CN103182156A - 烷基铝生产过程中危险废弃物的回收处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种烷基铝生产过程中危险废弃物的回收处理方法；采用氮气置换反应釜后，将含有烷基铝及铝粉的溶剂加入反应釜中，启动搅拌；通入1～40分钟二氧化碳；通入速度控制5升/分钟；待温度低于40℃，系统压力维持常压～0.1Mpa，停止通二氧化碳；添加基于溶剂体积的50～300体积％的水，同时控制反应温度10～60℃和反应过程中的压力0.01～0.1MPa，充分搅拌混合；反应结束后的混合物溶液经过滤，收集分离出的油水混合物，再经过静置分层后的上层清液即为回收的溶剂；本发明适合于回收处理含不同量烷基铝及铝粉的废弃物溶剂，溶剂中烷基铝含量为≤15％(重量比)，铝粉含量≤10％(重量比)时均能有效处理。

Description

烷基铝生产过程中危险废弃物的回收处理方法

技术领域

本发明涉及一种有机废弃物的回收方法，特别是回收烷基铝生产过程中产生的包括烷基铝和铝粉金属等组分的废弃物。

背景技术

烷基铝除广泛用于聚合物合成催化剂外，还是烯烃齐聚、二聚等其它合成的催化剂以及作为火箭和喷气式发动机的高能燃料，其化学性质活泼，易燃易爆，具有极高的危险等级，工业上烷基铝的生产方法是以金属铝、烯烃、氢气为原料，反应后蒸馏精制得到，蒸馏后的残液中主要含有烷基铝及具有部分活性的铝粉，由于烷基铝遇空气即发生自燃，需要使用异戊烷、矿物油等溶剂稀释到烷基铝小于15(重量比％，下同)，铝粉含量小于10％方可无危险。而稀释后的溶剂作为危险废弃物多是与燃料油混合后焚烧，存在严重的安全隐患而且污染环境，同时浪费大量稀释用的燃料油。

美国专利3,363,021公开了一种从反应后混合物中脱除烷基铝的方法，通过加入路易斯碱到有烷基铝存在的十二碳烯反应中，包括向混合物体系加入氟化钾，在温度90-95℃时与烷基铝生成Al₂(C₂H₅)₆·KF。该方法未针对处理含有铝粉及高含量烷基铝的溶剂废弃物。

中国专利CN87102862A公开了一种烷基铝的减活化方法，使用三甘油酯或含有三甘油酯的天然油降低碳氢化合物载体中烷基铝催化剂活性，按照铝：三甘油酯＝1.1-6.1的摩尔比加入三甘油脂，该方法是应用三甘油脂与烷基铝反应温和而与无规立构的聚丙烯不溶而实现的，该方法只是实现了聚乙烯产物的分离和三乙基铝的减活化，并未从作为溶剂的碳氢化合物中脱除三乙基铝，并且加入的三甘油酯提高了产品成本。

中国专利CN101333264A公开了一种从不饱和聚合物加氢后聚合物体系中除去含烷基铝催化剂的方法，包括向加氢后的聚合物体系加入0.01-0.25体积％的水，混合，形成沉淀，然后通过离心分离除去沉淀，从而除去所残留的加氢催化剂。该方法适用于处理催化剂含量为0.005-0.30g/100g的聚合物，但未针对处理含有铝粉及高含量烷基铝的溶剂废弃物。

美国专利5,0889,541公开了一种脱除聚合物溶液中含烷基铝的加氢催化剂的方法，含烷基铝加氢催化剂的聚合物需与分子氧充分接触，氧化后的胶液再与活性炭接触，得到的聚合物溶液中VIII族金属的含量可小于5ppm。所用活性炭必须与分子氧配合使用，以促进镍的凝聚以使固体悬浮物从聚合物溶液中较快分离。该法的加氢聚合物必须用分子氧充分氧化，氧化时间较长，还需要大量的活性炭，且活性炭与聚合物溶液的接触时间长，效率低，不适合工业放大。

发明内容

本发明的目的是提供一种烷基铝生产过程中危险废弃物的回收处理方法。安全有效地处理含烷基铝及铝粉金属的工业废弃物，同时回收废弃物中的溶剂，形成循环利用。

本发明所述的一种除去工业生产烷基铝中溶剂的残余烷基铝及铝粉的方法，该烷基铝包括R₃AL、R₂ALX、RALX₂以及R₃AL₂X₃等(R为烷基，X为卤素、H、0R、SR、NH₂等)，其中最主要的是三乙基铝、三异丁基铝、三异丙基铝、二乙基氯化铝、乙基二氯化铝，戊基二环己基铝以及甲基铝和甲氧基铝等以及它们的混合物。铝粉含量小于10％(重量比)。溶剂体系可以为矿物油或者异戊烷、环己烷、正戊烷、正辛烷等饱和链烷烃以及它们的混合物。由于废弃物中含有部分未失活的铝粉，单独加水回收时会产生氢气同时铝粉细末与水络合阻碍气体的外排，影响回收效果。因此该方法包括首先向溶剂中通入二氧化碳气体，然后在控制流量的条件下通入水，混合，形成沉淀，最后通过过滤除去沉淀，从而除去铝粉金属及烷基铝以及有可能存在的金属氧化物，其中水的添加量基于整个溶剂体系的体积为50-200％。

本发明采用的技术方案如下：将含有烷基铝及铝粉的废弃物加入反应釜中，通入纯度99.9％的二氧化碳1～40分钟，通入速度控制5升/分钟；开启搅拌。此过程应保证二氧化碳干燥无水。同时有排气口将多余的二氧化碳及其它气体引出外排大气。观察温度表温升情况，待温度低于40℃，系统压力维持常压～0.1Mpa，停止通二氧化碳；

开启进水泵，控制流量，在60-240分钟内加完，为了有效除去烷基铝和铝粉，水的添加量基于该溶剂的体积通常为50-200％；通入二氧化碳的时间取决于烷基铝的含量，当烷基铝含量≥6％，二氧化碳应加入20分钟以上。本发明的方法中所用的水可以是去离子水，也可以是普通自来水，水的加入量最高不超过300％。温度控制为10～60℃，控制反应压力为0.01～0.1MPa。在反应过程中有可燃气体产生，产生的可燃气体通过高空排放或通入火炬系统也可以通入燃料气系统。待水完全加入后，继续反应10-60分钟后过滤，收集分离的油水混合物静置分层，自然分层后的上层清液即为回收的溶剂。

本发明适合于回收处理含不同量烷基铝及铝粉的废弃物溶剂，溶剂中烷基铝含量为≤15％(重量比)，铝粉含量≤10％(重量比)时均能有效处理。

具体实施方式

实施例1

在采用氮气置换300L反应釜后，将100L含有15％(重量比)烷基铝，铝粉含量10％(重量比)的废溶剂加入反应釜中，启动搅拌，二氧化碳通过插底管加入到溶剂中，通入速度控制5升/分钟。多余的二氧化碳通过排气口排至大气。待温度低于40℃，系统压力维持常压～0.1MPa。停止通二氧化碳，添加水并控制加入速度。同时控制反应温度为10～60℃，混合过程的压力不高于0.3MPa。充分搅拌混合，反应过程中产生的气体通入火炬系统。反应后的混合物溶液过滤，收集分离出的油水混合物，静置、自然分层后将下层的水排掉后所得上层清液即为回收的溶剂。分析回收的溶剂中烷基铝含量为0。反应控制的因素见表1。

表1反应需控制的因素

实施例2

处理步骤与实施例1相同，只是原料中烷基铝的含量分别占溶剂的2％，6％，10％，14％。反应需控制的因素见表2。

表2反应需控制的因素

实施例3

处理步骤及原料与实施例1相同，只是加入的水量与溶剂的比例分别为50％，100％，200％，300％。反应需控制的因素见表3。

表3反应需控制的因素

实施例4

处理步骤及原料与实施例1相同，只是水与溶剂在反应釜中混合时的压力控制分别为0.01，0.04，0.06，0.1MPa。反应需控制的因素见表4。

表4反应需控制的因素

实施例5

处理步骤及原料与实施例1相同，只是水与溶剂在反应釜中混合时的温度控制分别为10℃，20℃，40℃，60℃。反应需控制的因素见表5。

表5反应需控制的因素

实施例6

处理步骤与实施例1相同，只是反应过程中的溶剂可以是异戊烷、环己烷、正戊烷、正辛烷、正庚烷等饱和链烷烃及它们的混合物。反应需控制的因素见表6。

表6反应需控制的因素

Claims (4)

1.一种烷基铝生产过程中危险废弃物的回收处理方法，其特征在于：

(1)采用氮气置换反应釜后，将含有烷基铝及铝粉的溶剂加入反应釜中，启动搅拌；通入1～40分钟二氧化碳；通入速度控制5升/分钟；待温度低于40℃，系统压力维持常压～0.1Mpa，停止通二氧化碳；

(2)添加基于溶剂体积的50～300体积％的水，同时控制反应温度10～60℃和反应过程中的压力0.01～0.1MPa，充分搅拌混合；

(3)反应结束后的混合物溶液经过滤，收集分离出的油水混合物，再经过静置分层后的上层清液即为回收的溶剂。

2.根据权利要求1所要求的烷基铝生产过程中危险废弃物的回收处理方法，其特征在于：所处理的溶剂废弃物中所含的烷基铝是三乙基铝、三异丁基铝、三异丙基铝、二乙基氯化铝、乙基二氯化铝，戊基二环己基铝以及甲基铝和甲氧基铝等以及它们的混合物。

3.根据权利要求1所要求的烷基铝生产过程中危险废弃物的回收处理方法，其特征在于：所处理的溶剂废弃物中所含的铝粉金属含量是溶剂的0.01～10重量％，烷基铝含量占溶剂的0.01～15重量％。

4.根据权利要求1所要求的烷基铝生产过程中危险废弃物的回收处理方法，其特征在于：所处理的溶剂是异戊烷、环己烷、正戊烷、正辛烷、正庚烷等饱和链烷烃及它们的混合物。