固-液分離系統(tǒng)從所述苛性堿廢物流中分離所述沉淀的Na2C03。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述固-液分離系統(tǒng)包括離心分離、過濾、或離心分離和過濾的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，利用一個或多個冷卻器系統(tǒng)來降低所述溫 度。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，在降低包含溶解的Na2CO3的所述苛性堿廢物流的溫度以前，濃縮包含溶解的Na2CO3的所述苛性堿廢物流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，利用濃縮方法來濃縮包含溶解的Na2CO3的所述苛性堿廢物流，所述濃縮方法選自由反滲透、蒸發(fā)、膜過濾、全蒸發(fā)、和上述濃縮方法中的兩種或更多種的組合組成的組。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述濃縮方法包括蒸發(fā)、膜過濾、或它們的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述膜過濾方法包括反滲透、納米過濾或它們的組合并且與所述苛性堿廢物流流體連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，利用全蒸發(fā)來濃縮包含溶解的Na2CO3的所述苛性堿廢物流。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，將包含溶解的Na2CO3的所述苛性堿廢物流降低至4至10°C的溫度。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，將包含溶解的Na2CO3的所述苛性堿廢物流降低至低于20°C的溫度。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，基于所述苛性堿廢物流的總重量，包含溶解的Na2CO3的所述苛性堿廢物流具有以8重量百分比的量存在的Na2C03、以2至10重量百分比的量存在的NaOH、以及以3重量百分比的量存在的NaCl，并且被冷卻至低于或等于13°C的溫度。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，利用冷卻水、制冷劑、或前述冷卻方法的組合來降低包含溶解的Na2CO3的所述苛性堿廢物流的溫度，所述制冷劑選自由氨、二氧化碳、碳氟化合物、和氫氟碳化合物組成的組。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，利用制冷劑來降低包含溶解的Na2CO3的所述苛性堿廢物流的溫度，所述制冷劑選自由氨、二氧化碳、碳氟化合物、氫氟碳化合物和它們的組合組成的組。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，包含溶解的Na2CO3的所述苛性堿廢物流來自苛性堿與含光氣的廢物流之間的中和反應(yīng)。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述苛性堿廢物流來自聚碳酸酯樹脂生產(chǎn)過程。
16.一種用于從苛性堿廢物流中回收苛性堿的方法，包括:將包含溶解的Na2CO3的苛性堿廢物流的溫度降低至低于20°C的溫度以形成包含沉淀的Na2CO3的苛性堿廢物流，其中所述苛性堿廢物流來自聚碳酸酯生產(chǎn)過程；以及通過固-液分離系統(tǒng)從所述苛性堿廢物流中分離所述沉淀的Na2C03。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進一步包括在降低所述溫度以前，濃縮包含溶解的Na2CO3的所述苛性堿廢物·流。
【文檔編號】C01F7/26GK103827037SQ201280045074
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月16日
【發(fā)明者】潘卡杰·辛格·高塔姆, 維諾德·S·奈爾 申請人:沙特基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料Ip私人有限責任公司