公布日：2024.12.13
申请日：2023.06.12
分类号：C07C253/34(2006.01)I;C07C255/08(2006.01)I
摘要
一种腈纶生产废水回收丙烯腈的工艺，属于含丙烯酸的废水处理技术领域。现有技术中的大部分含有丙烯酸的废水处理工艺大多采用强碱处理或生物菌种处理，存在工艺复杂，成本较高的缺点，并且浪费可回收的单体。本发明包括以下步骤：1）腈纶生产废水中加入pH缓冲剂调节pH至6~10后，连续搅拌2~4h；2）获得物料加热至60~70℃，自闪蒸塔底部进入闪蒸塔，闪蒸分离获得丙烯腈；其中，所述的pH缓冲剂为碳酸钠、碳酸氢钠和焦磷酸钠中的一种或几种任意比例的混合物。利用特定的pH缓冲剂调节腈纶生产废水至特定pH后，能够利用闪蒸回收丙烯腈，获得的丙烯腈纯度高，收率大，能耗低，方法简单。
权利要求书
1.一种腈纶生产废水回收丙烯腈的工艺，其特征在于：包括以下步骤：1）腈纶生产废水中加入pH缓冲剂调节pH至6~10后，连续搅拌2~4h；2）获得物料加热至60~70℃，自闪蒸塔底部进入闪蒸塔，闪蒸分离获得丙烯腈；其中，所述的pH缓冲剂为碳酸钠、碳酸氢钠和焦磷酸钠中的一种或几种任意比例的混合物。
2.根据权利要求1所述的腈纶生产废水回收丙烯腈的工艺，其特征在于：所述的碳酸钠、碳酸氢钠和焦磷酸钠来自重量浓度3~10%的溶液。
3.根据权利要求1所述的腈纶生产废水回收丙烯腈的工艺，其特征在于：所述的碳酸钠、碳酸氢钠和焦磷酸钠来自重量浓度4~6%的溶液。
4.根据权利要求1所述的腈纶生产废水回收丙烯腈的工艺，其特征在于：步骤1）加入pH缓冲剂调节pH至8~9。
5.根据权利要求1或4所述的腈纶生产废水回收丙烯腈的工艺，其特征在于：步骤1）连续搅拌时间为3~3.5h。
6.根据权利要求1所述的腈纶生产废水回收丙烯腈的工艺，其特征在于：步骤2）所述的物料进入闪蒸塔后，闪蒸塔内采用压力为0.1~0.3MPa的蒸汽与物料逆流接触。
7.根据权利要求1所述的腈纶生产废水回收丙烯腈的工艺，其特征在于：步骤2）所述的物料进入闪蒸塔后，闪蒸塔内采用温度为110~130℃的蒸汽与物料逆流接触。
8.根据权利要求1所述的腈纶生产废水回收丙烯腈的工艺，其特征在于：所述的pH缓冲剂为碳酸氢钠与焦磷酸钠溶液的混合物，其中碳酸氢钠与焦磷酸钠摩尔比为1：1~2。
9.根据权利要求1所述的腈纶生产废水回收丙烯腈的工艺，其特征在于：步骤2）闪蒸分离获得的丙烯腈物料经过12℃以下倾析获得丙烯腈单体。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种腈纶生产废水的回收处理工艺，能够获得高纯度丙烯腈的腈纶生产废水回收丙烯腈的工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种腈纶生产废水回收丙烯腈的工艺，其特征在于：包括以下步骤：1）腈纶生产废水中加入pH缓冲剂调节pH至6~10后，连续搅拌2~4h；2）获得物料加热至60~70℃，自闪蒸塔底部进入闪蒸塔，闪蒸分离获得丙烯腈；其中，所述的pH缓冲剂为碳酸钠、碳酸氢钠和焦磷酸钠中的一种或几种任意比例的混合物。
鉴于废水中丙烯腈含量较高，而且丙烯腈与丙烯酸沸点差近70℃，因此闪蒸分离获得丙烯腈理论上具有可行性。但实际操作中，因为较高的丙烯酸含量，即使采用闪蒸工艺，难免在分离获得的丙烯腈中存在一定的丙烯酸，而丙烯酸又具有较高的自聚性质，造成回收的丙烯腈单体使用中出现影响反应与后续生产工艺顺利进行的现象。因此，目前对于腈纶生产废水的处理未考虑丙烯腈回收。
本发明利用特定的pH缓冲剂调节腈纶生产废水至特定pH后，能够利用闪蒸回收丙烯腈。理论上碱性物质会使丙烯酸发生中和反应的同时使丙烯腈水解生成丙烯酰胺，或进一步导致丙烯酰胺分解生成丙烯酸释放氨气，废气难以处理并且丙烯腈单体回收率较低，而上述的pH缓冲剂配合特定pH终点，经过所述时间的连续搅拌后，既能保证丙烯酸发生中和反应，同时又能避免丙烯腈水解。
优选的，所述的碳酸钠、碳酸氢钠和焦磷酸钠来自重量浓度3~10%的溶液。浓度过高可能导致丙烯腈的水解，浓度过低可能与丙烯酸的反应不充分，无法回收高纯度丙烯腈，并且反应时间将延长，废水量将增加。
优选的，所述的碳酸钠、碳酸氢钠和焦磷酸钠来自重量浓度4~6%的溶液。优选的浓度下，可以在较短的时间内与丙烯酸充分反应，并且避免pH升高速度过快导致的丙烯腈水解。
优选的，步骤1）加入pH缓冲剂调节pH至8~9。优选的pH条件下才能保证丙烯酸近乎充分反应而不会在闪蒸过程被丙烯腈蒸汽带出，同时丙烯腈损失更少。
优选的，步骤1）中调节pH后的继续搅拌时间为3~3.5h。在调节pH之后设置的搅拌时间内，丙烯酸中和产生的丙烯酸钠之间发生交联聚合等离子固定反应，能够进一步保证丙烯酸在中和之后稳定存在于体系内，降低丙烯酸离子逆向反应成丙烯酸而在闪蒸阶段带出体系的概率，优选的搅拌时间既能保证丙烯酸的稳定性，又避免丙烯腈过度水解。
优选的，步骤2）所述的物料进入闪蒸塔后，闪蒸塔内采用压力为0.1~0.3MPa的蒸汽与物料逆流接触。
优选的，步骤2）所述的物料进入闪蒸塔后，闪蒸塔内采用温度为110~130℃的蒸汽与物料逆流接触。温度过高可能导致丙烯酸蒸出，温度过低则丙烯腈收率低。
优选的，所述的pH缓冲剂采用碳酸氢钠溶液与焦磷酸钠溶液的混合物，其中碳酸氢钠与焦磷酸钠摩尔比为1：1~2。优选的pH缓冲剂能获得最佳的丙烯腈收率与纯度。
优选的，步骤2）闪蒸分离获得的丙烯腈物料经过12℃以下倾析获得丙烯腈单体。获得的丙烯腈单体中可能含有一部分水分，因此，采用获得的丙烯腈物料与饱和水的倾析能够实现分离丙烯腈与水的分离，获得纯度更高的丙烯腈单体。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：通过特定的pH缓冲剂调节腈纶生产废水至特定pH后，实现闪蒸回收丙烯腈。大大降低了废水中的CODcr，尤其是易挥发有机物含量，并且获得了高价值单体。而且获得的丙烯腈纯度高，收率大，能耗低，方法简单。
（发明人：孟宪谭;梁斌;黄斌;张方银）
