CN104058948B - 从特戊酸合成过程副产的废酸中回收硫酸和特戊酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种从特戊酸合成过程副产的废酸中回收硫酸和特戊酸的方法，该方法通过向废酸中加入有机溶媒进行萃取，分离有机相和水相，水相过滤后滤液过大孔吸附树脂，所得流出液即硫酸，无色透明，过滤滤液之后的大孔吸附树脂加有机溶媒进行洗脱，洗脱液精馏回收有机溶媒，精馏所余液体备用；有机相先精馏回收有机溶媒，精馏所余液体备用；将两次精馏所余液体合并后减压精馏，即得到特戊酸。该方法有效的解决了生产特戊酸工艺中废酸的环保处理难题。
Description
技术领域
本发明属于废酸回收的技术领域，具体涉及一种从特戊酸合成过程副产的废酸中回收硫酸和特戊酸的方法。
背景技术
特戊酸是一种重要的化学原料，可用于生产医药中间体特戊酰氯，进一步生产氨苄西林、阿莫西林、头孢氨苄、头孢唑林、头孢拉定、头孢克洛等；还可用于生产重要的农药中间体频呐酮和除草剂异噁草酮等；在香料工业中用于生产香皂、洗发香波、发胶的添加剂；在塑料工业中用于生产引发剂；在涂料行业中用于生产叔碳漆。
特戊酸的应用范围广泛，需要大量合成。特戊酸常用的合成方法为异丁烯羰基合成法，该方法使用硫酸作为催化剂，因此特戊酸在合成过程中会产生含有硫酸和特戊酸的废酸溶液(废酸中硫酸的浓度一般≤65％)，但目前尚无回收的方法，造成了资源浪费，并对环境造成了污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种从特戊酸合成过程产生的废酸中回收硫酸和特戊酸的方法，适用浓度为50-65％的废酸的回收，该方法能够回收得到特戊酸和浓度为60-65％的硫酸，节约了资源，减轻了对环境的污染。
为了实现本发明所述目的，发明人提供了以下技术方案。
从特戊酸合成过程副产的废酸中回收硫酸和特戊酸的方法，操作步骤包括：
a.向特戊酸合成过程产生的废酸中加入有机溶媒，室温条件下进行搅拌，然后静置分层，分离有机相和水相，备用；
b.将步骤a所得有机相进行常压精馏，回收有机溶媒，精馏所余液体备用；
c.将步骤a所得水相进行过滤，滤除杂质，滤液过大孔吸附树脂柱进行吸附，收集树脂柱底端的流出液，即硫酸，吸附滤液之后的大孔吸附树脂柱待处理；
d.向步骤c中吸附滤液之后的大孔吸附树脂柱加入有机溶媒进行洗脱，收集洗脱液，备用；
e.将步骤d得到的洗脱液进行常压精馏，回收有机溶媒，精馏所余液体备用；
f.将步骤e所得精馏所余液体与步骤b所得精馏所余液体合并，合并后的液体进行减压精馏，得到特戊酸；
步骤a中所述的有机溶媒为乙酸乙酯，步骤d中的有机溶媒为甲醇、乙醇或异丙醇，大孔吸附树脂骨架为苯乙烯系、聚偏氟乙烯或丙烯酸系。
上述从特戊酸合成过程副产的废酸中回收硫酸和特戊酸的方法，所述步骤a中有机溶媒与废酸的重量比为0.05-0.1:1。
上述从特戊酸合成过程副产的废酸中回收硫酸和特戊酸的方法，所述步骤a中搅拌的时间为4-5小时。
上述从特戊酸合成过程副产的废酸中回收硫酸和特戊酸的方法，所述步骤a中静置分层的时间为2-3小时。
上述从特戊酸合成过程副产的废酸中回收硫酸和特戊酸的方法，所述步骤c中大孔吸附树脂的骨架为苯乙烯系、聚偏氟乙烯系、丙烯酸系或丙烯酸酯系。
上述从特戊酸合成过程副产的废酸中回收硫酸和特戊酸的方法，所述步骤c中大孔吸附树脂柱中树脂的体积与滤液的体积比为0.1-0.2:1。
上述从特戊酸合成过程副产的废酸中回收硫酸和特戊酸的方法，所述步骤d中有机溶媒的体积用量为大孔吸附树脂柱中树脂体积的2倍。
本发明提供的回收硫酸和特戊酸的方法，所述步骤a中有机溶媒选择乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷进行萃取，有机溶媒与废酸的重量比优选0.05-0.1:1，萃取时搅拌4-5小时，能够确保废酸中的有机物充分的溶解于有机溶媒中，而有机溶媒的用量最少，降低了回收的成本；搅拌过后，静置2-3小时，可以使水相和有机相充分的分离，也就使废酸中的硫酸和特戊酸充分的分离。
步骤b中常压精馏回收的有机溶媒可重复利用，用于步骤a的萃取，这样回收的成本进一步降低。
发明人对步骤c中大孔吸附树脂的种类以及用量进行了优选，在所述条件下，滤液中残留的特戊酸和有色杂质能够被充分的吸附，步骤c中树脂柱底端的流出液无色透明，各项指标均满足工业应用的要求，可根据需要直接使用或浓缩后使用。
所述方法中最终精馏得到的特戊酸的纯度≥99.5％,可以满足工业原料的要求，直接使用。
所述方法中，萃取、过滤、树脂吸附实现了废酸中有效成分的充分回收，由暗红色的废酸最终得到无色透明的硫酸和工业级特戊酸。其中，萃取的步骤起到分离大部分有机物的作用，可以尽量减少树脂吸附有机物的量，同时使部分颗粒状粘性物质进入到有机相；而过滤的步骤除掉了水相中的悬浮颗粒状物质，保证了大孔吸附树脂的吸附能力；树脂吸附的步骤确保了特戊酸以及其它有机物与硫酸的完全分离；
本发明所述回收硫酸和特戊酸的方法，有效的解决了生产特戊酸工艺中废酸的环保处理难题，杜绝了对环境的污染，为废硫酸的治理提供了一种新的思路。该方法充分回收了废酸中的硫酸和特戊酸，在解决环保问题的同时，能够为特戊酸生产企业带来可观的经济效益，经测算，一吨废酸经回收处理后可产生140元的经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述内容做进一步详细的说明。
实施例1
向特戊酸合成过程产生的废酸100kg中加入乙酸乙酯5kg，室温条件下搅拌4小时，然后静置分层2小时，分离有机相和水相；
将有机相进行常压精馏，回收乙酸乙酯，精馏所余液体备用；
将水相进行过滤，滤除固体杂质，得滤液90L，所得滤液过大孔吸附树脂柱(树脂量为9L，树脂骨架为苯乙烯系)进行吸附，收集树脂柱底端的流出液，即硫酸，浓度60％；
向吸附滤液之后的大孔吸附树脂柱加入树脂体积2倍量的甲醇进行洗脱，收集洗脱液，进行常压精馏，回收甲醇，精馏所余液体备用；
将两次精馏所余液体合并，合并后的液体进行减压精馏，得到特戊酸0.85kg，纯度99.6％。
实施例2
向特戊酸合成过程产生的废酸100kg中加入乙酸乙酯10kg，室温条件下搅拌5小时，然后静置分层3小时，分离有机相和水相；
将有机相进行常压精馏，回收乙酸乙酯，精馏所余液体备用；
将水相进行过滤，滤除固体杂质，得滤液86L，所得滤液过大孔吸附树脂柱(树脂量为17.2L，树脂骨架为聚偏氟乙烯系)进行吸附，收集树脂柱底端的流出液，即硫酸，浓度65％；
向吸附滤液之后的大孔吸附树脂柱加入树脂体积2倍量的乙醇进行洗脱，收集洗脱液，进行常压精馏，回收乙醇，精馏所余液体备用；
将两次精馏所余液体合并，合并后的液体进行减压精馏，得到特戊酸0.88kg，纯度99.5％。
实施例3
向特戊酸合成过程产生的废酸100kg中加入乙酸乙酯7.5kg，室温条件下搅拌4.5小时，然后静置分层2.5小时，分离有机相和水相；
将有机相进行常压精馏，回收乙酸乙酯，精馏所余液体备用；
将水相进行过滤，滤除固体杂质，得滤液92L，所得滤液过大孔吸附树脂柱(树脂量为18.4L，树脂骨架为丙烯酸系)进行吸附，收集树脂柱底端的流出液，即硫酸，浓度62％；
向吸附滤液之后的大孔吸附树脂柱加入树脂体积2倍量的异丙醇进行洗脱，收集洗脱液，进行常压精馏，回收异丙醇，精馏所余液体备用；
将两次精馏所余液体合并，合并后的液体进行减压精馏，得到特戊酸0.89kg，纯度99.7％。
Claims (7)
1.从特戊酸合成过程副产的废酸中回收硫酸和特戊酸的方法，其特征在于，操作步骤包括：
a.向特戊酸合成过程产生的废酸中加入有机溶媒，室温条件下进行搅拌，然后静置分层，分离有机相和水相，备用；
b.将步骤a所得有机相进行常压精馏，回收有机溶媒，精馏所余液体备用；
c.将步骤a所得水相进行过滤，滤除杂质，滤液过大孔吸附树脂柱进行吸附，收集树脂柱底端的流出液，即硫酸，吸附滤液之后的大孔吸附树脂柱待处理；
d.向步骤c中吸附滤液之后的大孔吸附树脂柱加入有机溶媒进行洗脱，收集洗脱液，备用；
e.将步骤d得到的洗脱液进行常压精馏，回收有机溶媒，精馏所余液体备用；
f.将步骤e所得精馏所余液体与步骤b所得精馏所余液体合并，合并后的液体进行减压精馏，得到特戊酸；
步骤a中所述的有机溶媒为乙酸乙酯，步骤d中的有机溶媒为甲醇、乙醇或异丙醇，大孔吸附树脂骨架为苯乙烯系、聚偏氟乙烯或丙烯酸系。
2.根据权利要求1所述的从特戊酸合成过程副产的废酸中回收硫酸和特戊酸的方法，其特征在于，所述步骤a中有机溶媒与废酸的重量比为0.05-0.1:1。
3.根据权利要求1所述的从特戊酸合成过程副产的废酸中回收硫酸和特戊酸的方法，其特征在于，所述步骤a中搅拌的时间为4-5小时。
4.根据权利要求1所述的从特戊酸合成过程副产的废酸中回收硫酸和特戊酸的方法，其特征在于，所述步骤a中静置分层的时间为2-3小时。
5.根据权利要求1所述的从特戊酸合成过程副产的废酸中回收硫酸和特戊酸的方法，其特征在于，所述步骤c中大孔吸附树脂的骨架为苯乙烯系、聚偏氟乙烯或丙烯酸系。
6.根据权利要求1所述的从特戊酸合成过程副产的废酸中回收硫酸和特戊酸的方法，其特征在于，所述步骤c中大孔吸附树脂柱中树脂的体积与滤液的体积比为0.1-0.2:1。
7.根据权利要求1所述的从特戊酸合成过程副产的废酸中回收硫酸和特戊酸的方法，其特征在于，所述步骤d中有机溶媒的体积用量为大孔吸附树脂柱中树脂体积的2倍。
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