CN100337923C - 用乙酸乙酯蒸发残渣合成聚合氯化铝的方法 - Google Patents

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本发明是一种用乙酸乙酯蒸发残渣合成聚合氯化铝的方法，它是用乙醛缩合法生产乙酸乙酯产生的蒸发残渣为原料，合成工业废水处理剂聚合氯化铝，蒸发残渣的组成为5%～20%的低沸点有机物，60%～80%的氢氧化铝，10%～15%三氯化铝，还有少量的氯化锌，蒸发残渣与盐酸反应，其质量比为1∶1～5，盐酸质量分数为10%～25%，反应时间为3～6小时，反应温度为60～130℃，经聚合、沉降、过滤即得到Al2O3含量为10%～12%，盐基度为50～65，pH为3.5～5的液体聚合氯化铝，本发明以废治废，变废为宝，减少了环境污染，可获得较高的经济和社会效益。

Description

用乙酸乙酯蒸发残渣合成聚合氯化铝的方法
技术领域：
本发明涉及一种乙醛缩合法生产乙酸乙酯蒸发残渣合成聚合氯化铝的方法。
背景技术：
聚合氯化铝又称碱式氯化铝，是一种净水性能良好的无机高分子铝盐。其通式为[Al2(OH)nCl6-n]m，式中，1≤n≤5，m≤10。它与传统的净水剂硫酸铝、三氯化铁等相比较，具有净化效率高，尤其处理较高浊度的原水时，效果更为显著，而且具有絮体形成快，沉淀速度高，适应范围广，腐蚀性小等优点，因此，越来越受到饮用水及污水处理部门的重视。此外，聚合氯化铝还可用于造纸、制药、制糖、精密铸造、油井防砂、混凝土速凝、高级鞣皮、耐火铝硅纤维棉的粘结等领域。
国内外科技工作者在聚合氯化铝的制造方法上做了大量的工作，从原料的选取，到工艺的简化都有了许多的创新。我国自1971年开始用铝灰为原料研制酸溶一步法生产工艺，首次大批量生产了聚合氯化铝。而且全国许多厂家都将目光转向以廉价，丰富的粘土矿、铝土矿、高岭土，煤矸石等为原料生产聚合氯化铝，旨在用成本相对低廉、来源广泛的的矿产资源，以降低成本。
目前聚合氯化铝的生产工艺路线有多种，实现工业化的主要有以下几种：煤矸石盐酸法；沸腾热解法；氢氧化铝盐酸法；铝屑盐酸一步和二步法等。这几种方法大都是由含铝的原料或铝灰、纯铝屑与工业级浓盐酸在高温、高压(或低压)条件下，经二次聚合反应制成。其共同缺点是反应时间长，耗能高。尤其是浓盐酸在高温高压下，对设备腐蚀严重，设备检修频繁，给生产带来很多麻烦。以煤矸石、铝土矿、高岭土等矿产资源为原料合成聚合氯化铝的缺点是原料必须在700～800℃的高温下进行焙烧，烧结后还需进行混匀、筛分、干燥、粉碎等处理步骤，使得反应能耗高，生产过程长，增加了生产成本。可见李凡修等在化学工程师2002年第92卷第5期33～36页中发表的“聚合氯化铝制备技术研究现状和进展”一文。
乙醛缩合法生产乙酸乙酯的工艺过程中使用乙醇铝作为催化剂，当反应结束时，需加水破坏乙醇铝，因而在蒸发工序产生大量的蒸发残渣，每生产1吨乙酸乙酯可产生残渣8～12公斤。该蒸发残渣中约含有5％～20％(质量分数，以下同)的低沸点有机物，60％～80％的氢氧化铝，10％～15％三氯化铝，还有少量的氯化锌。以往蒸发残渣通常采用地下深埋处理，或者露天堆放。这样做既严重浪费铝资源，又污染环境。
发明内容：
本发明提出一种利用乙酸乙酯的蒸发残渣合成聚合氯化铝的方法，该聚合氯化铝可作为工业废水的絮凝剂，以废治废，减少了环境污染，又充分利用了铝资源。采用本发明方法，不仅使聚合氯化铝的生产成本下降，而且从根本上解决了乙酸乙酯生产废渣的排放问题，这为资源的再利用及控制废弃物对环境的污染找到一条途径，具有显著的经济效益和社会效益。
本发明是利用乙醛缩合法生产乙酸乙酯的蒸发残渣来合成聚合氯化铝，其蒸发残渣的组成为5％～20％的低沸点有机物，60％～80％的氢氧化铝，10％～15％三氯化铝，还有少量的氯化锌。聚合氯化铝的合成步骤如下：先将蒸发残渣与盐酸反应，经聚合、沉降、过滤即得液体聚合氯化铝，反应方程式如下：
nAlCl3+mH2O→Aln(OH)mCl3n-m+mHCl
2Al(OH)3+(6-n)HCl→Al2(OH)nCl6-n+(6-n)H2O
蒸发残渣与盐酸质量比为1∶1～5，盐酸浓度为10％～25％，反应时间为3～6小时，反应温度为60～130℃，液体聚合氯化铝的Al2O3含量为10％～12％，盐基度为50～65，pH为3.5～5。所采用的盐酸可以是工业级的，也可以是化工生产过程中的副产品盐酸。
具体实施方式：
将50g蒸发残渣加入到95.5g20％HCl中，水浴加热，搅拌，反应温度控制在80℃，当反应进行2.5小时时，在搅拌下加入85ml水，继续反应3小时，测pH＝4.0，反应结束，冷却至室温，过滤，得到Al2O3含量10.9％、盐基度为53的聚合氯化铝。
所以，采用本发明合成的聚合氯化铝，不但生产成本低，且工艺简单，使废物得到再利用，又减少了环境污染，且有显著的经济效益和社会效益。

Claims (2)

1.一种用乙酸乙酯蒸发残渣合成聚合氯化铝的方法，其蒸发残渣的组成为5％～20％的低沸点有机物，60％～80％的氢氧化铝，10％～15％三氯化铝，还有少量的氯化锌，其特征在于使蒸发残渣与盐酸进行反应，其质量比为1∶1～5，盐酸浓度为10％～25％，反应时间为3～6小时，反应温度为60～130℃，经聚合、沉降、过滤即得液体聚合氯化铝。
2.根据权利要求1所述的用乙酸乙酯蒸发残渣合成聚合氯化铝的方法，其特征在于所述盐酸为工业级盐酸或化工生产过程中的副产品盐酸。
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