CN106220742B - 乙基纤维素醚浆料中盐份的去除方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种乙基纤维素醚生产过程中副产物的处理方法，具体公开了一种乙基纤维素醚浆料中盐份的去除方法。包括如下步骤：（1）加入有机溶剂，使盐份析出；（2）固液分离；（3）对上清液进行精馏处理，得到乙基纤维素醚颗粒；（4）将乙基纤维素醚颗粒送往造粒工段生产纯品乙基纤维素醚。本发明的优点是：1）减少最终产品洗涤次数，避免后续造粒工段产生大量含盐废水；2）实现乙基纤维素醚浆料中盐份的回收利用；3）工艺简单，易于在产业上推广。

Description

乙基纤维素醚浆料中盐份的去除方法
技术领域
本发明涉及一种乙基纤维素醚的生产工艺，尤其是一种乙基纤维素醚生产过程中副产物的处理方法。
背景技术
乙基纤维素醚(Ethyl Cellulose，缩写EC)是以天然高分子化合物纤维素为原料的，是纤维素分子链中部分的羟基被乙氧基取代的纤维素衍生物。乙基纤维素醚为无臭、无味的白色颗粒或者粉末，可溶于多种有机溶剂。
在乙基纤维素醚制备过程中，是在有机溶剂中先由纤维素与烧碱发生碱化反应，然后与氯乙烷在一定温度压力下进行醚化反应。醚化反应完毕的乙基纤维素醚物料是溶解于有机溶剂中的，呈熔融状态，这是一种乙基纤维素醚与有机溶剂芳烃或者芳烃和醇类混合的熔融态浆料，我们称为乙基纤维素醚浆料。
乙基纤维素醚浆料中存在大量盐份（约20%质量分数），因此要得到纯品乙基纤维素醚，需要对盐份进行去除，现有工艺通常采用多次热水洗涤去除，但是这无疑会产生大量的含盐废水，这些含盐废水由于溶质含量较低，难以分离出其中盐份，现有技术中主要采用填埋方式和加热焚烧的方式进行处理。填埋方式造成资源的巨大浪费和严重的环境污染；使用加热焚烧的方式需要消耗大量热能 并且容易造成二次污染。
公开号为CN102344225A的专利文件公开了一种纤维素醚生产中含盐废水的处理方法，该方法可适用于乙基纤维素醚生产工艺，该方法主要是通过将含盐废水进行三效蒸发，然后将分离后的母液再经厌氧处理和好氧处理，得到符合国家排放标准的废水后排放。该方法在一定程度上解决了含盐废水的处理的能耗问题和环境污染问题，但是三效蒸发仍然需要较大耗能，且工艺复杂参数难以控制，需要专用设备，好氧处理和厌氧处理处理流程非常长，且好氧处理容易对周围环境造成二次污染。可以说将该方案用于产业还需要克服很多困难。
公开号为CN104327190A的专利文件公开了一种乙基纤维素醚的精制方法，其中涉及了关于含盐废水的处理问题。该发明采用先对乙基纤维素醚进行造粒，又将造粒后的乙基纤维素醚转入洗涤釜中，加入温度90～100℃的软化水，漂白剂草酸，洗涤3次，每次洗涤时间60分钟，洗涤除去乙基纤维素醚残余的盐份，制得纯品乙基纤维素醚和含盐废水。该方法仍然属于采用多次水洗涤去除盐份的方法，并没有解决含盐废水的处理或回收问题。虽然该发明往乙基纤维素醚浆料中加入了有机溶剂，但其加入有机溶剂的目的仅仅是利用乙基纤维素醚在有机溶剂中易于溶解的特性来稀释乙基纤维素醚浆料，便于后续工艺中用酸中和除去乙基纤维素醚浆料中残余的烧碱。
综上所述，现有技术中关于乙基纤维素醚生产过程中产生的含盐废水的处理的研究总是着眼于产生含盐废水以后如何处理含盐废水的问题，而没有从避免含盐废水的产生这一角度来进行思考。
发明内容
为避免乙基纤维素醚生产过程中产生大量含盐废水，本发明提供了一种乙基纤维素醚浆料中盐份的去除方法。
本发明所采用的技术方案是：乙基纤维素醚浆料中盐份的去除方法，包括如下步骤：
（1）往乙基纤维素醚浆料中加入有机溶剂，搅拌均匀，使盐份从浆料中析出；
（2）对浆料进行固液分离，得到粗盐和上清液；
（3）对上清液进行精馏处理，分离出其中有机溶剂，得到乙基纤维素醚颗粒；
（4）将乙基纤维素醚颗粒送往造粒工段生产纯品乙基纤维素醚。
与现有技术采用在造粒完成之后再处理含盐废水的方法不同，本发明采用了在造粒前即对乙基纤维素醚浆料中的盐份进行去除。如上文所述，乙基纤维素醚具有在多种有机溶剂中均易溶解的特性，因此当往浆料中加入有机溶剂时，乙基纤维素醚的溶解度提高，其形态由熔融状态的浆料转变为易于过滤的溶液态；而其中盐份（主要以氯化钠形式存在）在有机溶剂中的溶解度很低，按一定配比加入有机溶剂后经过充分的搅拌，其中盐份由于溶解度的降低将会以晶体的形式析出，此时，很容易采用固液分离的方式将其中大部分盐份去除。
得到的上清液为少量盐份、乙基纤维素醚和有机溶剂的混合物，此时可采用精馏的方法将其中有机溶剂分离出来，得到含有少量盐份的乙基纤维素醚颗粒，此时可采用常规的造粒工艺在上述乙基纤维素醚颗粒中加入水，再加入草酸，搅拌后分离、过滤得到造粒颗粒，该造粒颗粒由于含盐量已经很低，仅需用水洗涤1～2次，即可得到纯品乙基纤维素醚。洗涤次数大大减少，产生的含盐废水量也大大减少，且废水中的含盐量也很低，有效降低废水处理成本。
作为本发明的进一步改进，将步骤（3）中分离出的有机溶剂返回步骤（1）中循环使用。更佳的，将步骤（3）中分离出的有机溶剂用于洗涤步骤（2）中得到的粗盐，得到精盐，洗涤后的有机溶剂返回步骤（1）中循环使用。
由于粗盐的成分主要是氯化钠和少量的乙基纤维素醚，因此可采用精馏后的有机溶剂对粗盐进行洗涤，去除其中的乙基纤维素醚，得到可作为工业盐使用的精盐，并将含有乙基纤维素醚的有机溶剂返回步骤（1）中循环使用，做到循环使用有机溶剂的同时还回收了粗盐中残留的的乙基纤维素醚。
作为本发明的进一步改进，步骤（1）中加入的有机溶剂与乙基纤维素醚浆料的质量比为：1～3:1。加入有机溶剂的量过少，浆料中的盐份无法析出；加入有机溶剂的量偏少，浆料粘度大，盐份与浆料分离困难；加入有机溶剂的量过多，将造成溶剂精馏回收的成本增加。
作为本发明的进一步改进，步骤（1）中的搅拌时间为0.1～2h。混合时间过短，溶剂与浆料不能充分混合，盐份不能正常析出；时间过长，设备利用率降低。
作为本发明的进一步改进，步骤（2）所述的固液分离方法为重力沉降法，经实验测得，本发明采用重力沉降法的分离效果更好。较佳的，在重力沉降过程中，将温度控制在30～75℃，沉降时间为0.5～24h。由于经过醚化后的物料具有较高的初始温度，沉降温度过低，能量流失大，同时浆料粘度大，是不利的；温度过高，易导致溶剂气化而流失；沉降时间过短，盐与浆料不能充分分离，时间过长，设备利用率降低。更佳的，在重力沉降过程中，将温度控制在50～70℃，沉降时间为0.5～3h。
作为本发明的进一步改进，步骤（1）中所述的有机溶剂选自无水甲醇、甲苯中的其中一种。更佳的，步骤（1）中所述的有机溶剂为无水乙醇。上述溶剂可溶解乙基纤维素醚而与盐份不相溶，从而能够使盐份析出。且其沸点在60～115℃之间，易于通过精馏方式分离回收。
本发明的有益效果是：1）预先去除乙基纤维素醚浆料中的大部分盐份，减少最终产品洗涤次数，避免后续造粒工段产生大量含盐废水；2）实现乙基纤维素醚浆料中盐份的回收利用；3）通过精馏分离有机溶剂，实现有机溶剂的循环使用；4）工艺简单，处理流程短，只需设置精馏塔，易于在产业上推广。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图，图中EC为乙基纤维素醚的简称。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例一：
100g醚化后未纯化的融熔状态的乙基纤维素醚浆料，加入100g的无水乙醇，充分搅拌混合20min，在密闭烧杯中60℃静置保温1h，使盐份沉淀析出，50℃条件下重力沉降1h分离上清液，得到粗盐，测定上清液中盐份含量为0.5%（质量百分比）。对上清液进行精馏得到无水乙醇和乙基纤维素醚颗粒，将乙基纤维素醚颗粒送往造粒工段生产纯品乙基纤维素醚。用精馏所得无水乙醇洗涤粗盐，烘干，得到精盐，称量精盐的质量为17.2g。
实施例二：
100g醚化后未纯化的融熔状态的乙基纤维素醚浆料，加入120g的无水甲醇，充分搅拌混合30min，在密闭烧杯中60℃静置保温40min，使盐份沉淀析出，60℃条件下重力沉降2h分离上清液，得到粗盐，测定上清液中盐份含量为0.5%（质量百分比）。对上清液进行精馏得到无水乙醇和乙基纤维素醚颗粒，将乙基纤维素醚颗粒送往造粒工段生产纯品乙基纤维素醚。用精馏所得无水乙醇洗涤粗盐，烘干，得到精盐，称量精盐的质量为16.8g。
实施例三：
1kg醚化后未纯化的融熔状态的乙基纤维素醚浆料，加入1.2kg的无水甲醇，充分搅拌混合15min，在密闭烧杯中60℃静置保温40min，使盐份沉淀析出，70℃条件下重力沉降2.5h分离上清液，得到粗盐，测定上清液中盐份含量为0.5%（质量百分比）。对上清液进行精馏得到无水乙醇和乙基纤维素醚颗粒，将乙基纤维素醚颗粒送往造粒工段生产纯品乙基纤维素醚。用精馏所得无水乙醇洗涤粗盐，烘干，得到精盐，称量精盐的质量为0.165kg。

Claims (6)

1.乙基纤维素醚浆料中盐份的去除方法，包括如下步骤：
（1）往乙基纤维素醚浆料中加入有机溶剂，所述的有机溶剂选自无水甲醇、无水乙醇、甲苯中的其中一种，加入的有机溶剂与乙基纤维素醚浆料的质量比为1～3:1；搅拌0.1～2h使物料混合均匀，使盐份从浆料中析出；
（2）对浆料进行固液分离，得到粗盐和上清液；
（3）对上清液进行精馏处理，分离出其中有机溶剂，得到乙基纤维素醚颗粒；
（4）将乙基纤维素醚颗粒送往造粒工段生产纯品乙基纤维素醚。
2.根据权利要求1所述的乙基纤维素醚浆料中盐份的去除方法，其特征在于：将步骤（3）中分离出的有机溶剂返回步骤（1）中循环使用。
3.根据权利要求1所述的乙基纤维素醚浆料中盐份的去除方法，其特征在于：将步骤（3）中分离出的有机溶剂用于洗涤步骤（2）中得到的粗盐，得到精盐，洗涤后的有机溶剂返回步骤（1）中循环使用。
4.根据权利要求1～3中任一权利要求所述的乙基纤维素醚浆料中盐份的去除方法，其特征在于：步骤（2）所述的固液分离方法为重力沉降法。
5.根据权利要求4所述的乙基纤维素醚浆料中盐份的去除方法，其特征在于：在重力沉降过程中，将温度控制在30～75℃，沉降时间为0.5～24h。
6.根据权利要求4所述的乙基纤维素醚浆料中盐份的去除方法，其特征在于：在重力沉降过程中，将温度控制在50～70℃，沉降时间为0.5～3h。
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