CN104003910B - 从三单体生产废水中提取间苯二甲酸-5-磺酸钠的方法 - Google Patents

Abstract

从三单体生产废水中提取间苯二甲酸-5-磺酸钠的方法，由沉淀结晶槽（A）、压滤机（B）、酯分解槽（C）、高压泵（D）、蒸馏塔（E）、脱色吸杂釜（F）、过滤器（G）、浓缩结晶釜（H）、离心脱水机（I）、热溶釜（J）、精滤器（K）、二次浓缩结晶釜（L）、衬胶脱水机（M）、干燥机（N）连接组成生产线，以三单体生产废水（I）为主要原料，经过各个工序的工艺过程，按照工艺要求向相关设备中依次加入有机沉淀剂（2）、氢氧化钠（6）,活性炭（9）、去离子水（16）、硫酸（17）及活性炭（9），在各个工序工艺过程的特定温度、时间和工艺条件下，制成间苯二甲酸-5-磺酸钠成品（24）。本发明还能够将废水中的硫酸钠晶体（4）提取出来。减少污染，保护环境，变废为宝，一举两得。

Description

从三单体生产废水中提取间苯二甲酸-5-磺酸钠的方法

技术领域

本发明涉及化学产品的生产工艺，尤其涉及利用化工产品生产过程中的废液提取相应有用物质的方法。

背景技术

三单体是间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠的通俗称呼，可用作聚酯切片的添加剂。由于生产过程中产生的废水会对土壤和环境造成污染，因此必须进行治理。同时废水中含有3～5%的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠及间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸的二钠盐和三钠盐，还含有5～7%的硫酸钠等有用化学成分，若能提取出来就会一举两得，既能创造有用的价值，又能治理废水污染。目前主要是采用树脂吸附法进行提取间苯二甲酯-5-磺酸钠，设备投资大，成本高，难于实现工业化生产。由于彻底回收有机成分和无机盐代价较高，一般企业在通过蒸馏提取残余甲醇之后，即将生产废水直接排放，会对环境造成污染。本申请人的发明专利“一种利用三单体的生产废水进行综合处理的方法”（专利号：ZL201110378414.4）采用萃取技术，处理成本较低，但是萃余水中含量5～7%的硫酸钠尚不能有效的提取出来。国内企业每生产1吨间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠，需排放4吨生产废水；若年产3000吨产品即排放12000吨生产废水，不但会对土地和环境造成污染，而且大量残余的有用成分流失，造成经济损失。

发明内容

本发明的目的，就是提供一种治理三单体生产废水的方法，能够有效提取废水中的间苯二甲酸-5-磺酸钠，并能将生产废水中的硫酸钠提取出来，充分利用生产废水中的有效化学成分，净化废水，保护环境，减少污染，变废为宝，提高经济效益和社会效益。

本发明的任务是这样完成的：设计研究一种从三单体生产废水中提取间苯二甲酸-5-磺酸钠的方法，由沉淀结晶槽、压滤机、酯分解槽、高压泵、蒸馏塔、脱色吸杂釜、过滤器、浓缩结晶釜、离心脱水机、热溶釜、精滤器、二次浓缩结晶釜、衬胶脱水机、干燥机通过管道连接组成生产线，以三单体生产废水为主要原料，经过沉淀结晶及压滤工序、酯分解及蒸馏工序、脱色除杂及过滤过序、浓缩结晶及脱水工序、热溶精滤及二次浓缩结晶工序、终端脱水及干燥工序的各个工艺过程，按照工艺要求，在沉淀结晶及压滤工序的工艺过程中，向沉淀结晶槽中加入三单体生产废水和有机沉淀剂，加入量按体积比例为：三单体生产废水100份、有机沉淀剂30～100份，进行搅拌混合，有机沉淀剂为甲醇、乙醇、丙酮中的一种，或其中任意两种成分的组合，沉淀温度25～30℃，搅拌速度30～60转/分钟，搅拌时间10～15分钟，然后将沉淀结晶槽中搅拌均匀的混合液加入压滤机中，将形成结晶体的硫酸钠晶体分离出来向外排出，分离滤液进入酯分解及蒸馏工序；在酯分解及蒸馏工序的工艺过程中，将分离出硫酸钠晶体后的分离滤液加入酯分解槽中，再加入固体氢氧化钠，其加入量按质量计为分离滤液的0.5～1%，进行搅拌，混合均匀，使酯分解液的pH值达到8～10，然后通过高压泵将酯分解液打入蒸馏塔中进行蒸馏，设定蒸馏温度为：塔顶气相温度64～70℃、塔底液相温度85～100℃、塔顶回流温度≤50℃；经过蒸馏，将酯分解液中的有机沉淀剂分离出来，再输回沉淀结晶槽中重复利用，蒸馏余液进入脱色除杂及过滤工序；在脱色除杂及过滤工序加入活性炭，形成除杂滤液，进入浓缩结晶及脱水工序；在浓缩结晶及脱水工序分离出有机沉淀剂，形成脱水晶体，进入热溶精滤及二次浓缩结晶工序；在热溶精滤及二次浓缩结晶工序加入去离子水，再加入硫酸和活性炭，形成二次浓缩结晶液，进入终端脱水及干燥工序；在终端脱水及干燥工序将二次浓缩结晶液进行脱水，形成终端晶体，进行烘干后，即制成为间苯二甲酸-5-磺酸钠成品。脱色除杂及过滤工序的工艺过程为：将蒸馏余液输入脱色吸杂釜内，同时加入活性炭，进行脱色和吸附杂质，然后将脱色吸杂釜中的含杂液输入过滤器中进行过滤分离，将过滤出的固化物排出过滤器外另行处理，除杂滤液进入浓缩结晶及脱水工序。浓缩结晶及脱水工序的工艺过程为：先将除杂滤液加入浓缩结晶釜中进行搅拌，搅拌机转速30～50转/分钟，浓缩温度≤70℃，压力-0.06～0.08MPa，浓缩终点除杂滤液发白开始结晶，结晶温度25～30℃，结晶时间5～7个小时，然后将浓缩结晶液输入离心脱水机中进行脱水，将脱水晶体与有机沉淀剂分离，有机沉淀剂输回沉淀结晶槽重复利用，脱水晶体进入热溶精滤及二次浓缩结晶工序。热溶精滤及二次浓缩结晶工序的工艺过程为：先向热溶釜中加入去离子水，再按照与去离子水质量比1：1.2～1.5的比例加入脱水晶体进行溶解，脱水晶体为半成品间苯二甲酸-5-磺酸钠三钠盐，热溶温度为30～50℃，再加入硫酸和活性炭进行搅拌，硫酸加入量按质量比为脱水晶体的5～10%，活性炭加入量按质量比为脱水晶体的2～3%，搅拌速度≥86转/分钟，完全溶解后形成热溶液，加入精滤器中进行精滤，将滤出的固体滤出物向外排出，精滤液输入二次浓缩结晶釜中进行浓缩结晶，釜内工艺过程与浓缩结晶及脱水工序的浓缩结晶釜相同，形成二次浓缩结晶液，然后进入终端脱水及干燥工序。终端脱水及干燥工序的工艺过程为：将二次浓缩结晶液输入衬胶脱水机中进行脱水，终端滤液输回脱色吸杂釜进行重复利用，脱水后的终端晶体输入干燥机中进行烘干，干燥机内的温度为160℃，终端晶体烘干后输出干燥机，即为间苯二甲酸-5-磺酸钠成品。成品为白色粉末，可用来制备适用于各种涂料的无胺的水性聚酯树脂和水性聚氨酯，可以替代三单体，其性能优于三单体，用途广泛。

按照上述技术方案进行实施、试验，证明本发明能够充分治理三单体生产废水，既提取出了高附加值的间苯二甲酸-5-磺酸钠，又将残余的硫酸钠分离出来，不需添加硫酸进行处理，工艺过程中所添加的有机沉淀剂可以重复利用，降低了成本，减少了污染，保护了环境，变废为宝，一举两得，提高了经济社会效益，较好地达到了预定的目的。

附图说明

图1所示为本发明的工艺流程图。

图中，1—三单体生产废水，2—有机沉淀剂，3—混合液，4—硫酸钠晶体，5—分离滤液，6—固体氢氧化钠，7—酯分解液，8—蒸馏余液，9—活性炭，10—压缩空气，11—含杂液，12—固化物，13—除杂滤液，14—浓缩结晶液，15—脱水晶体，16—去离子水，17—硫酸，18—热溶液，19—固体滤出物，20—精滤液，21—二次浓缩结晶液，22—终端滤液，23—终端晶体，24—间苯二甲酸-5-磺酸钠成品；A—沉淀结晶槽，B—压滤机，C—酯分解槽，D—高压泵，E—蒸馏塔，F—脱色吸杂釜，G—过滤器，H—浓缩结晶釜，I—离心脱水机，J—热溶釜，K—精滤器，L—二次浓缩结晶釜，M—衬胶脱水机，N—干燥机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式加以说明。

参阅图1，本发明由沉淀结晶槽A、压滤机B、酯分解槽C、高压泵D、蒸馏塔E、脱色吸杂釜F、过滤器G、浓缩结晶釜H、离心脱水机I、热溶釜J、精滤器K、二次浓缩结晶釜L、衬胶脱水机M、干燥机N通过管道连接组成生产线，以三单体生产废水1为主要原料，经过沉淀结晶及压滤工序、酯分解及蒸馏工序、脱色除杂及过滤过序、浓缩结晶及脱水工序、热溶精滤及二次浓缩结晶工序、终端脱水及干燥工序的各个工艺过程，按照工艺要求，在沉淀结晶及压滤工序的工艺过程中，向沉淀结晶槽A中加入三单体生产废水1和有机沉淀剂2，加入量按体积比例为：三单体生产废水1100份、有机沉淀剂230～100份，进行搅拌混合，有机沉淀剂2为甲醇、乙醇、丙酮中的一种，或其中任意两种成分的组合，沉淀温度25～30℃，搅拌速度30～60转/分钟，搅拌时间10～15分钟，然后将沉淀结晶槽A中搅拌均匀的混合液3加入压滤机B中，将形成结晶体的硫酸钠晶体4分离出来向外排出，分离滤液5进入酯分解及蒸馏工序。在酯分解及蒸馏工序的工艺过程中，将分离出硫酸钠晶体4后的分离滤液5加入酯分解槽C中，再加入固体氢氧化钠6，其加入量按质量计为分离滤液5的0.5～1%，进行搅拌，混合均匀，使酯分解液7的pH值达到8～10，然后通过高压泵D将酯分解液7打入蒸馏塔D中进行蒸馏，设定蒸馏温度为：塔顶气相温度64～70℃、塔底液相温度85～100℃、塔顶回流温度≤50℃；经过蒸馏，将酯分解液7中的有机沉淀剂2分离出来，再输回沉淀结晶槽A中重复利用，蒸馏余液8进入脱色除杂及过滤工序。在脱色除杂及过滤工序加入活性炭9，形成除杂滤液13，进入浓缩结晶及脱水工序。在浓缩结晶及脱水工序分离出有机沉淀剂2，形成脱水晶体15，进入热溶精滤及二次浓缩结晶工序。在热溶精滤及二次浓缩结晶工序加入去离子水16，再加入硫酸17和活性炭9，形成二次浓缩结晶液21，进入终端脱水及干燥工序。在终端脱水及干燥工序将二次浓缩结晶液21进行脱水，形成终端晶体23，进行烘干后，即制成为间苯二甲酸-5-磺酸钠成品。

所述的脱色除杂及过滤工序的工艺过程为：将蒸馏余液8输入脱色吸杂釜F内，同时加入活性炭9，进行脱色和吸附杂质，然后将脱色吸杂釜F中的含杂液11输入过滤器G中进行过滤分离，将过滤出的固化物12排出过滤器G外另行处理，除杂滤液13进入浓缩结晶及脱水工序。

所述的浓缩结晶及脱水工序的工艺过程为：先将除杂滤液13加入浓缩结晶釜H中进行搅拌，搅拌机转速30～50转/分钟，浓缩温度≤70℃，压力-0.06～0.08MPa，浓缩终点除杂滤液13发白开始结晶，结晶温度25～30℃，结晶时间5～7个小时，然后将浓缩结晶液14输入离心脱水机I中进行脱水，将脱水晶体15与有机沉淀剂2分离，有机沉淀剂2输回沉淀结晶槽A重复利用，脱水晶体15进入热溶精滤及二次浓缩结晶工序。

所述的热溶精滤及二次浓缩结晶工序的工艺过程为：先向热溶釜J中加入去离子水16，再按照与去离子水16质量比1：1.2～1.5的比例加入脱水晶体15进行溶解，脱水晶体15为半成品间苯二甲酸-5-磺酸钠三钠盐，热溶温度为30～50℃，再加入硫酸17和活性炭9进行搅拌，硫酸17加入量按质量比为脱水晶体15的5～10%，活性炭9加入量按质量比为脱水晶体15的2～3%，搅拌速度≥86转/分钟，完全溶解后形成热溶液18，加入精滤器K中进行精滤，将滤出的固体滤出物19向外排出，精滤液20输入二次浓缩结晶釜L中进行浓缩结晶，釜内工艺过程与所述的浓缩结晶及脱水工序的浓缩结晶釜G相同，形成二次浓缩结晶液21，然后进入终端脱水及干燥工序。

所述的终端脱水及干燥工序的工艺过程为：将二次浓缩结晶液21输入衬胶脱水机M中进行脱水，终端滤液22输回脱色吸杂釜F进行重复利用，脱水后的终端晶体23输入干燥机N中进行烘干，干燥机N内的温度为160℃，终端晶体23烘干后输出干燥机N，即为间苯二甲酸-5-磺酸钠成品24。间苯二甲酸-5-磺酸钠成品24为白色粉末，可用来制备适用于各种涂料的无胺的水性聚酯树脂和水性聚氨酯，可以替代三单体，其性能优于三单体，用途广泛。

本发明能够充分治理三单体生产废水，既提取出了高附加值的间苯二甲酸-5-磺酸钠，又将残余的硫酸钠分离出来，不需添加硫酸进行处理，工艺过程中所添加的有机沉淀剂可以重复利用，降低了成本，减少了污染，保护了环境，变废为宝，一举两得，提高了经济社会效益。

Claims (5)

1.从三单体生产废水中提取间苯二甲酸-5-磺酸钠的方法，其特征在于是由沉淀结晶槽（A）、压滤机（B）、酯分解槽（C）、高压泵（D）、蒸馏塔（E）、脱色吸杂釜（F）、过滤器（G）、浓缩结晶釜（H）、离心脱水机（I）、热溶釜（J）、精滤器（K）、二次浓缩结晶釜（L）、衬胶脱水机（M）、干燥机（N）通过管道连接组成生产线，以三单体生产废水（1）为主要原料，经过沉淀结晶及压滤工序、酯分解及蒸馏工序、脱色除杂及过滤工序、浓缩结晶及脱水工序、热溶精滤及二次浓缩结晶工序、终端脱水及干燥工序的各个工艺过程；按照工艺要求，在沉淀结晶及压滤工序的工艺过程中，向沉淀结晶槽（A）中加入三单体生产废水（1）和有机沉淀剂（2），加入量按体积比例为：三单体生产废水（1）100份、有机沉淀剂（2）30～100份，进行搅拌混合，有机沉淀剂（2）为甲醇、乙醇、丙酮中的一种，或其中任意两种成分的组合，沉淀温度25～30℃，搅拌速度30～60转/分钟，搅拌时间10～15分钟，然后将沉淀结晶槽（A）中搅拌均匀的混合液（3）加入压滤机（B）中，将形成结晶体的硫酸钠晶体（4）分离出来向外排出，分离滤液（5）进入酯分解及蒸馏工序；在酯分解及蒸馏工序的工艺过程中，将分离出硫酸钠晶体（4）后的分离滤液（5）加入酯分解槽（C）中，再加入固体氢氧化钠（6），其加入量按质量计为分离滤液（5）的0.5～1%，进行搅拌，混合均匀，使酯分解液（7）的pH值达到8～10，然后通过高压泵（D）将酯分解液（7）打入蒸馏塔（E）中进行蒸馏，设定蒸馏温度为：塔顶气相温度64～70℃、塔底液相温度85～100℃、塔顶回流温度≤50℃；经过蒸馏，将酯分解液（7）中的有机沉淀剂（2）分离出来，再输回沉淀结晶槽（A）中重复利用，蒸馏余液（8）进入脱色除杂及过滤工序；在脱色除杂及过滤工序加入活性炭（9），形成除杂滤液（13），进入浓缩结晶及脱水工序；在浓缩结晶及脱水工序分离出有机沉淀剂（2），形成脱水晶体（15），进入热溶精滤及二次浓缩结晶工序；在热溶精滤及二次浓缩结晶工序加入去离子水（16），再加入硫酸（17）和活性炭（9），形成二次浓缩结晶液（21），进入终端脱水及干燥工序；在终端脱水及干燥工序将二次浓缩结晶液（21）进行脱水，形成终端晶体（23），进行烘干后，即制成为间苯二甲酸-5-磺酸钠成品（24）。

2.按照权利要求1所述的从三单体生产废水中提取间苯二甲酸-5-磺酸钠的方法，其特征在于所述的脱色除杂及过滤工序的工艺过程为：将蒸馏余液（8）输入脱色吸杂釜（F）内，同时加入活性炭（9），进行脱色和吸附杂质，然后将脱色吸杂釜（F）中的含杂液（11）输入过滤器（G）中进行过滤分离，将过滤出的固化物（12）排出过滤器（G）外另行处理，除杂滤液（13）进入浓缩结晶及脱水工序。

3.按照权利要求1所述的从三单体生产废水中提取间苯二甲酸-5-磺酸钠的方法，其特征在于所述的浓缩结晶及脱水工序的工艺过程为：先将除杂滤液（13）加入浓缩结晶釜（H）中进行搅拌，搅拌机转速30～50转/分钟，浓缩温度≤70℃，压力-0.06～0.08MPa，浓缩终点除杂滤液（13）发白开始结晶，结晶温度25～30℃，结晶时间5～7个小时，然后将浓缩结晶液（14）输入离心脱水机（I）中进行脱水，将脱水晶体（15）与有机沉淀剂（2）分离，有机沉淀剂（2）输回沉淀结晶槽（A）重复利用，脱水晶体（15）进入热溶精滤及二次浓缩结晶工序。

4.按照权利要求1所述的从三单体生产废水中提取间苯二甲酸-5-磺酸钠的方法，其特征在于所述的热溶精滤及二次浓缩结晶工序的工艺过程为：先向热溶釜（J）中加入去离子水（16），再按照与去离子水（16）质量比1：1.2～1.5的比例加入脱水晶体（15）进行溶解，脱水晶体（15）为半成品间苯二甲酸-5-磺酸钠三钠盐，热溶温度为30～50℃，再加入硫酸（17）和活性炭（9）进行搅拌，硫酸（17）加入量按质量比为脱水晶体（15）的5～10%，活性炭（9）加入量按质量比为脱水晶体（15）的2～3%，搅拌速度≥86转/分钟，完全溶解后形成热溶液（18），加入精滤器（K）中进行精滤，将滤出的固体滤出物（19）向外排出，精滤液（20）输入二次浓缩结晶釜（L）中进行浓缩结晶，釜内工艺过程与浓缩结晶及脱水工序的浓缩结晶釜（G）相同，形成二次浓缩结晶液（21），然后进入终端脱水及干燥工序。

5.按照权利要求1所述的从三单体生产废水中提取间苯二甲酸-5-磺酸钠的方法，其特征在于所述的终端脱水及干燥工序的工艺过程为：将二次浓缩结晶液（21）输入衬胶脱水机（M）中进行脱水，终端滤液（22）输回脱色吸杂釜（F）进行重复利用，脱水后的终端晶体（23）输入干燥机（N）中进行烘干，干燥机（N）内的温度为160℃，终端晶体（23）烘干后输出干燥机（N），即为间苯二甲酸-5-磺酸钠成品（24）。