CN106517580B - 一种从化纤碱减量废水中回收高纯度pta的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种从化纤碱减量废水中回收高纯度PTA的方法，包括以下步骤：(1)碱减量废水通过多级金属过滤器过滤，得初级过滤液；(2)取步骤(1)得到的初级过滤液，通过陶瓷过滤器过滤，得精滤液；(3)取步骤(2)得到的精滤液，通过动态结晶装置加酸搅拌，静置后得泥状沉淀；(4)取步骤(3)得到的泥状沉淀，通过板框压滤机进行固液分离，取固体烘干，得高纯度PTA。本方法操作简便，所提取的PTA晶体粒径分布均匀，纯度高，可实现二次利用，提高产品的利用率。

Description

一种从化纤碱减量废水中回收高纯度PTA的方法
技术领域
本发明涉及一种高纯度PTA的回收方法，具体涉及一种从化纤碱减量废水中回收高纯度PTA的方法。
背景技术
PTA，即对苯二甲酸，又称p-苯二甲酸，是产量最大的二元羧酸，主要由对二甲苯制得，是生产聚酯的主要原料。常温下为固体。加热不熔化，300℃以上升华。若在密闭容器中加热，可于425℃熔化。常温下难溶于水。主要用于制造合成聚酯树脂、合成纤维和增塑剂等。
碱减量处理，是指利用浓碱液对织物中的大分子脂键进行水解、腐蚀,促使纤维织物组织松弛减轻织物重量,从而达到织物真丝感的过程。处理过程中，涤纶海岛丝、涤锦复合丝等碱溶性材料在高温、高碱度条件下被减量，乙二醇、对苯二甲酸钠、聚醚等物质溶入碱液中。
目前在纺织行业的印染过程中，经过碱减量处理后产生的废水一般经过简单处理后直接排放，造成很大的浪费和环境污染。也有部分企业通过再提取技术，从生产过程产生的废水中提取PTA，最主要是利用酸析技术将其沉淀出来，但得到的PTA残渣得率较低，不能用于二次利用，导致资源的浪费。若将其进行提纯精制，将有效节约成本，并实现资源的再利用。
发明内容
本发明旨在探索一种PTA的提纯方法，从织物碱减量产生的废水中提取出剩余PTA，所提取的PTA粒径分布均匀，纯度高，聚醚含量低，可实现二次利用，提高产品的利用率。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种从化纤碱减量废水中回收高纯度PTA的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)碱减量废水通过多级金属过滤器过滤，得初级过滤液；
(2)取步骤(1)得到的初级过滤液，通过陶瓷过滤器过滤，得精滤液；
(3)取步骤(2)得到的精滤液，通过动态结晶装置加酸搅拌，静置后得泥状沉淀；
(4)取步骤(3)得到的泥状沉淀，通过板框压滤机固液分离，取固体烘干，得高纯度PTA。
其中，碱减量废水为涤纶海岛丝开纤、涤锦复合丝开纤等碱溶性材料的减量废水；
其中，碱减量废水中至少含有纤维、乙二醇、对苯二甲酸钠、聚醚物质。
进一步的，所述步骤(1)中，多级金属过滤器的过滤孔径为5-100μm。
进一步的，所述步骤(2)中，陶瓷过滤器的过滤孔径为0.1μm。
进一步的，所述步骤(3)中，通过动态结晶装置的上下两部分同时加酸，并用搅拌桨搅拌均匀。
进一步的，所述步骤(3)中，加酸采用质量浓度为10％的H2SO4，调节至精滤液pH为3-4。
进一步的，所述步骤(4)中，压滤过程中，用去离子水清洗泥状沉淀，所用去离子水温度为60-80℃，清洗直至清洗液pH值为6。
更进一步的，所述步骤(4)之后，还可以包括步骤(5)，将清洗液通过陶瓷过滤器过滤，过滤孔径为0.1μm，回收过滤液。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明在过滤后进行沉淀的过程中，用一定浓度的H2SO4溶液进行中和，对苯二甲酸钠盐(PTA-Na)生成对苯二甲酸(PTA)；间苯二甲酸-5-磺酸钠盐(SIPA-Na)生成间苯二甲酸-5-磺酸(SIPA)；乙二醇(EG)和聚乙二醇(PEG)不发生变化。上述产物中，PTA为白色沉淀物，不溶于水，SIPA在水中的溶解度为100％，EG及PEG均溶于水，因此可以最大程度将PTA分离出来。
2、本发明在沉淀过程中，通过在动态结晶装置上下两部分同时加酸，并用搅拌桨搅拌，可以实现均匀加酸，同时装置下部的酸溶液环境有利于形成沉淀。
3、本发明在压滤过程中使用的去离子水，通过陶瓷过滤器的过滤，可以重新回收利用。
4、本发明使用的提纯方法，采用SH/T 1612.1-2005《工业用精对苯二甲酸》进行检测，复合标准的规定，通过光谱分析法测定所得PTA纯度在90％以上，粒径分布均匀。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：
(1)取碱减量废水通过过滤孔径为5μm的多级金属过滤器过滤，得初级过滤液；
(2)取步骤(1)得到的初级过滤液，通过过滤孔径为0.1μm的陶瓷过滤器进行过滤，得精滤液；
(3)取步骤(2)得到的精滤液，通过动态结晶装置的上下两部分同时加酸，采用质量浓度为10％的H2SO4，搅拌调节精滤液pH值为3，静置后得泥状沉淀；
(4)取步骤(3)得到的泥状沉淀，通过板框压滤机进行固液分离，分离过程中，用温度为60℃的去离子水对泥状沉淀进行清洗，取固体烘干，得高纯度PTA。
按照SH/T 1612.1-2005《工业用精对苯二甲酸》进行检测，所得PTA酸值为674mgKOH/g，总重金属含量为11mg/kg，色度为10mg/kg。
通过光谱分析法，测得所得对苯二甲酸纯度为92.7％。
利用激光粒度仪测定PTA粒径为119μm。
对比例1：
(1)取碱减量废水通过过滤孔径为5μm的多级金属过滤器过滤，得初级过滤液；
(2)取步骤(1)得到的初级过滤液，通过过滤孔径为0.1μm的陶瓷过滤器进行过滤，得精滤液；
(3)取步骤(2)得到的精滤液，通过动态结晶装置的上部加酸，采用质量浓度为10％的H2SO4，搅拌调节精滤液pH值为3，静置后得泥状沉淀；
(4)取步骤(3)得到的泥状沉淀，通过板框压滤机进行固液分离，分离过程中，用温度为60℃的去离子水对泥状沉淀进行清洗，取固体烘干，得高纯度PTA。
按照SH/T 1612.1-2005《工业用精对苯二甲酸》进行检测，所得PTA酸值为654mgKOH/g，总重金属含量为18mg/kg，色度为15mg/kg。
通过光谱分析法，测得所得对苯二甲酸纯度为83％。
利用激光粒度仪测定PTA粒径为91μm。
实施例2：
(1)取碱减量废水通过过滤孔径为100μm的多级金属过滤器过滤，得初级过滤液；
(2)取步骤(1)得到的初级过滤液，通过过滤孔径为0.1μm的陶瓷过滤器进行过滤，得精滤液；
(3)取步骤(2)得到的精滤液，通过动态结晶装置的上下两部分同时加酸，采用质量浓度为10％的H2SO4，搅拌调节精滤液pH值为4，静置后得泥状沉淀；
(4)取步骤(3)得到的泥状沉淀，通过板框压滤机进行固液分离，分离过程中，用温度为80℃的去离子水对泥状沉淀进行清洗，取固体烘干，得高纯度PTA。
(5)取步骤(4)得到的清洗液，再次通过过滤孔径为0.1μm的陶瓷过滤器进行过滤，回收过滤液。
按照SH/T 1612.1-2005《工业用精对苯二甲酸》进行检测，所得PTA酸值为673mgKOH/g，总重金属含量为12mg/kg，色度为12mg/kg。
通过光谱分析法，测得所得对苯二甲酸纯度为91.6％。
利用激光粒度仪测定PTA粒径为121μm。
对比例2：
(1)取碱减量废水通过过滤孔径为100μm的多级金属过滤器过滤，得初级过滤液；
(2)取步骤(1)得到的初级过滤液，通过过滤孔径为0.1μm的陶瓷过滤器进行过滤，得精滤液；
(3)取步骤(2)得到的精滤液，通过动态结晶装置的上部加酸，采用质量浓度为10％的H2SO4，搅拌调节精滤液pH值为4，静置后得泥状沉淀；
(4)取步骤(3)得到的泥状沉淀，通过板框压滤机进行固液分离，分离过程中，用温度为80℃的去离子水对泥状沉淀进行清洗，取固体烘干，得高纯度PTA。
(5)取步骤(4)得到的清洗液，再次通过过滤孔径为0.1μm的陶瓷过滤器进行过滤，回收过滤液。
按照SH/T 1612.1-2005《工业用精对苯二甲酸》进行检测，所得PTA酸值为655mgKOH/g，总重金属含量为19mg/kg，色度为17mg/kg。
通过光谱分析法，测得所得对苯二甲酸纯度为79％。
利用激光粒度仪测定PTA粒径为87μm。
实施例3：
(1)取碱减量废水通过过滤孔径为20μm的多级金属过滤器过滤，得初级过滤液；
(2)取步骤(1)得到的初级过滤液，通过过滤孔径为0.1μm的陶瓷过滤器进行过滤，得精滤液；
(3)取步骤(2)得到的精滤液，通过动态结晶装置的上下两部分同时加酸，采用质量浓度为10％的H2SO4，搅拌调节精滤液pH值为3，静置后得泥状沉淀；
(4)取步骤(3)得到的泥状沉淀，通过板框压滤机进行固液分离，分离过程中，用温度为70℃的去离子水对泥状沉淀进行清洗，取固体烘干，得高纯度PTA。
按照SH/T 1612.1-2005《工业用精对苯二甲酸》进行检测，所得对PTA酸值为675mgKOH/g，总重金属含量为10mg/kg，色度为10mg/kg。
通过光谱分析法，测得所得对苯二甲酸纯度为95.8％。
利用激光粒度仪测定PTA粒径为116μm。
对比例3：
(1)取碱减量废水通过过滤孔径为20μm的多级金属过滤器过滤，得初级过滤液；
(2)取步骤(1)得到的初级过滤液，通过过滤孔径为0.1μm的陶瓷过滤器进行过滤，得精滤液；
(3)取步骤(2)得到的精滤液，通过动态结晶装置的下部加酸，采用质量浓度为10％的H2SO4，搅拌调节精滤液pH值为3，静置后得泥状沉淀；
(4)取步骤(3)得到的泥状沉淀，通过板框压滤机进行固液分离，分离过程中，用温度为70℃的去离子水对泥状沉淀进行清洗，取固体烘干，得高纯度PTA。
按照SH/T 1612.1-2005《工业用精对苯二甲酸》进行检测，所得对PTA酸值为651mgKOH/g，总重金属含量为17mg/kg，色度为15mg/kg。
通过光谱分析法，测得所得对苯二甲酸纯度为73.9％。
利用激光粒度仪测定PTA粒径为88μm。
实施例4：
(1)取碱减量废水通过过滤孔径为40μm的多级金属过滤器过滤，得初级过滤液；
(2)取步骤(1)得到的初级过滤液，通过过滤孔径为0.1μm的陶瓷过滤器进行过滤，得精滤液；
(3)取步骤(2)得到的精滤液，通过动态结晶装置的上下两部分同时加酸，用质量浓度为10％的H2SO4，搅拌调节精滤液pH值为4，静置后得泥状沉淀；
(4)取步骤(3)得到的泥状沉淀，通过板框压滤机进行固液分离，分离过程中，采用温度为65℃的去离子水对泥状沉淀进行清洗，取固体烘干，得高纯度PTA。
按照SH/T 1612.1-2005《工业用精对苯二甲酸》进行检测，所得PTA酸值为674mgKOH/g，总重金属含量为13mg/kg，色度为16mg/kg。
通过光谱分析法，测得所得对苯二甲酸纯度为92.7％。
利用激光粒度仪测定PTA粒径为122μm。
对比例4：
(1)取碱减量废水通过过滤孔径为40μm的多级金属过滤器过滤，得初级过滤液；
(2)取步骤(1)得到的初级过滤液，通过过滤孔径为0.1μm的陶瓷过滤器进行过滤，得精滤液；
(3)取步骤(2)得到的精滤液，通过动态结晶装置的下部加酸，采用质量浓度为10％的H2SO4，搅拌调节精滤液pH值为4，静置后得泥状沉淀；
(4)取步骤(3)得到的泥状沉淀，通过板框压滤机进行固液分离，分离过程中，用温度为65℃的去离子水对泥状沉淀进行清洗，取固体烘干，得高纯度PTA。
按照SH/T 1612.1-2005《工业用精对苯二甲酸》进行检测，所得PTA酸值为661mgKOH/g，总重金属含量为21mg/kg，色度为23mg/kg。
通过光谱分析法，测得所得对苯二甲酸纯度为78.6％。
利用激光粒度仪测定PTA粒径为85μm。
实施例5：
(1)取碱减量废水通过过滤孔径为60μm的多级金属过滤器过滤，得初级过滤液；
(2)取步骤(1)得到的初级过滤液，通过过滤孔径为0.1μm的陶瓷过滤器进行过滤，得精滤液；
(3)取步骤(2)得到的精滤液，通过动态结晶装置的上下两部分同时加酸，用质量浓度为10％的H2SO4，搅拌调节精滤液pH值为3，静置后得泥状沉淀；
(4)取步骤(3)得到的泥状沉淀，通过板框压滤机进行固液分离，分离过程中，用温度为75℃的去离子水对泥状沉淀进行清洗，取固体烘干，得高纯度PTA。
(5)取步骤(4)得到的清洗液，再次通过过滤孔径为0.1μm的陶瓷过滤器进行过滤，回收过滤液。
按照SH/T 1612.1-2005《工业用精对苯二甲酸》进行检测，所得PTA酸值为673mgKOH/g，总重金属含量为12mg/kg，色度为16mg/kg。
通过光谱分析法，测得所得对苯二甲酸纯度为91.1％。利用激光粒度仪测定PTA粒径为117μm。
实施例6：
(1)取碱减量废水通过过滤孔径为80μm的多级金属过滤器过滤，得初级过滤液；
(2)取步骤(1)得到的初级过滤液，通过过滤孔径为0.8μm的陶瓷过滤器进行过滤，得精滤液；
(3)取步骤(2)得到的精滤液，通过动态结晶装置的上下两部分同时加酸，用质量浓度为10％的H2SO4，调节精滤液pH值为4，静置后得泥状沉淀；
(4)取步骤(3)得到的泥状沉淀，通过板框压滤机进行固液分离，分离过程中，用温度为70℃的去离子水对泥状沉淀进行清洗，取固体烘干，得高纯度PTA。
按照SH/T 1612.1-2005《工业用精对苯二甲酸》进行检测，所得PTA酸值为673mgKOH/g，总重金属含量为11mg/kg，色度为15mg/kg。
通过光谱分析法，测得所得对苯二甲酸纯度为92.3％。
利用激光粒度仪测定PTA粒径为121μm。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种从化纤碱减量废水中回收高纯度PTA的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）碱减量废水通过多级金属过滤器过滤，得初级过滤液；
（2）取步骤（1）得到的初级过滤液，通过陶瓷过滤器过滤，得精滤液；
（3）取步骤（2）得到的精滤液，通过动态结晶装置的上下两部分同时加酸，并用搅拌桨搅拌均匀，静置后得泥状沉淀；
（4）取步骤（3）得到的泥状沉淀，通过板框压滤机进行固液分离，在压滤过程中，用去离子水清洗泥状沉淀，所用去离子水温度为60-80℃，清洗直至清洗液pH值为6，压滤完成后取固体烘干，得高纯度PTA；
所述步骤（3）中，加酸采用质量浓度为10%的H2SO4，调节至精滤液pH为3-4；
所述碱减量废水中至少含有纤维、乙二醇、对苯二甲酸钠、聚醚。
2.根据权利要求1所述的一种从化纤碱减量废水中回收高纯度PTA的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，多级金属过滤器的过滤孔径为5-100μm。
3.根据权利要求1所述的一种从化纤碱减量废水中回收高纯度PTA的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，陶瓷过滤器的过滤孔径为0.1μm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种从化纤碱减量废水中回收高纯度PTA的方法，其特征在于，所述步骤（4）之后，还可以包括步骤（5），将清洗液通过陶瓷过滤器过滤，过滤孔径为0.1μm，回收过滤液。
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