利用環(huán)己酮皂化廢堿液制取純堿和無水硫酸鈉的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)己酮生產(chǎn)廢堿液資源化利用技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種利用環(huán)己酮皂化廢堿液制取純堿和硫酸鈉的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)己酮是一種重要的化工原料，同時也是性能優(yōu)良的工業(yè)溶劑，在己內(nèi)酰胺、己二酸的生產(chǎn)以及農(nóng)藥、醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣泛的用途。目前工業(yè)上一般采用環(huán)己烷液相氧化法生產(chǎn)環(huán)己酮。在環(huán)己烷氧化過程中，由于醇產(chǎn)物的選擇性為75?85%，部分環(huán)己烷不可避免的發(fā)生深度氧化，產(chǎn)生一系列副產(chǎn)物，包括I?6個碳原子的一元羧酸、二元羧酸、含氧酸、醚、縮聚物以及低級醇、酮和醛等。為除去副產(chǎn)物，工業(yè)上采用氫氧化鈉中和皂化，副產(chǎn)物經(jīng)過堿洗排出，形成皂化廢堿液。皂化廢堿液排放量大，成分非常復(fù)雜，有機物種類多和含量高，COD高達數(shù)十萬mg/L，隨著國家對企業(yè)環(huán)保要求的提高，如何妥善處理環(huán)己酮生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢堿液成為亟待解決的重要課題。
[0003]資源化處理環(huán)己酮皂化廢堿液最有吸引力，因此國內(nèi)部分科研機構(gòu)先后對其進行了研究，并取得了一些重要進展，其中化學法最具代表性。中和萃取工藝是采用硫酸中和皂化廢堿液，形成酸性黑油和酸化污水，然后用有機溶劑萃取酸化污水，有機相經(jīng)減壓蒸餾回收溶劑和萃取物。此法雖對有機物和水相進行了一定的分離，但該法使用大量有機溶劑，導(dǎo)致成本提高，而且萃取分離效率較低，酸化污水COD高，難以生化處理；中和精餾工藝是采用硫酸或工業(yè)廢酸中和廢堿液，水相經(jīng)多效蒸發(fā)濃縮，結(jié)晶回收硫酸鈉，蒸發(fā)水去生化處理，皂化油(有機相)則經(jīng)脫水、粗蒸分離有機酸，有機酸再通過多次精餾分離、精制，尾渣用于合成燃料油。該工藝對廢堿液中的各種成分都進行了相應(yīng)的處理，可謂各得其所，正是如此，使得該工藝路線長，配套設(shè)備多，設(shè)備維護和操作運行成本高，而且由于有機物組分復(fù)雜，含量不一，精餾回收所得的有機物產(chǎn)品純度有限，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定;其他皂化廢堿液的處理方法也存在雜質(zhì)分離困難，處理不徹底等弊端。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，目的是提供一種以廢治廢、無二次污染物產(chǎn)生、成本低和純堿回收率高的利用環(huán)己酮皂化廢堿液制取純堿和無水硫酸鈉的方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括以下步驟:
步驟一、先將環(huán)己酮廢堿液蒸發(fā)濃縮至固含量為35?50wt%，再將濃縮后的環(huán)己酮廢堿液栗入焚燒爐內(nèi)焚燒，得到固體廢堿。
[0006]步驟二、將一部分所述固體廢堿用純水溶解，過濾除去不溶性雜質(zhì)，得過濾后的廢堿液。
[0007]步驟三、將過濾后的廢堿液升溫至35?55°C，然后向升溫后的廢堿液中通入富含二氧化碳的廢氣進行碳化，碳化時間為20?40min，過濾，得到結(jié)晶母液和碳酸氫鈉濾餅，用純水洗滌碳酸氫鈉濾餅，得到碳酸氫鈉晶體。
[0008]步驟四、將所得的碳酸氫鈉晶體于105?110°C條件下烘干2?3h，再移至馬弗爐，在270?300 °C條件下煅燒2?3h，即得純堿。
[0009]步驟五、用所述結(jié)晶母液溶解另一部分所述固體廢堿，過濾除去不溶性雜質(zhì)，得過濾后的廢堿液。
[0010]步驟六、重復(fù)步驟三?步驟五，直至重復(fù)步驟三?步驟五后的結(jié)晶母液中的硫酸鈉濃度為12?18wt°/dt，加入硫酸，硫酸的加入量為結(jié)晶母液中剩余碳酸鈉的物質(zhì)的量的1.1倍，攪拌10?15min，冷卻至O?5°C，結(jié)晶析出硫酸鈉，過濾，用純水洗滌濾餅，得硫酸鈉晶體；將所述硫酸鈉晶體于105?110°C條件下烘干2?3h，即得無水硫酸鈉。
[0011 ] 所述環(huán)己酮廢堿液中含有:20?30wt%的有機酸鈉鹽;2?5wt%的氫氧化鈉;3?5wt°/c^碳酸鈉;60?70%的水。
[0012]所述固體廢堿中含有:65?75wt°/c^碳酸鈉；18~25?七％的硫酸鈉;0.5?1.5wt%的不溶性雜質(zhì)。
[0013]所述富含二氧化碳的廢氣中的CO2的體積含量為85?95%。
[0014]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果:
(I)本發(fā)明涉及的利用環(huán)己酮皂化廢堿液制取純堿和無水硫酸鈉的方法，濃縮的環(huán)己酮皂化廢堿液在焚燒爐內(nèi)焚燒，通過燃燒將廢堿液中大量復(fù)雜且難以分離的有機物轉(zhuǎn)化為碳酸鈉，充分利用了皂化廢堿液中的各種有用資源，大大降低了回收難度。
[0015](2)本發(fā)明涉及的利用環(huán)己酮皂化廢堿液制取純堿和無水硫酸鈉的方法，利用廠內(nèi)大量富含二氧化碳的廢氣進行碳化，實現(xiàn)了以廢治廢，同時完成了二氧化碳的有效減排和資源化。
[0016](3)本發(fā)明涉及的利用環(huán)己酮皂化廢堿液制取純堿和無水硫酸鈉的方法，利用結(jié)晶母液溶解固體廢堿，環(huán)循碳化，得到的純堿回收率高，且還可回收其中的硫酸鈉，無二次污染物產(chǎn)生。
[0017]因此，本發(fā)明具有以廢治廢、無二次污染物產(chǎn)生、成本低和純堿回收率高的特點。
【具體實施方式】
[0018]下面通過【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步描述，并非對其保護范圍的限制。
[0019]為避免重復(fù)，先將本【具體實施方式】所涉及的物質(zhì)統(tǒng)一描述如下，實施例中不再贅述。
[0020]所述環(huán)己酮廢堿液中含有:20?30wt%的有機酸鈉鹽，2?5wt%的氫氧化鈉，3?5wt°/c^碳酸鈉，60?70%的水。
[0021 ] 所述固體廢堿中含有:65?75wt%的碳酸鈉，18?25wt%的硫酸鈉，0.5-1.5wt%的不溶性雜質(zhì)。
[0022]所述富含二氧化碳的廢氣中的CO2的體積含量為85?95%。
[0023]實施例1
一種利用環(huán)己酮皂化廢堿液制取純堿和硫酸鈉的方法。本實施例所述方法的具體步驟是:
步驟一、先將環(huán)己酮廢堿液蒸發(fā)濃縮至固含量為35?40wt%，再將濃縮后的環(huán)己酮廢堿液栗入焚燒爐內(nèi)焚燒，得到固體廢堿。
[0024]步驟二、將一部分所述固體廢堿用純水溶解，過濾除去不溶性雜質(zhì)，得過濾后的廢堿液。
[0025]步驟三、將過濾后的廢堿液升溫至35?45°C，然后向升溫后的廢堿液中通入富含二氧化碳的廢氣進行碳化，碳化時間為20?30min，過濾，得到結(jié)晶母液和碳酸氫鈉濾餅，用純水洗滌碳酸氫鈉濾餅，得到碳酸氫鈉晶體。
[0026]步驟四、將所得的碳酸氫鈉晶體于105?110°C條件下烘干2?3h，再移至馬弗爐，在270?280 °C條件下煅燒2?3h，即得純堿。
[0027]步驟五、用所述結(jié)晶母液溶解另一部分所述固體廢堿，過濾除去不溶性雜質(zhì)，得過濾后的廢堿液。
[0028]步驟六、重復(fù)步驟三?步驟五，直至重復(fù)步驟三?步驟五后的結(jié)晶母液中的硫酸鈉濃度為12?15wt°/dt，加入硫酸，硫酸的加入量為結(jié)晶母液中剩余碳酸鈉的物質(zhì)的量的1.1倍，攪拌10?15min，冷卻至O?5°C，結(jié)晶析出硫酸鈉，過濾，用純水洗滌濾