CN108439521A - 一种萘系磺酸废水的萃取剂的再生方法 - Google Patents

一种萘系磺酸废水的萃取剂的再生方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种萘系磺酸废水的萃取剂的再生方法。包括以下步骤：原料来自萘系磺酸废水萃取过程中的萃取轻相，在原料中通入一定量的氨气或液氨，且不停地搅拌和反应，达到反应平衡后，静置分层，得到的上层轻相为再生萃取剂，供循环使用；下层重相为含有萘系磺酸的有机物固体，可经脱油后分离出来。采用本发明的方法，萃取剂再生过程无须用水，可直接得到萘系磺酸有机物固体和再生的萃取剂，工艺过程简单，设备投资少，生产成本降低。

Description

一种萘系磺酸废水的萃取剂的再生方法
技术领域
本发明涉及一种萘系磺酸废水的萃取剂的再生方法，属于废水处理技术领域。
背景技术
染料中间体工业对环境污染较为严重，生产过程中会排放大量有毒有害的有机废水。萘磺酸系列化合物是制作染料过程中非常关键的中间体，是不可或缺的原料。但由于其结构复杂，生产流程长、副反应多，造成生产过程中产生大量成分复杂、浓度比较高的废水，这种废水具有高浓度、高酸度、高色度和较高的COD值，难生物降解等特点，成为工业废水治理的重点难题。对于此类染料中间体废水的处理方法有萃取法、吸附法、浓缩法、焚烧法、膜分离法、化学氧化法、电解法等。化学氧化法和吸附法适合较低浓度废水处理；浓缩法耗能高；焚烧法投资昂贵，对燃烧质量和燃烧条件要求高；膜分析法的膜孔容易堵塞，效果不理想。电解法电耗大，金属极板损耗严重。萃取法适合处理毒性大、浓度高、酸度高、难以降解的废水，成为废水处理的重点研究方法。
关于萃取法处理萘系磺酸类废水的研究最多，且多被广泛应用。邹培等(络合萃取法处理H酸、T酸生产废水[J].环境工程,2013,31(4):226～228)以三辛胺/正辛醇/煤油萃取体系处理H酸、T酸，最佳条件下，COD的去除率分别达到了88.4％、97.2％，用20％氢氧化钠溶液对轻相进行反萃，水相与有机相比为0.2，再生萃取剂的多次萃取效果稳定。邓兵等(萘磺酸类有机废水的络合萃取研究[J].化学与生物工程,2005,22(08):37-39)采用络合法萃取萘系磺酸废水，选用三辛胺作为萃取剂，用NaOH、KOH、氨水作为反萃剂，进行了萃取与反萃实验，最佳工艺参数为油水比1:4，萃取温度为45℃，COD值从原来的24992mg·L-1降至1000mg·L-1左右，反萃最佳参数为氢氧化钠碱液质量分数为20％，油碱比为1:1，COD浓缩倍数为4.2倍。魏凤玉等(络合萃取法处理β-萘磺酸钠工业废水[J].工业用水与废水.2000,31(1):22-24)采用络合萃取法，以三正辛胺、煤油为稀释剂处理萘磺酸废水，当pH＝0.5-1，废水：萃取剂：稀释剂＝100:10:40时，废水经二级萃取COD去除率达98％，络合轻相由氢氧化钠反萃，每100ml轻相消耗6g氢氧化钠，有机物浓缩相回收后，每1L原废水得到浓缩物约56mL。
除了上述络合法萃取处理萘磺酸废水以外，还有大量的实验都证明了络合萃取法取得了很好的处理效果。问题是，反萃过程中，普遍采用氢氧化钠、氢氧化钾或者氨水溶液作为反萃剂，配制稀溶液时需要添加大量的水，处理废水的同时又制造了大量的废水，增加了处理负担；此外，NaOH、KOH分子量大，消耗的碱量也多；反萃过程中也不能直接得到有机物固体，需要通过蒸发浓缩，增加了设备投资和能量消耗，生产成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的萃取剂的再生方法。具体技术方案如下。
一种萘系磺酸废水的萃取剂的再生方法，对萃取后的轻相，通入氨气或液氨，不停地搅拌和反应，达到反应平衡后，静置分层。得到的上层轻相为清澈透明的再生萃取剂，供循环使用，下层重相为含有萘系磺酸有机物固体，经过进一步的脱油实现萃取剂回收。再生反应过程操作压力为常压～2.0MPa。
进一步，所述萘系磺酸废水为氨基K酸、氨基G酸、R酸、H酸、T酸生产过程中产生的废水，含有萘系的一磺酸(萘的一磺化产物)、二磺酸(如氨基G酸、R酸、H酸)、三磺酸有机物(如氨基K酸、T酸)，萘环上不含氨基(如R酸)，或含有一个氨基(如氨基K酸、氨基G酸、H酸、T酸)。
进一步，所述萃取剂含有有机胺类化合物，所述有机胺包括三辛胺、三正辛胺、三己胺、三正己胺、三烷基叔胺、N235，其中含有10～70％的稀释剂(如260#溶剂油、普通煤油、磺化煤油、航空煤油，但不限于这些)、5～50％的助溶剂(如正戊醇、正己醇、正辛醇、磷酸三丁酯，但不限于这些)。
进一步，所述氨气或液氨的用量为所萃取酸量的1.0-1.1倍(摩尔比)。
进一步，静置分层后，下层重相为含有萘系磺酸的有机物固体，利用饱和水洗掉固体中夹带的萃取剂，所述饱和水用量为固体质量的0.5-2倍，经搅拌混合0.5-2h，固液分离后，得到纯净的有机物固体。
进一步，所述的饱和水是指脱油过程中分离出的水，可反复循环使用；生产初期没有饱和水时，用干净水代替饱和水。
本发明的优点在于：
1.采用氨气或液氨代替氢氧化钠、氢氧化钾的水溶液作为反萃剂，由于氨的摩尔质量远远小于氢氧化钠或氢氧化钾，当反萃同样多的萃取剂时，如果用氨气或液氨作为反萃剂，所消耗质量要比氢氧化钠或氢氧化钾少很多。
2.工艺简单，降低了废水处理压力。用氢氧化钠、氢氧化钾或氨水反萃时，须将氢氧化钠、氢氧化钾固体或氨气加水配成稀溶液，从而大大增加了废水的处理量。
3.脱油过程可回收固体中夹带的残留萃取剂，减少萃取剂损失，实现资源回收利用，脱油过程中的饱和水可循环使用，不消耗别的资源，也不增加废水。
4.用氨气或者液氨作反萃剂，可直接得到有机物固体。相比下，若用氢氧化钠、氢氧化钾、氨气的水溶液作反萃剂，只能得到有机物水溶液，还须蒸发浓缩，才能得到有机物固体，增加了设备和能耗。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步详细说明。
实施例1
将含有2-萘胺-3,6,8-三磺酸(氨基K酸)的生产废水，经三辛胺萃取剂(其中含有10％的260#溶剂油、50％的正戊醇)。萃取处理后，得到负载有机物的轻相，取4.5L轻相，在常压下通入氨气，一边充氨气一边搅拌反应，当萃取剂颜色变成浅黄色后，静置分层30min，上层得到浅黄透明的萃取剂，下层为固体，其中主要是从废水中回收得到的有机物，并夹带有部分萃取剂，需要用饱和水洗涤下来回收再用。取下层固体100g，与饱和水按1:0.5(质量比)搅拌混合均匀，静置后得到三层，上层为萃取剂，下层为固体物，中间层为饱和水。分离出上层萃取剂，固体与饱和水重新搅拌混合、再次静置分离，最后得到不含萃取剂的固体有机物59g，饱和水、萃取剂可循环使用。
实施例2
将含有3-羟基-2,7-二磺酸(R酸)的生产废水，经三正辛胺萃取剂(其中含有70％的普通煤油、5％的正己醇)。萃取处理后，得到负载有机物的轻相，取15L轻相中倒入加压反应釜中，控制反应釜压力2.5Mpa，一边加入液氨，一边搅拌反应，当萃取剂变成浅黄透明后，静置分层30min，上层得到浅黄透明的萃取剂，下层为固体，其中主要是从废水中回收得到的有机物，并夹带有部分萃取剂需要回收再用，需要用饱和水洗涤下来。取下层固体100g，与饱和水按1:2(质量比)搅拌混合均匀，静置后得到三层，上层为萃取剂，下层为固体物，中间层为饱和水。分离出上层萃取剂，固体与饱和水重新搅拌混合、再次静置分离，最后得到不含萃取剂的固体有机物46g，饱和水、萃取剂可循环使用。
实施例3
将含有2-萘酚-6,8-二磺酸(氨基G酸)的生产废水，经三己胺萃取剂(其中含有30％的磺化煤油、20％的正辛醇)。萃取处理后，得到负载有机物的轻相，取1L轻相，在0.5MPa下通入氨气，一边充氨气一边搅拌反应，当萃取剂颜色变成浅黄色后，静置分层30min，上层得到浅黄色的萃取剂，下层为固体，其中主要是从废水中回收得到的有机物，并夹带有部分萃取剂需要回收再用，需要用饱和水洗涤下来。取下层固体100g，与饱和水按1:1(质量比)搅拌混合均匀，静置后得到三层，上层为萃取剂，下层为固体物，中间层为饱和水。分离出上层萃取剂，固体和饱和水重新搅拌混合、再次静置分离，最后得到不含萃取剂的固体有机物22g，饱和水和萃取剂可循环使用。
实施例4
将含有1-氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸(H酸)的生产废水，经三正己胺萃取剂(其中含有40％的航空煤油，15％的磷酸三丁酯)。处理后，得到负载有机物的轻相，取1L轻相中加入液氨(在加压反应釜中进行)，控制反应釜压力2.0Mpa，一边加入一边搅拌反应，当萃取剂颜色变成浅黄色后，静置分层30min，上层得到浅黄透明的萃取剂，下层为固体，其中主要是从废水中回收得到的有机物，并夹带有部分萃取剂需要回收再用，需要用饱和水洗涤下来。取下层固体100g，与饱和水按1:1(质量比)搅拌混合均匀，静置后得到三层，上层为萃取剂，下层为固体物，中间层为饱和水。分离出上层萃取剂，固体与饱和水重新搅拌混合、再次静置分离，最后得到不含萃取剂的固体有机物34g，饱和水、萃取剂可循环使用。
实施例5
将含有1-萘胺-3,6,8-三磺酸(T酸)的生产废水，经N235萃取剂(其中含有40％的磺化煤油、25％的正辛醇)。处理后，得到负载有机物的轻相，取1L轻相，在0.9MPa下通入氨气，一边充氨气一边搅拌反应，当萃取剂颜色变成浅黄透明后，静置分层30min，上层得到浅黄色的萃取剂，下层为固体，其中主要是从废水中回收得到的有机物，并夹带有部分萃取剂需要回收再用，需要用饱和水洗涤下来。取下层固体100g，与饱和水按1:1(质量比)搅拌混合均匀，静置后得到三层，上层为萃取剂，下层为固体物，中间层为饱和水。分离出上层萃取剂，固体和饱和水重新搅拌混合、再次静置分离，最后得到不含萃取剂的固体有机物39g，饱和水、萃取剂可循环使用。
上述实施例对本发明的技术方案进行了详细说明。显然，本发明并不局限于所描述的实施例。基于本发明中的实施例，熟悉本技术领域的人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或相类似的变化都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种萘系磺酸废水的萃取剂的再生方法，其特征在于，对萘系磺酸废水萃取过程中的萃取轻相，通入氨气或液氨，不停搅拌和反应，待到反应平衡后，静置分层，得到的上层轻相为再生的萃取剂。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述萘系磺酸废水为氨基K酸、氨基G酸、R酸、H酸、T酸生产过程中产生的废水，含有萘系的一磺酸、二磺酸、三磺酸有机物。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述萃取剂含有有机胺类化合物，所述有机胺包括三辛胺、三正辛胺、三己胺、三正己胺、三烷基叔胺、N235。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氨气或液氨的用量为所萃取酸量的1.0-1.1倍(摩尔比)。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，静置分层后，下层重相为含有萘系磺酸的有机物固体，利用饱和水洗掉固体中夹带的萃取剂，所述饱和水用量为固体质量的0.5-2倍，经搅拌混合0.5-2h，固液分离后，得到纯净的有机物固体。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的饱和水是指脱油过程中分离出的水，可反复循环使用；生产初期没有饱和水时，用干净水代替饱和水。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述再生反应过程中的压力为常压～2.0MPa。
8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述萘系磺酸的萘环上不含氨基，或含有一个氨基。
9.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，所述有机胺含有10～70％稀释剂和5～50％助溶剂。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，所述稀释剂是260#溶剂油、普通煤油、磺化煤油或航空煤油；所述助溶剂是正戊醇、正己醇、正辛醇或磷酸三丁酯。
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