CN101074211A - 一种处理高浓度吡啶水溶液的新工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种处理高浓度吡啶水溶液的新工艺,其流程包括如下步骤:1.1)、高浓度吡啶水溶液经连续恒沸蒸馏,塔顶得到吡啶-水恒沸物,塔底残液几乎不含水,接近纯吡啶,可循环使用;1.2)、在常温下将粗吡啶用生物柴油作萃取溶剂分级萃取1~10次或逆流连续萃取,溶剂与废水的体积比为5∶1~1∶10,pH值为4~10,每次萃取时间为3~30min,萃取后静置5~15min后分离;含吡啶及生物柴油的萃取相经减压蒸馏分别回收吡啶以及生物柴油,回收的生物柴油仍作为萃取剂循环使用,回收的萃取溶剂的性能指标基本恢复到萃取前的水平。本发明有益的效果是:工艺操作简单、处理效果好,有明显的环境、经济和社会效益,具有极其重要的推广应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理领域,主要是一种处理高浓度吡啶水溶液的新工艺。
背景技术
吡啶是极其重要的制药、化工原料,又是良好的有机溶剂和有机合成催化剂。在农药、医药的生产过程中,要产生含吡啶10~20%的高浓度废水。吡啶有毒,是一种具有强烈恶臭气味的杂环化合物,显著但不是很强的碱性,易溶于水,在环境中不易被生物降解。吡啶-水构成恒沸体系,其恒沸组成为吡啶∶水=57.0∶43.0(质量分数),这给吡啶-水体系的分离带来很大困难。
处理高浓度吡啶废水,回收部分吡啶,既可实现资源的循环利用,提高经济效益,又可降低吡啶的浓度,减少对环境的污染,改善废水的可生化性。目前,有采用恒沸精馏法、加盐分相技术和溶剂萃取法回收吡啶的报道。恒沸精馏技术是先蒸除吡啶-水恒沸物,得到粗吡啶,再以甲苯、苯为脱水剂,形成甲苯-水、苯-水的共沸组成,脱除粗吡啶中的水。回收的吡啶含量≥99.5%,含水分≤0.1%。但该法采用了具有一定毒性的甲苯、苯为脱水剂,使得其应用受到限制。有文献报道以氟化钾水溶液为盐析剂的加盐分相技术分离吡啶-水,有机相中吡啶纯度为92.6%,纯度不高。采用溶剂萃取法的报道不多,在文献中仅提及该法,但未给出萃取剂的种类。而溶剂萃取法的关键是萃取溶剂的选择,既要对溶质有较大的溶解度,又要在水中几乎不溶,否则会造成溶剂损失,对水产生二次污染。
发明内容
本发明的目的在于针对已有技术方案的不足,而提供一种处理高浓度吡啶水溶液的新工艺,采用经济有效、环境友好的处理高浓度吡啶水溶液的溶剂,用此溶剂处理后的水经生化处理,即可达到国家排放标准。而且,该溶剂应能回收、再生后重复使用,并可从溶液中回收有用的吡啶。
本发明解决其技术问题采用的技术方案:这种处理高浓度吡啶水溶液的新工艺,其流程包括如下步骤:
1.1)、高浓度吡啶水溶液经连续恒沸蒸馏,塔顶得到吡啶-水恒沸物(记作粗吡啶),塔底残液几乎不含水,接近纯吡啶,可循环使用;
1.2)、在常温下将粗吡啶用生物柴油作萃取溶剂分级萃取1~10次或逆流连续萃取,溶剂与废水的体积比为5∶1~1∶10,pH值为4~10,每次萃取时间为3~30min,萃取后静置5~15min后分离;
1.3)、含吡啶及生物柴油的萃取相经减压蒸馏分别回收吡啶以及生物柴油,回收的生物柴油仍作为萃取剂循环使用,回收的萃取溶剂的性能指标基本恢复到萃取前的水平。
在本发明中当吡啶浓度大于吡啶-水的共沸组成57%时,处理步骤按1.1,1.2,1.3顺序进行;当吡啶浓度小于吡啶-水的共沸组成57%时,省去步骤1.1,直接从萃取步骤1.2开始进行。
在本发明的技术方案中,所述的萃取溶剂为含脂肪酸甲酯的生物柴油。生物柴油常压时沸程高于350℃,而吡啶的常压沸点为115℃左右,采用减压蒸馏,即可将吡啶与生物柴油分离,且分离较彻底。
萃取时,废水的PH值对萃取效果有很大影响,优选的pH值为5.0~7.0,以pH为6.0为最佳;萃取溶剂与废水的体积比为5∶1~1∶10,优选的范围为2∶1~1∶1。
本发明有益的效果是:
1、本发明采用先蒸馏出吡啶-水恒沸物,再用生物柴油作为萃取溶剂对此恒沸物进行处理,其操作方法简单,条件温和,效果显著。
2、本方法所用的萃取剂经蒸馏回收后可重复使用,回收方法经济简单,而使用效果基本不变,从而大大节约了废水处理的成本。同时,由于水和生物柴油的相互溶解度极低,常温下生物柴油在水中的溶解度仅为0.002%,使得处理后水中的生物柴油含量很小,且生物柴油又具有可生物降解的特点,这是其他萃取剂无法比拟的。
3、采用本发明的工艺,可进一步提取回收溶液中有用的吡啶。
因此,本发明的技术方案处理效果好,运行费用低,具有明显的环境效益和社会效益,有重要的应用价值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1:
吡啶溶液为某厂实际物料,浓度~88%(wt%),pH~8.2。
首先,共沸精馏88%吡啶溶液。精馏分离采用内径为22mm的玻璃柱,内装高效不锈钢三角丝填料,填料高度为0.8m。塔釜用500ml三口烧瓶,外用电热恒温夹套加热。釜液经加热汽化后,在塔顶形成汽相温度为94℃的恒沸物,冷凝,部分回流至塔,回流比为3,另一部分出料,即得到回收的粗吡啶。当汽相温度再上升后,收集过渡馏分,直到汽相温度达到100℃,共沸精馏结束,冷却,釜中残液已几乎为纯吡啶,可直接送去使用。
其次,生物柴油萃取粗吡啶。萃取分离采用内径为22mm的玻璃柱,内装拉西环填料,填料高度为1.5m,在3根萃取柱内逆流连续萃取。操作条件:室温、生物柴油与溶液的相比(体积)为2∶1。出水的溶液浓度<1.09%(wt%)。
实施例2:
吡啶溶液为自来水配制,浓度~30%(wt%),pH~7.4。
取吡啶溶液100ml,加入生物柴油100ml,室温下搅拌30min,静置5~10min后取出水相;再用生物柴油等体积进行萃取,如上,共进行6级萃取。出水的溶液浓度<1.0%(wt%)。
实施例3:
吡啶溶液为自来水配制,浓度~16%(wt%),pH~7.2。
取吡啶溶液150ml,加入生物柴油15ml,室温下搅拌30min,静置10min后取出水相;再用0.1倍于水相体积的生物柴油进行萃取,如上,共进行6级萃取。出水的溶液浓度<10.2%(wt%)。
实施例4:
吡啶溶液为自来水配制,浓度~16%(wt%),pH~7.2。
取吡啶溶液32ml,加入生物柴油160ml,室温下搅拌30min,静置10min后取出水相;再用5倍于水相体积的生物柴油进行萃取,如上,共进行3级萃取。出水的溶液浓度<0.4%(wt%)。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (6)
1、一种处理高浓度吡啶水溶液的新工艺,其特征在于:该工艺流程包括如下步骤:
1.1)、高浓度吡啶水溶液经连续恒沸蒸馏,塔顶得到吡啶-水恒沸物,即粗吡啶,塔底残液几乎不含水,接近纯吡啶,可循环使用;
1.2)、在常温下将粗吡啶用生物柴油作萃取溶剂分级萃取1~10次或逆流连续萃取,溶剂与废水的体积比为5∶1~1∶10,pH值为4~10,每次萃取时间为3~30min,萃取后静置5~15min后分离;
1.3)、含吡啶及生物柴油的萃取相经减压蒸馏分别回收吡啶以及生物柴油,回收的生物柴油仍作为萃取剂循环使用。
2、根据权利要求1所述的处理高浓度吡啶水溶液的新工艺,其特征是:当吡啶浓度大于吡啶-水的共沸组成57%时,处理步骤按1.1,1.2,1.3顺序进行;当吡啶浓度小于吡啶-水的共沸组成57%时,省去步骤1.1,直接从萃取步骤1.2开始进行。
3、根据权利要求1所述的处理高浓度吡啶水溶液的新工艺,其特征是:萃取时的萃取溶剂与废水的体积比为2∶1~1∶1。
4、根据权利要求2或3所述的处理高浓度吡啶水溶液的新工艺,其特征是:所述的萃取溶剂为含脂肪酸甲酯的生物柴油。
5、根据权利要求1所述的处理高浓度吡啶水溶液的新工艺,其特征是:萃取时的pH值为5.0~7.0。
6、根据权利要求5所述的处理高浓度吡啶水溶液的新工艺,其特征是:萃取时的pH值为6.0。
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