CN105152911A - 一种酒石酸的回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种酒石酸的回收方法，目的主要是克服现有酒石酸回收工艺能耗大、成本高的问题。本发明采用有机溶剂溶解废料中的酒石酸，再使用氨气或者氨水调节溶液pH，使酒石酸转化为酒石酸铵和酒石酸氢铵，由于酒石酸铵和酒石酸氢铵在有机溶剂中的溶解度很小，通过甩虑得到酒石酸铵和酒石酸氢铵的湿品混合物，将得到的湿品混合物再次加入到有机溶剂中，通过无机酸酸化，将酒石酸铵和酒石酸氢铵转化成酒石酸，最后通过过滤、浓缩，得到回收的酒石酸。本发明工艺简单，回收成本低，产品纯度高，无废水产生。

Description

一种酒石酸的回收方法
技术领域
本发明涉及化学技术领域，尤其涉及一种酒石酸的回收方法。
背景技术
酒石酸是一种羧酸，一般以钾盐的形式存在于多种植物的果实中，葡萄、酸角、罗望子等。酒石酸是一种重要的有机原料，广泛应用于医药、食品、化学以及纺织等行业中。在食品行业，酒石酸主要作为抗氧化剂和酸味剂添加在饮料中；在制镜行业，酒石酸是一个重要的助剂和还原剂，可以控制银镜的形成速度，获得非常均一的镀层；在纺织行业，利用酒石酸盐代替无机盐作为促染剂，对活性染料进行染色。另外酒石酸可以作为多种化学反应的起始物质，特别是作为手性物质的合成，近年来在医药合成领域的作用越来越明显，手性酒石酸的经济效益也日益显现。
酒石酸是一类较为昂贵的也是使用较多的手性拆分剂，在实际生产中，如果不对废水中的酒石酸进行回收再利用，将会造成极大的浪费，并大大增加产品的生产成本。目前，酒石酸的回收方法一般是在废水中加入氯化钙进行反应，生成酒石酸钙沉淀，使酒石酸从废水中分离，再以水为溶剂，加入酒石酸钙，再加入硫酸进行搅拌反应，生成的硫酸钙可以从水中滤除，然后将得到的酒石酸水溶液进行蒸发浓缩结晶，得到回收的酒石酸。该方法中使用了大量的氯化钙，并生成了大量的硫酸钙副产品，而且由于对酒石酸水溶液进行了蒸发浓缩，消耗了大量蒸汽，能耗较大，成本高，不符合节能、环保的政策。
中国专利公告号CN102503810B，公告日2014年5月21日，公开了一种回收和循环使用L-酒石酸的方法，该方法针对拆分外消旋的对甲砜基苯丝氨酸乙酯过程中产生的含酒石酸二铵的废水，通过在废水中加酸酸化后形成酒石酸氢铵沉淀，经过滤、干燥后得到酒石酸氢铵，然后将得到的酒石酸氢铵加入与拆分反应相同的甲醇溶剂中，进一步酸化，过滤去除无机盐，得到L-酒石酸的甲醇溶液，从而可以直接用于下一步的拆分反应。该方法工艺简单，克服了现有酒石酸回收方法中生成大量硫酸钙副产品以及能耗大的缺点，但是该方法在废水中加酸酸化，形成酒石酸氢铵，由于酒石酸氢铵在水中有一点的溶解度，导致酒石酸氢铵沉淀不完成，从而影响了酒石酸的回收率。
发明内容
本发明的目的是克服现有酒石酸回收工艺能耗大、成本高的问题，提供一种酒石酸回收方法，该方法工艺简单，回收成本低，产品纯度高，无废水产生。
本发明的具体技术方案为：一种酒石酸的回收方法，包括以下步骤：
(1)将待回收的废料溶于有机溶剂A中，搅拌均匀后，使用氨气或者氨水调节溶液pH值为6.0～7.0后，继续搅拌3～5h，然后将混合液甩滤至干，得到酒石酸铵和酒石酸氢铵的湿品混合物；
(2)将得到的湿品混合物加入到有机溶剂B中，搅拌均匀，使用无机酸调节溶液pH值为1.5～2.5后，继续搅拌1.5～2.5h，然后过滤，将滤液浓缩后，得到的浓缩物即为回收的酒石酸。
本发明采用有机溶剂溶解废料中的酒石酸，再使用氨气或者氨水调节溶液pH，使酒石酸转化为酒石酸铵和酒石酸氢铵，由于酒石酸铵和酒石酸氢铵在有机溶剂中的溶解度很小，通过甩虑得到酒石酸铵和酒石酸氢铵湿品混合物，将得到的湿品混合物再次加入到有机溶剂中，通过无机酸酸化，将酒石酸铵和酒石酸氢铵转化成酒石酸，最后通过过滤、浓缩，得到回收的酒石酸。本发明工艺简单，回收成本低，产品纯度高，无废水产生。
作为优选，所述步骤(1)有机溶剂A为低级醇、低级酮、低级醇的混合物、低级酮的混合物或者低级醇与低级酮的混合物。由于低级醇、低级酮的沸点相对较低，使用低级醇、低级酮作为溶剂，在蒸发浓缩回收溶剂时，可以在较低的温度下进行，从而减少能耗，降低成本。
作为优选，所述步骤(2)有机溶剂B为低级醇、低级酮、低级醇的混合物、低级酮的混合物或者低级醇和低级酮的混合物。使用低级醇、低级酮作为酒石酸的溶剂，在浓缩回收酒石酸时，可以在较低的温度下进行，从而减少能耗，降低成本。
作为优选，所述低级醇为C1-6的醇类，例如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、异戊醇、正己醇等，最优选为甲醇、乙醇；所述低级酮为C3-8的酮类，例如丙酮、丁酮、2-戊酮、2-己酮、2-庚酮、2-辛酮等，最优选为丙酮、丁酮。
作为优选，所述步骤(1)使用氨气或氨水调节溶液pH至搅拌结束的过程中，控制混合液温度为-5～50℃。由于使用的有机溶剂沸点相对较低，反应温度设置太高，有机溶剂易挥发，温度太低，酒石酸转化成酒石酸铵、酒石酸氢铵的速度变慢，需要较长的反应时间。
作为优选，所述步骤(1)有机溶剂A的体积与待回收的废料中酒石酸的质量比为3～8：1。将酒石酸溶解于有机溶剂中，有机溶剂的量太少，酒石酸溶解不完全，影响酒石酸的回收率，有机溶剂太多，需要较多的氨气或者氨水调节pH，同时再回收溶剂时需要消耗过多的能量，不利于节能环保。
作为优选，所述步骤(2)无机酸为浓盐酸、浓硝酸、浓硫酸或氯化氢气体。采用无机酸将得到的酒石酸铵、酒石酸氢铵转化成酒石酸，溶解于有机溶剂中，过滤浓缩后得到酒石酸，最优选为浓硫酸或氯化氢气体。
本发明的有益效果是：本发明采用有机溶剂溶解酒石酸，然后使用氨气或氨水将酒石酸转化成酒石酸铵、酒石酸氢铵，从有机溶剂中沉淀出来，经过滤，将得到的酒石酸铵、酒石酸氢铵再次加入到有机溶剂中，使用无机酸将酒石酸铵、酒石酸氢铵转化成酒石酸，经过滤、浓缩得到回收的酒石酸，由于有机溶剂沸点低，降低了浓缩蒸发的温度，减少了能耗，回收成本低，产品纯度高，无废水产生。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明。
本发明所采用的原料和设备若非特指，均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
实施例1
一种酒石酸的回收方法，包括以下步骤：
(1)取待回收物料，约含酒石酸300kg，将其溶于900L的甲醇溶液中，搅拌均匀，在-5℃下慢慢通入氨气，在通氨气的过程中会析出大量固体，当溶液pH为6.0时，停止通氨气，继续搅拌3h，然后甩虑至干，得到酒石酸铵和酒石酸氢铵的湿品混合物，约350kg；
(2)将得到的湿品混合物加入到1050L的丙酮溶液中，搅拌均匀，在-5℃下慢慢滴加浓盐酸至pH为1.5后，继续搅拌1.5h，然后过滤，去除氯化铵，滤液浓缩得到的浓缩物即为回收的酒石酸，约230kg，含量为99.3％。
实施例2
一种酒石酸的回收方法，包括以下步骤：
(1)取待回收物料，约含酒石酸500kg，将其溶于2500L的异丙醇溶液中，搅拌均匀，在20℃下慢慢滴加氨水，在通氨气的过程中会析出大量固体，当溶液pH为6.5时，停止通氨气，继续搅拌4h，然后甩虑至干，得到酒石酸铵和酒石酸氢铵的湿品混合物，约580kg；
(2)将得到的湿品混合物加入到2900L的2-戊酮溶液中，搅拌均匀，在25℃下慢慢滴加浓硝酸至pH为2.0后，继续搅拌2h，然后过滤，去除硝酸铵，滤液浓缩得到的浓缩物即为回收的酒石酸，约420kg，含量为99.5％。
实施例3
一种酒石酸的回收方法，包括以下步骤：
(1)取待回收物料，约含酒石酸400kg，将其溶于3200L的正己醇溶液中，搅拌均匀，在50℃下慢慢通入氨气，在通氨气的过程中会析出大量固体，当溶液pH为7.0时，停止通氨气，继续搅拌5h，然后甩虑至干，得到酒石酸铵和酒石酸氢铵的湿品混合物，约470kg；
(2)将得到的湿品混合物加入到3760L的2-辛酮溶液中，搅拌均匀，在50℃下慢慢滴加浓硫酸至pH为2.5后，继续搅拌2.5h，然后过滤，去除硫酸铵，滤液浓缩得到的浓缩物即为回收的酒石酸，约330kg，含量为99.1％。
实施例4
一种酒石酸的回收方法，包括以下步骤：
(1)取待回收物料，约含酒石酸600kg，将其溶于1800L的丙酮溶液中，搅拌均匀，在-5℃下慢慢通入氨气，在通氨气的过程中会析出大量固体，当溶液pH为7.0时，停止通氨气，继续搅拌4h，然后甩虑至干，得到酒石酸铵和酒石酸氢铵的湿品混合物，约700kg；
(2)将得到的湿品混合物加入到5600L的正己醇溶液中，搅拌均匀，在50℃下慢慢通入氯化氢气体至pH为2.5后，继续搅拌2.5h，然后过滤，去除氯化铵，滤液浓缩得到的浓缩物即为回收的酒石酸，约500kg，含量为99.3％。
实施例5
一种酒石酸的回收方法，包括以下步骤：
(1)取待回收物料，约含酒石酸500kg，将其溶于4000L的2-辛酮溶液中，搅拌均匀，在50℃下慢慢滴加氨水，在通氨气的过程中会析出大量固体，当溶液pH为6.0时，停止通氨气，继续搅拌4h，然后甩虑至干，得到酒石酸铵和酒石酸氢铵的湿品混合物，约585kg；
(2)将得到的湿品混合物加入到1755L的甲醇溶液中，搅拌均匀，在-5℃下慢慢滴加浓盐酸至pH为2.0后，继续搅拌2.5h，然后过滤，去除氯化铵，滤液浓缩得到的浓缩物即为回收的酒石酸，约430kg，含量99.0％。
实施例6
一种酒石酸的回收方法，包括以下步骤：
(1)取待回收物料，约含酒石酸600kg，将其溶于3000L的丁酮溶液中，搅拌均匀，在20℃下慢慢通入氨气，在通氨气的过程中会析出大量固体，当溶液pH为7.0时，停止通氨气，继续搅拌4h，然后甩虑至干，得到酒石酸铵和酒石酸氢铵的湿品混合物，约700kg；
(2)将得到的湿品混合物加入到3500L的正己醇溶液中，搅拌均匀，在30℃下慢慢滴加浓硫酸至pH为2.5后，继续搅拌2.5h，然后过滤，去除硫酸铵，滤液浓缩得到的浓缩物即为回收的酒石酸，约490kg，含量99.4％。
实施例7
一种酒石酸的回收方法，包括以下步骤：
(1)取待回收物料，约含酒石酸300kg，将其溶于900L的甲醇和异丙醇的混合溶液中，其中甲醇和异丙醇的体积比为1：2，搅拌均匀，在-5℃下慢慢通入氨气，在通氨气的过程中会析出大量固体，当溶液pH为6.5时，停止通氨气，继续搅拌4h，然后甩虑至干，得到酒石酸铵和酒石酸氢铵的湿品混合物，约350kg；
(2)将得到的湿品混合物加入到2100L的正己醇和丁酮的混合溶液中，其中正己醇和丁酮的体积比为1：3，搅拌均匀，在50℃下慢慢通入氯化氢气体至pH为2.0后，继续搅拌2.5h，然后过滤，去除氯化铵，滤液浓缩得到的浓缩物即为回收的酒石酸，约250kg，含量99.7％。
实施例8
一种酒石酸的回收方法，包括以下步骤：
(1)取待回收物料，约含酒石酸500kg，将其溶于3000L的甲醇和2-辛酮的混合溶液中，其中甲醇和2-辛酮的体积比为1：3，搅拌均匀，在45℃下慢慢通入氨气，在通氨气的过程中会析出大量固体，当溶液pH为6.5时，停止通氨气，继续搅拌4h，然后甩虑至干，得到酒石酸铵和酒石酸氢铵的湿品混合物，约585kg；
(2)将得到的湿品混合物加入到3000L的丙酮和丁酮的混合溶液中，其中丙酮和丁酮的体积比为1：1.5，搅拌均匀，在30℃下慢慢滴加浓硫酸至pH为2.0后，继续搅拌2.5h，然后过滤，去除硫酸铵，滤液浓缩得到的浓缩物即为回收的酒石酸，约410kg，含量99.5％。
实施例9
一种酒石酸的回收方法，包括以下步骤：
(1)取待回收物料，约含酒石酸400kg，将其溶于2400L的丙酮和2-辛酮的混合溶液中，其中丙酮和2-辛酮的体积比为2：1，搅拌均匀，在15℃下慢慢通入氨气，在通氨气的过程中会析出大量固体，当溶液pH为6.5时，停止通氨气，继续搅拌4h，然后甩虑至干，得到酒石酸铵和酒石酸氢铵的湿品混合物，约470kg；
(2)将得到的湿品混合物加入到2500L的乙醇和异戊醇的混合溶液中，其中乙醇和异戊醇的体积比为1：1.5，搅拌均匀，在25℃下慢慢滴加浓盐酸至pH为2.0后，继续搅拌2.5h，然后过滤，去除氯化铵，滤液浓缩得到的浓缩物即为回收的酒石酸，约320kg，含量99.7％。
实施例10
一种酒石酸的回收方法，包括以下步骤：
(1)取待回收物料，约含酒石酸600kg，将其溶于4200L的丁酮和异丙醇的混合溶液中，其中丁酮和异丙醇的体积比为2：1，搅拌均匀，在0℃下慢慢滴加氨水，在通氨气的过程中会析出大量固体，当溶液pH为6.5时，停止通氨气，继续搅拌5h，然后甩虑至干，得到酒石酸铵和酒石酸氢铵的湿品混合物，约700kg；
(2)将得到的湿品混合物加入到3500L的异戊醇的溶液中，搅拌均匀，在50℃下慢慢通入氯化氢气体至pH为2.5后，继续搅拌2h，然后过滤，去除氯化铵，滤液浓缩得到的浓缩物即为回收的酒石酸，约490kg，含量99.6％。
实施例11
一种酒石酸的回收方法，包括以下步骤：
(1)取待回收物料，约含酒石酸500kg，将其溶于3500L的乙醇和丙酮的混合溶液中，其中乙醇和丙酮的体积比为1：1，搅拌均匀，在10℃下慢慢滴加氨水，在通氨气的过程中会析出大量固体，当溶液pH为6.0时，停止通氨气，继续搅拌5h，然后甩虑至干，得到酒石酸铵和酒石酸氢铵的湿品混合物，约580kg；
(2)将得到的湿品混合物加入到3500L的乙醇和丙酮的混合溶液中，其中乙醇和丙酮的体积比为1：1，搅拌均匀，在50℃下慢慢通入氯化氢气体至pH为2.5后，继续搅拌2h，然后过滤，去除氯化铵，滤液浓缩得到的浓缩物即为回收的酒石酸，约410kg，含量99.4％。
采用本发明回收酒石酸，工艺简单，产品纯度高，无废水产生，而且能耗低，回收成本大大降低。

Claims (7)

1.一种酒石酸的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将待回收的废料溶于有机溶剂A中，搅拌均匀后，使用氨气或者氨水调节溶液pH值为6.0～7.0后，继续搅拌3～5h，然后将混合液甩滤至干，得到酒石酸铵和酒石酸氢铵的湿品混合物；
(2)将得到的湿品混合物加入到有机溶剂B中，搅拌均匀，在-5～50℃下，使用无机酸调节溶液pH值为1.5～2.5后，继续搅拌1.5～2.5h，然后过滤，将滤液浓缩后，得到的浓缩物即为回收的酒石酸，其中有机溶剂B的体积与湿品混合物的质量比为3～8L：1kg。
2.根据权利要求1所述的一种酒石酸的回收方法，其特征在于，所述步骤(1)有机溶剂A为低级醇、低级酮、低级醇的混合物、低级酮的混合物或者低级醇与低级酮的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种酒石酸的回收方法，其特征在于，所述步骤(2)有机溶剂B为低级醇、低级酮、低级醇的混合物、低级酮的混合物或者低级醇和低级酮的混合物。
4.根据权利要求2至3任一项所述的一种酒石酸的回收方法，其特征在于，所述低级醇为C1-6的醇类，所述低级酮为C3-8的酮类。
5.根据权利要求1所述的一种酒石酸的回收方法，其特征在于，所述步骤(1)使用氨气或氨水调节溶液pH至搅拌结束的过程中，控制混合液温度为-5～50℃。
6.根据权利要求1所述的一种酒石酸的回收方法，其特征在于，所述步骤(1)有机溶剂A的体积与待回收的废料中酒石酸的质量比为3～8L：1kg。
7.根据权利要求1所述的一种酒石酸的回收方法，其特征在于，所述步骤(2)无机酸为浓盐酸、浓硝酸、浓硫酸或氯化氢气体。
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