專利名稱：對(duì)苯二甲酸廢料的分離提純方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)苯二甲酸生產(chǎn)過(guò)程中外排廢料的分離、提純方法，屬于化工廢棄物的回收利用。尤其是對(duì)苯二甲酸生產(chǎn)過(guò)程中的廢料利用的方法。
對(duì)苯二甲酸廢料一部分是由于精對(duì)苯二甲酸裝置生產(chǎn)過(guò)程中，其氧化單元、精制單元及風(fēng)送和料倉(cāng)等系統(tǒng)，因跑、冒、滴、漏或事故狀態(tài)時(shí)外排的對(duì)苯二甲酸固體原料；另一部分是裝置本身生產(chǎn)過(guò)程中必須外排的含對(duì)苯二甲酸和其它有機(jī)酸的副產(chǎn)物。這些被污染的外排料最終進(jìn)入生產(chǎn)裝置區(qū)內(nèi)的地溝系統(tǒng)或流入廢水池并沉淀下來(lái)。目前，各對(duì)苯二甲酸裝置均不再回收利用這類(lèi)廢料，都采取不定期打撈并直接裝袋的方式，作為廢品料以極低的價(jià)格外銷(xiāo)。從揚(yáng)子石化公司60萬(wàn)t/a精對(duì)苯二甲酸裝置的生產(chǎn)情況看，每年外排的各種廢料量約有5000～9000噸。因該廢料的組成很不穩(wěn)定，其中不僅含有鐵、鋁、鈷、錳、鈉等多種金屬離子，有時(shí)還夾帶少量細(xì)小的泥沙和草木棒等雜物，顏色有黃色、黑色、灰色等多種，不能直接作為生產(chǎn)增塑劑或合成纖維的原料使用。對(duì)苯二甲酸廢料中的對(duì)苯二甲酸含量一般在50～60％(m/m)之間，水含量在40～30％(m/m)，其它雜質(zhì)含量約10％(m/m)。
目前，對(duì)此類(lèi)廢料時(shí)回收和利用方法是首先加入過(guò)量的強(qiáng)堿(NaOH)將對(duì)苯二甲酸廢料堿溶，使其中的對(duì)苯二甲酸與堿反應(yīng)后，生成溶于水的對(duì)苯二甲酸鈉鹽，而其中的鐵、鋁等金屬離子則生成氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀(其中的泥沙也形成沉淀)。經(jīng)過(guò)濾分離得到對(duì)苯二甲酸鈉溶液，分離出的固體物為廢料。對(duì)于分離出的溶液，再加入過(guò)量的75％的稀硫酸在80℃下進(jìn)行酸析、過(guò)濾分離，從而得到黃白色的對(duì)苯二甲酸固體料；分離出的硫酸鈉溶液(含部分過(guò)量加入的硫酸)作為廢水排放。固體料經(jīng)進(jìn)一步水洗、過(guò)濾、干燥后，得成品料，其中的對(duì)苯二甲酸含量約95％(m/m)，可作為生產(chǎn)增塑劑的原料，不能作為合成纖維的原料使用；過(guò)濾出的廢水與酸析過(guò)程中的廢水混合后外排。每噸成品料的廢水排放量高達(dá)6～8t；生產(chǎn)過(guò)程中每噸成品料的直接原料原材料消耗費(fèi)用平均高達(dá)1150元。
目前的回收工藝存在著工藝路線長(zhǎng)，廢水排放量大，廢液濃度高，因而處理難度大、處理成本高等缺陷。且大量加入的稀硫酸和價(jià)格較高的燒堿等原料均無(wú)法循環(huán)再利用，資源的浪費(fèi)比較嚴(yán)重，生產(chǎn)總成本偏高。另一個(gè)難以解決的問(wèn)題是由于原料堿溶時(shí)，需加入過(guò)量的燒堿，因而帶進(jìn)的大量鈉離子，很難通過(guò)水洗工藝分離干凈，導(dǎo)致成品料經(jīng)光照后立即呈現(xiàn)出黃色斑點(diǎn)，不僅影響成品的銷(xiāo)售，也對(duì)下游增塑劑產(chǎn)品的生產(chǎn)有不利影響。
本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)捷、高效、成本低、污水排放量小的對(duì)苯二甲酸廢料的分離提純方法。
本發(fā)明的分離提純的方案為a.配酸與酸溶將75％～98％的硫酸和50％～95％的硝酸按體積比1∶1～9∶1分別加入到酸槽內(nèi)經(jīng)攪拌后成混酸，再將固體的對(duì)苯二甲酸廢料加入該混酸中，酸溶溫度在20℃～80℃之間連續(xù)攪拌20～40分鐘；b.真空抽濾將以上過(guò)程生成的漿料在負(fù)壓下用過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾，濾餅集中后送入水洗池；c.洗滌將以上過(guò)程分離出的濾餅在水洗池內(nèi)用脫鹽水洗滌，脫鹽水與濾餅的比例在1∶1以上，洗滌溫度為30℃～50℃，洗滌10～20分鐘，進(jìn)行第一次抽濾，對(duì)抽濾后的濾餅加水進(jìn)行二次洗滌，之后進(jìn)行第二次抽濾，生成對(duì)苯二甲酸固體濕濾餅送至干燥器；d.將以上生成的對(duì)苯二甲酸固體濕濾餅在室溫至121℃以下干燥20～40分鐘，得到對(duì)苯二甲酸固體成品。抽濾用的過(guò)濾網(wǎng)為200～500目的滌綸濾布。采取壓差抽濾，抽濾的負(fù)壓為200～500mmH2O柱。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于工藝簡(jiǎn)捷高效、污水排放量小經(jīng)干燥后的固體成品料，其中對(duì)苯二甲酸含量約95％(mm)可作為多種PVC電纜料增塑劑產(chǎn)品的生產(chǎn)原料。與現(xiàn)有工藝相比，本發(fā)明不僅省去了原工藝中的堿溶單元，而且酸溶后的酸液既可以處理后循環(huán)使用、也可以外銷(xiāo)，因而大大降低了污水濃度，且污水排放量不到原工藝的20％；同時(shí)，生產(chǎn)中消耗的原輔材料成本僅為該產(chǎn)品售價(jià)的五分之一，每噸產(chǎn)品比現(xiàn)有工藝節(jié)省直接材料費(fèi)800-900元，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益明顯。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述實(shí)施例1取深黑色的對(duì)苯二甲酸固體廢料100g。
(1)酸配與酸溶先取75％的稀硫酸90mL，加入到500mL的燒杯內(nèi)，再取50％的稀硝酸10mL，緩慢加入到500mL的燒杯內(nèi)，與燒杯內(nèi)原有的稀硫酸，在常溫、常壓下攪拌均勻。
將配制好的裝有混酸的燒杯放置在可加熱、溫控的水浴加熱器上，邊攪拌邊加入已稱量好的對(duì)苯二甲酸廢料，同時(shí)打開(kāi)水浴升溫并控制在78℃。經(jīng)30分鐘加熱攪拌后，酸溶結(jié)束。
(2)真空抽濾將酸溶結(jié)束后漿料，在不斷攪拌狀態(tài)下，保持料液中的固體對(duì)苯二甲酸呈懸浮狀態(tài)，然后用布氏漏斗，內(nèi)置400目、型號(hào)為621-90的滌綸濾布進(jìn)行抽氣過(guò)濾，抽吸真空度為200mm水柱。抽濾出的深紅色濾液收集后進(jìn)行蒸發(fā)；抽干的白色(帶有黃色)濾餅收集后稱重，質(zhì)量為61g。
(3)洗滌、干燥將真空抽濾過(guò)程中得到的對(duì)苯二甲酸濾餅61g，放入200mL的燒杯內(nèi)，并將燒杯放置在可溫控、加熱的水浴加熱器上；加入122g脫鹽水，邊攪拌，邊升溫至45℃。保持45℃狀態(tài)下攪拌洗滌15分鐘后，用布氏漏斗，內(nèi)置400目、型號(hào)為621-90的洗綸濾布，在500mm水柱的負(fù)壓下，進(jìn)行一次抽氣過(guò)濾。對(duì)布氏漏斗內(nèi)抽干后的濾餅，停止抽吸；再均勻的噴撒6g脫鹽水，進(jìn)行二次抽濾。再次抽濾所得的酸性洗液收集后共135mL，作為蒸發(fā)器釜渣的溶解、洗滌用水；抽干后的白色的對(duì)苯二甲酸固體濾餅，放入烘箱內(nèi)，在121℃狀態(tài)下烘30分鐘。經(jīng)分析烘干后的成品料中，對(duì)苯二甲酸含量為95.5％，質(zhì)量為54.8g。
實(shí)施例2取黃色的對(duì)苯二甲酸固體廢料1000g。
(1)配酸與酸溶用量桶量取98％的稀硫酸800mL，加入到2000mL的燒杯內(nèi)，再量取95％的稀硝酸400mL，緩慢加入到稀硫中，在常溫、常壓下攪拌均勻。
將配制好的裝有混酸的燒杯放置在可加熱、溫控的水浴加熱器上，邊攪拌邊加入1000g已稱量的對(duì)苯二甲酸廢料，在常溫常壓下進(jìn)行酸溶，經(jīng)20分鐘加熱攪拌后，酸溶結(jié)束。
(2)真空抽濾將酸溶結(jié)束后的漿料，在不斷攪拌狀態(tài)下，保持料液中的固體對(duì)苯二甲酸呈懸浮狀態(tài)，然后用布氏漏斗，內(nèi)置400目、型號(hào)為621-90的滌綸濾布進(jìn)行抽氣過(guò)濾，抽吸真空度為500mm水柱。抽濾出的紅色濾液收集后用活性碳脫色備用，抽干后的白色(帶有淡黃色)濾餅收集后稱重，質(zhì)量為681g。
(3)洗滌、干燥將真空抽濾過(guò)程中得到的對(duì)苯二甲酸濾餅681g，放入2000mL的燒杯內(nèi)，并將燒杯放置在可溫控、加熱的水浴加熱器上；加入2000g脫鹽水，邊攪拌，邊升溫至30℃。保持30℃狀態(tài)下攪拌洗滌15分鐘后，用布氏漏斗，內(nèi)置400目、型號(hào)為621-90的滌綸濾布，在200mm水柱的負(fù)壓下，進(jìn)行一次抽氣過(guò)濾。對(duì)布氏漏斗內(nèi)抽干后的濾餅，停止抽吸，再均勻的噴撒100g(mL)脫鹽水，進(jìn)行二次抽濾。兩次抽濾所得的酸性洗液收集后，作為酸溶釜或蒸發(fā)器釜渣的溶解、洗滌用水；抽干后的白色的對(duì)苯二甲酸固體濾餅，放入烘箱內(nèi)，在90℃狀態(tài)下烘40分鐘。經(jīng)分析，成品料中對(duì)苯二甲酸含量為96.5％，質(zhì)量為600.5g。
實(shí)施例3取對(duì)苯二甲廢料10kg其中黑色廢料和黃色廢料各3kg，灰色固體廢料4kg。
(1)配酸與酸溶先量取92％的稀硫酸共8000mL(其中含有前幾次實(shí)例中經(jīng)蒸發(fā)或活性碳脫色后回收的母液1100mL)，加入到自制的20L的園柱形搪瓷容器內(nèi)，再取75％的硝酸2000mL，緩慢加入到20L的搪瓷容器內(nèi)，與桶內(nèi)的濃硫酸，在常溫、常壓下攪拌均勻。
向配制好的裝有混酸的搪瓷容器內(nèi)(內(nèi)置電加熱器)，邊攪拌、邊加入對(duì)苯二甲酸廢料，同時(shí)打開(kāi)電加熱器升溫并控制溶液的溫度在60～70℃之間。經(jīng)40分鐘加熱攪拌后，酸溶結(jié)束。
(2)真空抽濾將酸溶結(jié)束后的漿料，在不斷攪拌狀態(tài)下，保持料液中的固體對(duì)苯二甲酸呈懸浮狀態(tài)，然后用布氏漏斗，內(nèi)置400目、型號(hào)為621-90的滌綸濾布分批進(jìn)行抽氣過(guò)濾，抽吸真空度為400mm水柱(采用小型電動(dòng)真空泵抽吸)。抽濾出的深紅色濾液收集后進(jìn)行蒸發(fā)；抽干后的白色(帶有黃色)濾餅收集后稱重，質(zhì)量為6.45kg。
(3)洗滌、干燥將真空抽濾過(guò)程中得到的對(duì)苯二甲酸濾餅6.45kg，放入20L已清洗過(guò)的搪瓷桶內(nèi)，加入16Kg脫鹽水，邊攪拌，邊打開(kāi)電加熱器升溫至35～40℃。保持該溫度狀態(tài)下攪拌洗滌15分鐘后，用布氏漏斗，內(nèi)置400目、型號(hào)為621-90的滌綸濾布，在500mm水柱的負(fù)壓下，分批進(jìn)行抽氣過(guò)濾和洗滌抽濾。兩次抽濾所得的酸性洗液收集后，作為蒸發(fā)器釜渣的溶解、洗滌用水；抽干后的白色的對(duì)苯二甲酸固體濾餅，放入烘箱內(nèi)，在110℃狀態(tài)下烘35分鐘。經(jīng)分析，成品料中對(duì)苯二甲酸含量為96.1％，質(zhì)量為5.68kg。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)苯二甲酸廢料的分離提純方法，其特征在于分離提純的方案為a.配酸與酸溶將75％～98％的硫酸和50％～95％的硝酸按體積比1∶1～9∶1分別加入到酸槽內(nèi)經(jīng)攪拌后成混酸，再將固體的對(duì)苯二甲酸廢料加入該混酸中，酸溶溫度在20℃～80℃之間連續(xù)攪拌20～40分鐘；b.真空抽濾將以上過(guò)程生成的漿料在負(fù)壓下用過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾，濾餅集中后送入水洗池；c.洗滌將以上過(guò)程分離出的濾餅在水洗池內(nèi)用脫鹽水洗滌，脫鹽水與濾餅的比例在1∶1以上，洗滌溫度為30℃～50℃，洗滌10～20分鐘，進(jìn)行第一次抽濾，對(duì)抽濾后的濾餅加水進(jìn)行二次洗滌，之后進(jìn)行第二次抽濾，生成對(duì)苯二甲酸固體濕濾餅送至干燥器；d.將以上生成的對(duì)苯二甲酸固體濕濾餅在室溫至121℃以下干燥20～40分鐘，得到對(duì)苯二甲酸固體成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)苯二甲酸廢料的分離提純方法，其特征在于抽濾用的過(guò)濾網(wǎng)為200～500目的滌綸濾布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的對(duì)苯二甲酸廢料的分離提純方法，其特征在于采取壓差抽濾，抽濾的負(fù)壓為200～500mmH2O柱。
全文摘要
對(duì)苯二甲酸廢料的分離提純方法是一種將對(duì)苯二甲酸生產(chǎn)過(guò)程外排廢料分離、提純的方法,其提純的方案為:將75%～98%的硫酸和50%～95%的硝酸按體積比1∶1～9∶1分別加入到酸槽內(nèi)經(jīng)攪拌后成混酸,再將固體的對(duì)苯二甲酸廢料加入該混酸中;將以上過(guò)程生成的漿料在負(fù)壓下用過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾,濾餅集中后送入水洗池;將以上過(guò)程分離出的濾餅在水洗池內(nèi)用脫鹽水洗滌,生成對(duì)苯二甲酸固體濕濾餅送至干燥器;干燥20～40分鐘,得到對(duì)苯二甲酸固體成品。
文檔編號(hào)C07C63/00GK1338451SQ01113738
公開(kāi)日2002年3月6日 申請(qǐng)日期2001年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月29日
發(fā)明者黃又明 申請(qǐng)人:中國(guó)石化集團(tuán)揚(yáng)子石油化工有限責(zé)任公司