CN1032241C - 从非质子传递极性溶剂的盐水溶液中回收这种溶剂 - Google Patents

从非质子传递极性溶剂的盐水溶液中回收这种溶剂 Download PDF

Info

Publication number
CN1032241C
CN1032241C CN92112093A CN92112093A CN1032241C CN 1032241 C CN1032241 C CN 1032241C CN 92112093 A CN92112093 A CN 92112093A CN 92112093 A CN92112093 A CN 92112093A CN 1032241 C CN1032241 C CN 1032241C
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
desalination
salt
solvent
salt solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN92112093A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1071099A (zh
Inventor
H·贡戈拉
J·-L·奥洛茨科
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Societe Nationale Elf Aquitaine Production SA
Original Assignee
Societe Nationale Elf Aquitaine Production SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Societe Nationale Elf Aquitaine Production SA filed Critical Societe Nationale Elf Aquitaine Production SA
Publication of CN1071099A publication Critical patent/CN1071099A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1032241C publication Critical patent/CN1032241C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/422—Electrodialysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/70—Organic acids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/18—Details relating to membrane separation process operations and control pH control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/24—Quality control
    • B01D2311/246—Concentration control
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Pyrrole Compounds (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

本发明涉及从含有非质子传递极性溶剂的盐水溶液中回收这种溶剂的方法，它包括用电渗析法使所述溶液脱盐，然后，将脱盐后的溶液蒸馏。
为防止金属氢氧化物在电渗析过程中产生沉淀，盐水要保持一定的酸性pH。

Description

从非质子传递极性溶剂的盐水溶液中回收这种溶剂
本发明涉及沸点比水高的非质子传递极性溶剂，例如二甲基亚砜(DMSO)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)和二甲基甲酰胺(DMF)的领域。
这些溶剂大量用于工业中，特别是作为合成有机化合物的反应介质、作为制备和使用聚合物的溶剂以及用于油品的萃取。在大多数这些用途中，该非质子传递极性溶剂通常最后处于经常富含溶解的无机盐(可高达10％重量)的水溶液的形成。
由于经济上的原因，而且尤其是为了保护环境，特别希望处理这些水溶液从而以足够纯的形式回收非质子传递极性溶剂，以便于其重新使用。
当希望从其水溶液中回收和提纯非质子传递极性溶剂时蒸馏是最常用的技术。但是，这种技术不能直接用于沸点比水高的非质子传递极性溶剂的盐水溶液。实际上，随着更易于挥发的水蒸发，在非质子传递极性溶剂中的溶解度通常较低的盐类由于在锅炉中过早结晶而会产生危险的蒸馏条件。因此，在处理盐水溶液时，预先进行脱盐是绝对必要的。
通常实施的脱盐方法是事先在薄膜蒸发器中处理该盐水溶液，在蒸发器中非质子传递极性溶剂和水经受闪蒸，然后被送到(无盐)蒸馏塔。但是这种方法有下列缺点。
一与蒸发器过热的器壁接触时非质子传递极性溶剂有分解的危险，
一在设备底部由于盐的夹带造成不可避免的溶剂损失，
一为了不损坏刮削装置(刮刀、马达)必须使盐层厚度总是保持一个最小值，从而造成复杂的操作，
一投资大能耗高。
在蒸馏之前能除去盐的另一种技术是电渗析。与前一种技术相比，电渗析具有如下优点：
一它可以在室温或稍高的温度(可高至60℃)下进行，因此不会有使产品分解变坏的危险，
一它可以回收98％以上的引进的非质子传递极性溶液并完全分离盐类，其方法是：一方面提供一种具有高盐含量和无溶剂的水流出物，另一方面提供一种可用蒸馏或任何其它适当分离技术进行处理的富含非质子传递极性溶剂的水溶液，
一从投资和操作费用两方面来看，它都是经济的，
一它可用于连续或分批模式，
一最后，它使用安全。
在捷克斯洛伐克专利169,049中已经描述了水-DMSO-NaNO3混合物的电渗析法应用。在这种情况下电渗析没有碰到特殊的问题。但是，当处理含有能以配合物形式溶解并能以不溶的氢氧化物形式在碱性介质中沉淀的多价阳离子，如Zn2+的碱性水溶液时，就不再是这种情况了。在这种情况下可以观察到电渗析器中“盐水”室的碱化和锌在这种介质中的沉淀。这种沉淀物会堵塞小的中间膜层的空间，从而阻碍进行电渗析所必需的盐水的流通。
现已发现，如果在电渗析过程中使盐水保持在某一酸性pH值，上述问题就可以解决。与所有预期相反，现已注意到，为防止锌等金属的氢氧化物的沉淀而使盐水酸化不会伴随着使要脱盐的碱性溶液也酸化，而且对体系的电阻率或对DMSO的稳定性没有有害的影响(不会分解成难闻的二甲硫)。
因此，本发明的目的是一种从含有非质子传递极性溶剂的碱性盐水溶液中回收这种溶剂的方法，包括用电渗析法使所述溶液脱盐，然后将脱盐后的溶液蒸馏，其特征在于：在电渗析阶段过程中使盐水的pH保持在1至7之间。
按照本发明的方法更特别适用于处理含有(按重量计)0.5-80％的非质子传递极性溶剂，20-99.5％水和可高达10％溶解的无机盐，特别是锌盐，例如乙酸锌的溶液。这些溶液的碱性性质(pH为7至12)通常是由于存在一种碱所致，这种碱能与金属阳离子形成可溶的配合物(例如，氨与锌)。除了这些成分之外，这种待脱盐的溶液还可含有非金属盐类和/或离子型或非离子型有机化合物。
用于电渗析的盐水通常包括水或含盐的水；盐类可以来自待处理的溶液。通过向盐水中有规律地，连续地或定期地加入一种无机酸就可使盐水保持在适合本发明方法的酸性pH值。
作为这种酸，使用盐酸是比较好的，但是使用其它的无机酸，例如，HNO3、H2SO4或H3PO4，并不超出本发明的范围。所使用的酸的浓度并不重要，但是使用中等浓度的酸(例如33％的HCl)是更为方便的。
要添加到盐水中的酸的量取决于多种因素，特别取决于确保金属盐类具有高溶解度的pH值。由于太低的pH对能效有害，所以较好是尽可能使用最高的酸性pH，这可以避免产生故障(膜分离器的堵塞或膜电阻率的升高)。
可以在一处或几处把酸引入到盐水回路中，例如在槽中或在盐水循环回路中。
把盐水的pH调节在1与7之间通常可以防止金属(如锌)氢氧化物的沉淀。但是，对于各种金属阳离子，都有一定的最佳pH范围，这可通过预先试验来确定，其数值取决于金属氢氧化物的溶度积和允许的池中压力降。对于锌的情况，较好是在pH为约4.5～6.5之间进行操作。
至于其他，电渗析本身可用其已知的方法按照常规程序在惯用的设备中进行。
类似地，主要由水和待回收的非质子传递极性溶剂组成的脱盐后的溶液的最后蒸馏步骤可用完全常规的方法进行。
下面实例说明而不限制本发明。
实例1
a)为使由600克水、300克DMSO、39.5克乙酸锌二水合物、125克28％氨水溶液和5克硫酸铵组成的溶液(pH＝10.3，导电率＝15.9毫西门子/厘米)脱盐，使用一台Pl型SRTI电渗析器，该设备装有ASAHIGLASS AMV/CMV膜并包含20个电池，每个工作面积为69厘米2，加在电渗析器两端的电压是30伏(也就是说每个电池1.5伏)。
该电渗析器包括三个槽：
一产品槽，其中盛放待脱盐溶液，
一盐水槽，该盐水将要富含盐类，并且起初由5克NaCl在1000克水中的溶液组成，用HCl酸化到pH＝4.9(导电率＝8.83毫西门子/厘米)，
一电解液槽，盛装12克NaCl在1200克水中的溶液，用来冲洗石墨电极。
在整个脱盐过程中(42分钟)，通过添加HCl使盐水的pH保持在5。电渗析过程进行中未观察到氢氧化锌沉淀现象，得到锌含量减少到原含量1/100的脱盐溶液(pH＝11.2；导电率＝0.29毫西门子/厘米)。实际上，全部盐类都转移到最终的盐水中(pH＝5.0；导电率＝81.3毫西门子/厘米)。
b)当重复同样的操作而不添加HCl时，盐水的pH迅速增加，电渗析进行5分钟后，在盐水室中可观察到浑浊的外观，此时基于安全的原因需要停止操作(低流量和高压力)。
实例2
按照实例1-a的程序，只是用等量的DMF代替DMSO。结果列于下表中。在整个操作过程中在任一室中都未出现沉淀。
时间(分钟)                  产品             盐水              电解液
Zn％ pH    导电率(mScm-1) pH     导电率(ms cm-1) pH     导电率(mScm-1)
    041     1.10.0102     11.011.4    12.510.88     64.86     8.4688.7     7.27.9     12.612.1
实例3
按照实例1-a的程序，但用同量的NMP代替DMSO。在整个实验中在任一室中均未出现沉淀。实验结果列于下表。
时间分钟                  产品                盐水           电解液
Zn％ pH  导电率(mS cm-1) pH  导电率(ms cm-1) pH  导电率(mScm-1
 037 1.10.0196 11.011.3 12.560.441 64.9 10.9786.3 7.47.7 14.5412.18
实例4
为使含有(按重量计)30％DMSO、1.62％锌、32克/升氨气和35.4克/升乙酸的水溶液(pH＝11；导电率＝15.9毫西门子/厘米)脱盐，使用一台AQUALYZER CORNING P170型电渗析器，该设备装有ASAHI GLASSAMV/CMV膜并包含300个工作面积为6.9平方米的池，加在电渗析器两端的电压是110-130伏。
盐水槽起始含有浓度为5克/升NaCl的水溶液(用HCl将pH调到4.5)，为保持恒定的电阻率可加入水，同时为使pH保持在4和6之间可加入HCl。通过溢流使盐水槽向电解液回路进料，用于冲洗电极。
在下面所指明的操作条件下得到了对锌而言为1/100的脱盐比，而池中未产生任何堵塞问题。
操作参数：
待脱盐产品槽：
一初始电阻率：58欧姆·厘米
一所要求的电阻率极限值：500欧姆·厘米
一渗析输出pH：大约11
一处理的单位重量：18.4千克/每个循环
盐水槽
一温度：大约42℃
一所要求的电阻率：大约25欧姆·厘米
一pH在4与6之间(通过添加33％HCl)
一脱盐水进料速率：50-70千克/小时
一浴的恒定体积(电解液＋盐水)：约120升
一池中循环速率：约1.5米3/小时
一容许相对压力：约1.7巴
一盐水连续提取流速：50-70千克/小时
电气数据(稳态下)
一电流：约5安培，
一电极电压：100-125伏。

Claims (7)

1.从含有非质子传递极性溶剂的碱性盐水溶液中回收这种溶剂的方法，它包括用电渗析法使所述溶液脱盐，然后将脱盐后的溶液蒸馏，其特征在于：在所述电渗析阶段过程中使盐水pH保持在1至7之间。
2.按照权利要求1的方法，其中所述非质子传递极性溶剂是二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮或二甲基甲酰胺。
3.按照权利要求1的方法，其中所述待脱盐的溶液包含(按重量计)0.5-80％非质子传递极性溶剂、20-99.5％水和可高达10％溶解的无机盐类。
4.按照权利要求2的方法，其中所述待脱盐的溶液包含(按重量计)0.5-80％非质子传递极性溶剂、20-99.5％水和可高达10％溶解的无机盐类。
5.按照权利要求1至4中任一项的方法，其中通过添加盐酸使盐水的pH保持在1至7之间。
6.按照权利要求1至4中任一项的方法，其中使盐水的pH保持在4.5至6.5之间。
7.按照权利要求5的方法，其中使盐水的pH保持在4.5至6.5之间。
CN92112093A 1991-10-02 1992-09-30 从非质子传递极性溶剂的盐水溶液中回收这种溶剂 Expired - Fee Related CN1032241C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9112135A FR2682045B1 (fr) 1991-10-02 1991-10-02 Recuperation des solvants polaires aprotiques a partir de leurs solutions aqueuses salines.
FR9112135 1991-10-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1071099A CN1071099A (zh) 1993-04-21
CN1032241C true CN1032241C (zh) 1996-07-10

Family

ID=9417518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN92112093A Expired - Fee Related CN1032241C (zh) 1991-10-02 1992-09-30 从非质子传递极性溶剂的盐水溶液中回收这种溶剂

Country Status (17)

Country Link
US (1) US5458751A (zh)
EP (1) EP0536021B1 (zh)
JP (1) JPH0829226B2 (zh)
KR (1) KR960000014B1 (zh)
CN (1) CN1032241C (zh)
AR (1) AR246443A1 (zh)
AT (1) ATE124633T1 (zh)
AU (1) AU666870B2 (zh)
BR (1) BR9203791A (zh)
CA (1) CA2079617C (zh)
DE (1) DE69203316T2 (zh)
DK (1) DK0536021T3 (zh)
ES (1) ES2075653T3 (zh)
FR (1) FR2682045B1 (zh)
GR (1) GR3017602T3 (zh)
MX (1) MX9205633A (zh)
TW (1) TW229195B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2769625B1 (fr) * 1997-10-15 1999-11-12 Atochem Elf Sa Dessalement de solutions aqueuses de sulfonamides
GB2487515B (en) * 2009-11-04 2018-05-09 Council Scient Ind Res Electrodialysis-distillation hybrid process for the recovery of dimethylsulfoxide (DMSO) solvent from industrial effluent
CN104787861B (zh) * 2015-04-23 2016-11-23 中国科学技术大学 一种同时提取与回收金属元素以及功能有机化合物的电萃取工艺
JP7082763B2 (ja) * 2017-04-12 2022-06-09 東レ・ファインケミカル株式会社 ジメチルスルホキシドを蒸留する方法、および、多段式蒸留塔
WO2021080370A2 (ko) * 2019-10-23 2021-04-29 고려대학교 산학협력단 용매 추출법을 통한 담수화 장치 및 그를 이용한 담수화 방법
WO2023122240A2 (en) 2021-12-22 2023-06-29 The Research Foundation For The State University Of New York System and method for electrochemical ocean alkalinity enhancement

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CS169049B1 (zh) * 1973-07-24 1976-06-29
JPS5323878A (en) * 1976-08-18 1978-03-04 Nippon Steel Corp Purifying method for electrodialysis membrane
DE3446695A1 (de) * 1984-12-21 1986-06-26 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur aufkonzentrierung waessriger loesungen von organischen verbindungen, die salze enthalten, unter gleichzeitiger verringerung des salzgehaltes
US4802968A (en) * 1988-01-29 1989-02-07 International Business Machines Corporation RF plasma processing apparatus
DE3831848A1 (de) * 1988-09-20 1990-03-29 Basf Ag Verfahren zur abtrennung von salzen mittels elektrodialyse
DE3903024A1 (de) * 1989-02-02 1990-08-16 Hoechst Ag Verfahren zur entsalzung von loesemittelhaltigen elektrolytloesungen durch elektrodialyse
SU1757725A1 (ru) * 1989-09-29 1992-08-30 Научно-Производственное Объединение "Ниихиммаш" Способ снижени солесодержани водных растворов и мембранный аппарат дл его осуществлени

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0829226B2 (ja) 1996-03-27
ES2075653T3 (es) 1995-10-01
EP0536021A1 (fr) 1993-04-07
JPH0739727A (ja) 1995-02-10
FR2682045A1 (fr) 1993-04-09
TW229195B (zh) 1994-09-01
BR9203791A (pt) 1993-04-27
CN1071099A (zh) 1993-04-21
US5458751A (en) 1995-10-17
KR960000014B1 (ko) 1996-01-03
ATE124633T1 (de) 1995-07-15
FR2682045B1 (fr) 1993-12-10
MX9205633A (es) 1993-05-01
GR3017602T3 (en) 1996-01-31
AU666870B2 (en) 1996-02-29
KR930007816A (ko) 1993-05-20
DE69203316D1 (de) 1995-08-10
EP0536021B1 (fr) 1995-07-05
DE69203316T2 (de) 1996-02-01
CA2079617C (fr) 1999-02-16
CA2079617A1 (fr) 1993-04-03
AR246443A1 (es) 1994-08-31
AU2618092A (en) 1993-04-08
DK0536021T3 (da) 1995-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7514001B2 (en) High recovery reverse osmosis process and apparatus
KR100615768B1 (ko) 염수 용액중의 금속 이온 농도를 감소시키는 방법
JP4907950B2 (ja) 排水からの金属の除去方法及び除去装置
CN208120896U (zh) 可资源回收利用的电厂脱硫废水零排放处理装置
CN1032241C (zh) 从非质子传递极性溶剂的盐水溶液中回收这种溶剂
CN106007093A (zh) 一种重金属废水的零排放方法
JP5267355B2 (ja) 排水からのタリウムの除去回収方法及び除去回収装置
US10724118B2 (en) Process for obtaining copper from waste fishing nets
EP0263776B1 (de) Verfahren zur Aufarbeitung von Abwässern aus Rauchgasreinigungsanlagen
WO2002026362A1 (en) High recovery reverse osmosis process and apparatus
CN210481113U (zh) 稀土碳沉废水和萃余液资源化处理装置
CN112225383A (zh) 一种水合电子基液、制备方法及其在高盐废水处理中的应用
RU2185334C2 (ru) Способ электрохимической обработки гидротермального теплоносителя
CN104710037B (zh) 一种铵盐废水除钙的方法
US11691906B1 (en) Stabilized electromagnetic base liquid, formation thereof and application to high-salt wastewater treatment
CN114477573B (zh) 一种硫酸铝溶液中三价铬和铝的分离方法
RU2477256C2 (ru) Способ получения технического рассола
JP2002517171A (ja) 電気透析回収法
DE3233524A1 (de) Verfahren zur erzeugung von trinkwasser aus meerwasser
CN114752940A (zh) 一种碱性含铜蚀刻废液的回收方法
CN115650480A (zh) 一种甘油甜水中回收的氯化钠的处理方法
CN118812048A (zh) 一种火电厂废水处理方法及装置
CN117430149A (zh) 电极箔化成槽液废液的回收利用方法
CN113912225A (zh) 一种含焦铜废水的处理及回用的方法
JP2000072420A (ja) リン酸の回収方法およびそのリン酸を用いたポリベンザゾールの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C15 Extension of patent right duration from 15 to 20 years for appl. with date before 31.12.1992 and still valid on 11.12.2001 (patent law change 1993)
OR01 Other related matters
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee