CN111762920B - 一种降低醋酸废液中钾离子浓度的方法 - Google Patents

一种降低醋酸废液中钾离子浓度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种降低醋酸废液中钾离子浓度的方法，包括以下步骤：1)将原始的醋酸废液A置于容器中，在搅拌过程中通入HCl气体；2)醋酸废液中钾离子浓度小于4g/L时，停止通入HCl气体并静置一定时间，得到废液B；3)将废液B进行过滤，得到滤液C；4)将滤液C通入装有阴离子交换树脂的容器中处理，降低Cl离子浓度，得到经过阴离子交换树脂处理后的废液D。本发明的方法处理后废液D中钾离子浓度小于4g/L，Cl离子浓度不大于400ppm，废液D中钾离子浓度大幅降低，可作为精馏原料，有利于精馏***的平稳运行，不但提高了废液中有用成分(如丙酸)的回收率，而且废液量大大减少，环保效益显著。

Description

一种降低醋酸废液中钾离子浓度的方法
技术领域
本发明涉及醋酸合成技术领域，具体涉及一种降低醋酸废液中钾离子浓度的方法。
背景技术
工业上甲醇低压液相合成醋酸工艺，使用锗/碘催化剂体系，精馏***成品塔的废液由于组分复杂。目前处理方法主要有三种：一是将废液与可燃气伴烧排放，由于废液的强腐蚀性，焚烧炉选型困难，投用后故障率高，不利于环保；二是将此部分废液廉价外售，目前售价大跌且出现无人收购局面。随着环保要求日益严格，这两种方法逐渐将被淘汰。三是精馏分离，由于废液中含有大量的钾离子，醋酸废液中钾离子浓度往往在35-60g/L，精馏过程中含钾离子的重组分容易造成管道堵塞，严重时导致精馏***停车。同时，精馏效率较低，废液中的醋酸和丙酸回收率低于50％。因此，市面上急需一种能够降低醋酸废液中钾离子浓度的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种降低醋酸废液中钾离子浓度的方法，以解决现有技术中存在的醋酸废液中钾离子浓度高容易造成管道堵塞甚至精馏***停车的问题。
为实现上述目的，本发明的一种降低醋酸废液中钾离子浓度的方法采用如下技术方案：一种降低醋酸废液中钾离子浓度的方法，包括以下步骤：
1)将原始的醋酸废液A置于容器中，在搅拌过程中通入HCl气体；
2)醋酸废液中钾离子浓度小于4g/L时，停止通入HCl气体并静置一定时间，得到废液B；
3)将废液B进行过滤，得到滤液C；
4)将滤液C通入装有阴离子交换树脂的容器中处理，降低Cl离子浓度，得到经过阴离子交换树脂处理后的废液D。
所述步骤1)中HCl的通入速度不大于1.5L/h。
所述步骤2)中静置时间为30-60min。
所述步骤1)中通入HCl气体的摩尔量与醋酸废液中钾离子的摩尔量之比为1.005-1.055。
步骤1)中通入HCl气体的摩尔量与醋酸废液中钾离子的摩尔量之比为1.005。
所述步骤4)中阴离子交换树脂采用碳酸氢型(HCO3-)阴离子交换树脂。
吸附饱和后的阴离子交换树脂通过NaHCO3溶液和纯水进行再生。
再生流速不大于4L/h，再生时间为10-30min，然后用纯水反洗10-30min。
本发明的有益效果：本发明的方法处理后废液D中钾离子浓度小于4g/L，废液D中钾离子浓度大幅降低，可作为精馏原料，有利于精馏***的平稳运行，不但提高了废液中有用成分(如丙酸)的回收率，而且废液量大大减少，环保效益显著。处理后的废液中Cl离子浓度不大于400ppm，降低废液对设备的腐蚀作用，因为溶液中Cl离子浓度大于400ppm时会对不锈钢设备产生腐蚀作用，通过点坑腐蚀、应力腐蚀的形式腐蚀设备。
具体实施方式
本发明的一种降低醋酸废液中钾离子浓度的方法的实施例，包括以下步骤：
1)将原始的醋酸废液A置于容器中，在搅拌过程中通入HCl气体；
2)醋酸废液中钾离子浓度小于4g/L时，停止通入HCl气体并静置一定时间，得到废液B；
3)将废液B进行过滤，得到滤液C；
4)将滤液C通入装有阴离子交换树脂的容器中处理，降低Cl离子浓度，得到经过阴离子交换树脂处理后的废液D。
步骤1)中HCl的通入速度不大于1.5L/h。
步骤1)中搅拌时间为5-10min。
步骤2)中静置时间为30-60min。
步骤1)中通入HCl气体的摩尔量与醋酸废液中钾离子的摩尔量之比为1.005-1.055，优先选用1.005。
步骤4)中阴离子交换树脂采用碳酸氢型(HCO3-)阴离子交换树脂。
吸附饱和后的阴离子交换树脂通过NaHCO3溶液和纯水进行再生。
再生流速不大于4L/h，再生时间为10-30min，然后用纯水反洗10-30min。
步骤4)中废液D中Cl离子浓度，若不小于400ppm，则需要增加树脂装填量或处理时间，直至满足废液D中Cl离子浓度不大于400ppm的要求。
实验例1
目前，河南西部某醋酸合成装置产废酸20-30吨/天，其中醋酸含量约30-35％，丙酸60-70％，钾离子浓度42g/L。现场建设有精馏分离设备，但是由于钾离子等金属离子浓度高，精馏过程中管道极易堵塞，精馏装置无法正常运转。取该样品进行处理，效果良好。
将该厂的醋酸废液2L放在带有搅拌装置的密闭容器中，搅拌5分钟。在搅拌状态下，向密闭容器中以1.0L/小时的速度通入高纯HCl气体。采用火焰光度法测试分析废酸中钾离子浓度，钾离子浓度为4g/L时，停止通入HCl气体(经计算，通入HCl气体的摩尔量与醋酸废液中钾离子的摩尔量之比为1.005)，静置30分钟。得到废液B。过滤B，得到滤液C。将滤液C通入装有碳酸氢型(HCO3 －)阴离子交换树脂的容器中，进行处理。得到经过交换树脂处理后的废液D，采用离子色谱法测定废液D中Cl离子浓度，为800ppm。增加树脂装填量为原装填量的1.3倍，测得Cl离子浓度为300ppm。此时的废液D中钾离子浓度明显降低，大大降低管道堵塞概率，可做为精馏原料。
处理22.1L废酸后，阴离子交换树脂吸附饱和，用8g/L的NaHCO3溶液进行再生，再生流速4L/小时，再生时间10分钟，然后用纯水反洗10分钟。再生洗液去企业的污水处理***。
实验例2
目前，河南南部某醋酸合成装置产废酸10-25吨/天，其中醋酸含量约40-45％，丙酸50-60％，钾离子浓度58g/L。取该样品进行处理，效果良好。
将该厂的醋酸废液2L放在带有搅拌装置的密闭容器中，搅拌8分钟。在搅拌状态下，向密闭容器中以1.5L/小时的速度通入高纯HCl气体。采用火焰光度法测试分析废酸中钾离子浓度，钾离子浓度为3.2g/L时，停止通入HCl气体(经计算，通入HCl气体的摩尔量与醋酸废液中钾离子的摩尔量之比为1.055，静置50分钟。得到废液B。过滤B，得到滤液C。将滤液C通入装有碳酸氢型(HCO3 －)阴离子交换树脂的容器中，进行处理。得到经过交换树脂处理后的废液D，采用离子色谱法测定废液D中Cl离子浓度，为330ppm。此时的废液D中钾离子浓度明显降低，大大降低管道堵塞概率，可做为精馏原料。
处理14.0L废酸后，阴离子交换树脂吸附饱和，用8g/L的NaHCO3溶液进行再生，再生流速3.5L/小时，再生时间26分钟，然后用纯水反洗18分钟。再生洗液去企业的污水处理***。
实施例3
采用实施例2中的醋酸废液样品。
将醋酸废液2L放在带有搅拌装置的密闭容器中，搅拌10分钟。在搅拌状态下，向密闭容器中以1.2L/小时的速度通入高纯HCl气体。采用火焰光度法测试分析废酸中钾离子浓度，钾离子浓度为3.8g/L时，停止通入HCl气体(经计算，通入HCl气体的摩尔量与醋酸废液中钾离子的摩尔量之比为1.021，静置60分钟。得到废液B。过滤B，得到滤液C。将滤液C通入装有碳酸氢型(HCO3 －)阴离子交换树脂的容器中，进行处理。得到经过交换树脂处理后的废液D，采用离子色谱法测定废液D中Cl离子浓度，为390ppm。此时的废液D中钾离子浓度明显降低，大大降低管道堵塞概率，可做为精馏原料。
处理14.6L废酸后，阴离子交换树脂吸附饱和，用8g/L的NaHCO3溶液进行再生，再生流速3.0L/小时，再生时间30分钟，然后用纯水反洗30分钟。再生洗液去企业的污水处理***。

Claims (8)

1.一种降低醋酸废液中钾离子浓度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将原始的醋酸废液A置于容器中，在搅拌过程中通入HCl气体；
2)醋酸废液中钾离子浓度小于4g/L时，停止通入HCl气体并静置一定时间，得到废液B；
3)将废液B进行过滤，得到滤液C；
4)将滤液C通入装有阴离子交换树脂的容器中处理，降低Cl离子浓度，得到经过阴离子交换树脂处理后的废液D。
2.根据权利要求1所述的降低醋酸废液中钾离子浓度的方法，其特征在于：所述步骤1)中HCl的通入速度不大于1.5L/h。
3.根据权利要求1所述的降低醋酸废液中钾离子浓度的方法，其特征在于：所述步骤2)中静置时间为30-60min。
4.根据权利要求1所述的降低醋酸废液中钾离子浓度的方法，其特征在于：所述步骤1)中通入HCl气体的摩尔量与醋酸废液中钾离子的摩尔量之比为1.005-1.055。
5.根据权利要求4所述的降低醋酸废液中钾离子浓度的方法，其特征在于：步骤1)中通入HCl气体的摩尔量与醋酸废液中钾离子的摩尔量之比为1.005。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的降低醋酸废液中钾离子浓度的方法，其特征在于：所述步骤4)中阴离子交换树脂采用碳酸氢型(HCO3-)阴离子交换树脂。
7.根据权利要求6所述的降低醋酸废液中钾离子浓度的方法，其特征在于：吸附饱和后的阴离子交换树脂通过NaHCO3溶液和纯水进行再生。
8.根据权利要求7所述的降低醋酸废液中钾离子浓度的方法，其特征在于：再生流速不大于4L/h，再生时间为10-30min，然后用纯水反洗10-30min。
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