CN110922320A - 一种甲基异丁基甲酮和对甲苯磺酸钠的提取方法 - Google Patents

一种甲基异丁基甲酮和对甲苯磺酸钠的提取方法 Download PDF

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Abstract

一种甲基异丁基甲酮和对甲苯磺酸钠的提取方法，包括如下步骤：将高浓度的泰妙菌素废水常压蒸馏，蒸出有机相和水的混合液；降温，将混合液进行分液，分去水层，得到的有机相，向有机相中加入氧化钙，除水，减压蒸馏，得到高纯度的甲基异丁基甲酮；将蒸馏分离出有机相和水混合液后剩余的废水母液减压浓缩，降温，析出结晶，过滤；向滤饼中加入溶剂，升温，进行回流分水；分水后，降温，过滤，滤饼烘干，得到高纯度的对甲苯磺酸钠。本发明提取方法简单，提取的甲基异丁基甲酮和对甲苯磺酸钠纯度高，大幅度降低了废水的COD值。

Description

一种甲基异丁基甲酮和对甲苯磺酸钠的提取方法
技术领域
本发明涉及一种从泰妙菌素废水中提取甲基异丁基甲酮和对甲苯磺酸钠并提纯的方法，属于废水处理技术领域。
背景技术
泰妙菌素（Tiamulin）是由高等真菌担子菌侧耳属Pleurotus mutilus发酵得到截短侧耳素后，再经过化学合成得到氢化富马酸盐，是一种双萜烯类畜禽专用抗生素。泰妙菌素的合成过程是经过一步磺化反应，即截短侧耳素和对甲苯磺酰氯磺化反应得到中间体，中间体再和乙硫醇酰化反应生成产物泰妙碱。此步反应完毕后降温后会有含大量对甲苯磺酸钠的固体析出，离心分离后反应液要进行分液分出水层和水洗后才能进行下一步操作。由此产生的固废和高COD值泰妙菌素废水，其中，固废中主要成分为大量对甲苯磺酸钠和少量甲基乙异丁基甲酮，泰妙菌素废水中主要含有对甲苯磺酸钠和甲基异丁基甲酮和少量未反应二乙氨基乙硫醇，废水直接处理难度大，成本高。随着科技的发展进步，人们越来越重视环境治理与经济效益双赢；另外，目前泰妙菌素在国内外市场竞争比较激烈，随着原料成本和能源价格的上涨，产品的生产成本持续上升，降低三废处理成本和原料的回收利用是化工合成领域的必然趋势。现在从泰妙菌素废水中提取甲基异丁基甲酮和对甲苯磺酸钠的过程是分别单独进行。
现有的提取甲基异丁基甲酮的方法主要采用废水加入大量酸酸化后，过滤掉析出的对甲苯磺酸，待废液的水和有机相分层后，分液得到有机层即甲基异丁基甲酮。由于废水具有很强的碱性，酸化过程需要消耗大量的酸，且酸化后的废水分层困难，往往需要加入大量无机盐促进分层。此法得到的甲基异丁基甲酮杂质多、纯度低。经过酸化、盐析步骤之后的废水中高浓度的无机盐会影响废水的生物发酵降解，不利于废水的后续处理。此外，由于甲基异丁基甲酮在泰妙菌素废水中占比仅为2.5-3.5%，且单价不高，从少量废水中的回收量有限，价值不大。因此一般很少做废水中甲基异丁基甲酮的精细化回收。
现有的提取对甲苯磺酸钠的方法主要采用废水调PH值7-8后，减压浓缩，降温析出固体，然后用水重结晶的方法获得低纯度的对甲苯磺酸钠。由于废水中还含有甲基异丁基甲酮、二乙胺基乙硫醇等物质，简单降温至0℃左右析出后得到的对甲苯磺酸钠带有强烈的刺激性气味和恶臭。经简单的活性炭脱色和水重结晶后依然很难除去其带有的强烈异味，且由于其带有结晶水，得到的产品含量很低，在78-93%左右，商业价值有限。此外，上述两种提取方法很难结合到一起使用，且泰妙菌素废水有机物浓度非常高，废水COD过高，导致处理难度大，成本高。
发明内容
本发明为克服现有技术弊端，提供一种甲基异丁基甲酮和对甲苯磺酸钠的提取方法，该方法利用甲基异丁基甲酮与水共沸的特性先将废水中的甲基异丁基甲酮蒸出，之后向残留母液浓缩降温结晶得到的滤饼中加入溶剂，升温回流分水后，降温析出晶体得到高纯度对甲苯磺酸钠，大幅度降低了污水的COD，方法简单，提取的甲基异丁基甲酮和对甲苯磺酸钠纯度高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种甲基异丁基甲酮和对甲苯磺酸钠的提取方法，所述方法包括如下步骤：
a、将高浓度的泰妙菌素废水常压蒸馏，蒸出有机相和水的混合液；
b、降温，将蒸出的混合液进行分液，分去水层，得到有机相，向有机相中加入氧化钙，升温搅拌除水，然后，减压蒸馏，得到高纯度的甲基异丁基甲酮；分出的水利用生物降解技术处理；
c、将步骤a蒸馏分离出有机相和水混合液后剩余的废水母液减压浓缩，降温，析出结晶，过滤；
d、向滤饼中加入溶剂，升温，进行回流分水；
e、分水后，降温，过滤，滤液下次套用；
f、步骤e得到的滤饼鼓风烘干，得到高纯度的对甲苯磺酸钠。
上述甲基异丁基甲酮和对甲苯磺酸钠的提取方法，所述步骤a中，常压蒸馏的馏出温度为85-98℃。
上述甲基异丁基甲酮和对甲苯磺酸钠的提取方法，所述步骤b中，搅拌温度为50-55℃，搅拌时间为0.5-1h，氧化钙的添加量为有机相质量的6-8%。
上述甲基异丁基甲酮和对甲苯磺酸钠的提取方法，所述步骤c中，剩余的废水母液减压浓缩至原废水体积的70-75%，降温至25-30℃。
上述甲基异丁基甲酮和对甲苯磺酸钠的提取方法，所述步骤d中，所述溶剂包括甲苯或二氯乙烷，溶剂的用量为滤饼质量的2-5倍。直接过滤得到的滤饼中会含有少量的二乙氨基乙硫醇，二乙氨基乙硫醇的沸点为160-162℃，鼓风烘干时难以烘出，微量即有恶臭气味，加入甲苯或二氯乙烷会使滤饼中的二乙氨基乙硫醇等有机杂质进入到溶剂中，而甲苯或二氯乙烷等有机溶剂由于沸点低，易挥发，会在鼓风干燥时被除去，从而使得到的产品无异味。
上述甲基异丁基甲酮和对甲苯磺酸钠的提取方法，所述步骤e中，降温至25-30℃。
本发明的有益效果是：本发明利用甲基异丁基甲酮与水共沸的特点，将甲基异丁基甲酮直接从废水中直接蒸出，操作简单，成本低，得到的甲基异丁基甲酮纯度高，避免现有方法中酸化步骤用酸量大、所得产品纯度低，无法直接使用的缺点；将提取出甲基异丁基甲酮后剩余的废水母液进行进一步处理，得到含对甲苯磺酸钠的滤饼，将滤饼与溶剂共沸脱水得到无水对甲苯磺酸钠，并用溶剂除去二乙氨基乙硫醇等有机杂质和异味，使得到的对甲苯磺酸钠产品质量好，纯度高，本发明方法得到的产品含量＞98%，水分＜1%，纯度＞99%，无明显异味，而常规方法得到的产品含量＜80%，水分＞15%，且带有硫化物特有的臭味。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明技术方案进行进一步解释说明。
以下实例中所取泰妙菌素废水COD初始值为159150mg/L。
实施例1
取泰妙菌素生产废水1L，在常压下进行蒸馏，废水温度升高至98℃以上后，停止蒸馏，得到蒸出的水和有机相的混合液137mL；降温至30℃以下后分液，分去水层，利用生物降解技术进行降解处理，分离得到有机相68mL，向分离得到的有机相中加入生石灰3.5g，升温到50-55℃，搅拌0.5-1.0小时，然后在0.08MPa下减压蒸馏，即可得到高纯度的甲基异丁基甲酮63mL。
将最初常压蒸馏剩余的废水母液在0.085MPa下减压浓缩至0.7-0.75L，降温至25-30℃，进行过滤，滤饼重量为122g，得到的滤饼进一步提取对甲苯磺酸钠，处理后的废水的COD值为45900mg/L，重量为497.3g。
实施例2
取泰妙菌素生产废水2L，在常压下进行蒸馏，馏出温度为85-98℃，废水温度升高至98℃以上后，停止蒸馏，得到蒸出的水和有机相的混合液262mL；降温至30℃以下后分液，分去水层，得到有机相133mL。向分离得到的有机相中加入生石灰7.0g，升温到50-55℃，搅拌0.5-1.0小时，然后在0.08MPa下减压蒸馏，即可得到高纯度的甲基异丁基甲酮122mL。
将最初常压蒸馏剩余的废水母液在0.085MPa下减压浓缩至1.4-1.5L，降温至25-30℃，进行过滤，滤饼重量为251g。得到的滤饼进一步提取对甲苯磺酸钠，处理后的废水的COD值为44602mg/L，重量为982.4g。
实施例3
取泰妙菌素生产废水5L，在常压下进行蒸馏，馏出温度为85-98℃，废水温度升高至98℃以上后，停止蒸馏，得到蒸出的水和有机相的混合液692mL；降温至30℃以下后分液，分去水层，得到有机相344mL；向分离得到的有机相中加入生石灰17.5g，升温到50-55℃，搅拌0.5-1.0小时，然后在0.08MPa下减压蒸馏，即可得到高纯度的甲基异丁基甲酮321mL。
将最初常压蒸馏剩余的废水母液在0.085MPa下减压浓缩至3.5L-3.75L，降温至25-30℃，进行过滤，滤饼重量为608g。得到的滤饼进一步提取对甲苯磺酸钠，处理后的废水的COD值为46128mg/L，重量为2.427kg。
实施例4
向提取甲基异丁基甲酮后最终的到的滤饼200g中加入甲苯600mL，加热升温至回流分水，分水完毕后，降温至25-30℃抽滤得到滤饼进行烘干，得到对甲苯磺酸钠172g，含量为98.5%，滤液下次套用。
实施例5
向提取甲基异丁基甲酮后最终的到的滤饼500g中加入甲苯600mL，加热升温至回流分水，分水完毕后，降温至25-30℃抽滤得到滤饼进行烘干，得到对甲苯磺酸钠426g，含量为98.3%，滤液下次套用。
实施例6
向提取甲基异丁基甲酮后最终的到的滤饼300g中加入1，2二氯乙烷800mL，加热升温至回流分水，分水完毕后，降温至25-30℃抽滤得到滤饼进行烘干，得到对甲苯磺酸钠257g，含量为98.7%，滤液下次套用。
实施例7
向提取甲基异丁基甲酮后最终的到的滤饼900g中加入1，2二氯乙烷2.5L，加热升温至回流分水，分水完毕后，降温至25-30℃抽滤得到滤饼进行烘干，得到对甲苯磺酸钠762g，含量为98.4%，滤液下次套用。
泰妙菌素生产过程中的产生的废盐和固废均可利用向其中添加溶剂进行提取对甲苯磺酸钠的方法。此方法提取的对甲苯磺酸钠纯度高，无异味。

Claims (6)

1.一种甲基异丁基甲酮和对甲苯磺酸钠的提取方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
a、将高浓度的泰妙菌素废水常压蒸馏，蒸出有机相和水的混合液；
b、降温，将蒸出的混合液进行分液，分去水层，得到有机相，向有机相中加入氧化钙，升温搅拌除水，然后，减压蒸馏，得到高纯度的甲基异丁基甲酮；分出的水利用生物降解技术处理；
c、将步骤a蒸馏分离出有机相和水混合液后剩余的废水母液减压浓缩，降温，析出结晶，过滤；
d、向步骤c得到的滤饼中加入溶剂，升温，进行回流分水；
e、分水后，降温，过滤，滤液下次套用；
f、步骤e得到的滤饼烘干，得到高纯度的对甲苯磺酸钠。
2.根据权利要求1所述的甲基异丁基甲酮和对甲苯磺酸钠的提取方法，其特征在于：所述步骤a中，常压蒸馏的馏出温度为85-98℃。
3.根据权利要求2所述的甲基异丁基甲酮和对甲苯磺酸钠的提取方法，其特征在于：所述步骤b中，搅拌温度为50-55℃，搅拌时间为0.5-1h，氧化钙的添加量为有机相质量的6-8%。
4.根据权利要求3所述的甲基异丁基甲酮和对甲苯磺酸钠的提取方法，其特征在于：所述步骤c中，剩余的废水母液减压浓缩至原废水体积的70-75%，降温至25-30℃。
5.根据权利要求4所述的甲基异丁基甲酮和对甲苯磺酸钠的提取方法，其特征在于：所述步骤d中，所述溶剂包括甲苯或二氯乙烷，溶剂的用量为滤饼质量的2-5倍。
6.根据权利要求5所述的甲基异丁基甲酮和对甲苯磺酸钠的提取方法，其特征在于：所述步骤e中，降温至25-30℃。
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