CN114349252A - 一种丙烯酸酯水洗废水的综合利用工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的是一种丙烯酸酯水洗废水的综合利用工艺方法，主要步骤包括中和水洗废水除去无机铜类阻聚剂，活性炭吸附过滤除去少量有机物，螯合树脂进一步吸附金属离子，电渗析分离酸液、碱液和脱盐废水，甲基磺酸和丙烯酸回收等。本发明通过对丙烯酸酯水洗废水的综合处理，使得水洗废水中的各组分能够有效分离，该工艺在丙烯酸酯废水处理领域明显优于其他现有技术，使得最终排放的废水COD大大降低，减轻了后续污水处理难度，完全满足废水排放及回收标准；同时废水中的甲基磺酸、丙烯酸和碱液等原料得以回收和利用，对节能降本和废水排放均有重大意义。

Description

一种丙烯酸酯水洗废水的综合利用工艺方法
技术领域
本发明涉及一种工业废水处理方法，特别涉及一种丙烯酸酯水洗废水的综合利用工艺方法，属于化工污水处理技术领域。
背景技术
多元醇丙烯酸酯在光固化涂料、油墨及聚合物的改性和交联等众多领域中具有广泛用途。目前多元醇丙烯酸酯的生产方法大都是在催化剂、阻聚剂和带水剂存在的条件下，由多元醇和丙烯酸进行直接酯化反应，酯化液后处理的洗涤过程中会产生大量水洗废水和碱洗废水。根据丙烯酸酯生产工艺和组分分析可知，其水洗废水中含有剩余的丙烯酸、磺酸类催化剂、无机铜类阻聚剂、少量有机物（多元醇酯、溶剂、有机阻聚剂）等；碱洗废水中含有丙烯酸钠、氢氧化钠、多元醇酯、环己烷、次磷酸、甲基磺酸钠等，均存在较大的可利用价值。
目前在丙烯酸酯的酯化反应结束后，需要分别用纯水和碱液洗涤酯化液中过量的丙烯酸、酸性催化剂，最后抽真空脱除带水剂。实际生产中，为了增加酯化反应程度，通常丙烯酸需要过量添加10-20%，现有处理方法主要采用中和、水洗的工艺除去过量的丙烯酸和催化剂，生产1t的产品约产生1t的废水，该水洗废水多数生产厂家采用送污水处理后直接排放的方式，导致大量丙烯酸损耗，生产成本提高，同时还会造成环境污染，不符合现代社会的环保发展理念，对于能有效循环处理该废水的方法，现有技术中仍未见相关报道。
发明内容
本发明的目的在于解决现有多元醇丙烯酸酯的废水处理方法存在的上述问题，提出一种丙烯酸酯水洗废水的综合利用工艺方法。
本发明的技术解决方案：一种丙烯酸酯水洗废水的综合利用工艺方法，主要包括中和水洗废水除去无机铜类阻聚剂，活性炭吸附过滤除去少量有机物，螯合树脂进一步吸附金属离子，电渗析分离酸液、碱液和脱盐废水，甲基磺酸和丙烯酸回收等操作，具体步骤如下：
1）中和过滤：用液碱将丙烯酸酯产品后处理过程中产生的水洗废水的pH调至8，过滤产生的沉淀物氢氧化铜；其中采用的液碱为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或者多种组合，还包括步骤5）分离出来的液碱。
2）脱色过滤：向步骤1）中和过滤后得到的滤液中加入活性炭，进行脱色吸附并过滤；活性炭的脱色量为0.005～1%，加入活性炭的温度为25℃～80℃。
3）螯合树脂吸附：将步骤2）脱色过滤得到的脱色液利用螯合树脂进一步吸附脱色液里的金属铜、钙、镁离子，经检测当水洗废水中铜、钙、镁含量均<2ppm后将料液送至电渗析阶段。
4）电渗析：将步骤3）经过螯合树脂吸附之后的甲基磺酸钠、丙烯酸钠混合盐溶液进入电渗析膜堆，在直流电场的作用下分别在酸室形成酸液（丙烯酸、甲基磺酸和水），碱室形成碱液（NaOH和水），淡室形成脱盐废水。
5）碱液回用：将步骤4）电渗析分离出来的碱液套用至步骤1）中和过滤；
6）酸液精馏：将步骤4）电渗析分离出来的酸液在真空条件下通过精馏柱精馏，将酸液中的丙烯酸先蒸发提取出来，和碱洗水废水中和反应制备丙烯酸钠，釜内剩余物料甲基磺酸回用于丙烯酸酯生产；其中精馏温度为60～80℃，真空度为-0.070～-0.095Mpa，精馏时还加入阻聚剂，所述阻聚剂为对羟基苯甲醚、甲基氢醌、对苯二酚、吩噻嗪、701阻聚剂中的一种或多种，加入量为酸液质量的10～1000ppm。
7）浓缩蒸发：将步骤4）电渗析分离出来的脱盐废水在真空条件下浓缩蒸发，残液作为固废转入焚烧炉焚烧处置；其中浓缩蒸发温度为60～100℃，真空度为-0.070～-0.095MPa。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1）通过对丙烯酸酯水洗废水的综合处理，使得水洗废水中的各组分能够有效分离，该工艺在丙烯酸酯废水处理领域明显优于其他现有技术；
2）通过该丙烯酸酯水洗废水的综合处理，使得最终排放的废水COD大大降低，减轻了后续污水处理难度，完全满足废水排放及回收标准；
3）通过该丙烯酸酯水洗废水的综合处理，废水中的甲基磺酸、丙烯酸和碱液等原料得以回收和利用，对节能降本和废水排放均有重大意义。
附图说明
附图1是本发明电渗析步骤反应原理示意图。
具体实施方式
下面根据实施例进一步说明本发明的技术方案。在本说明书的描述中，实施例的内容意指结合其描述的具体技术特征包含于本发明的至少一个实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体技术特征可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
实施例1
丙烯酸酯水洗废水的综合利用工艺，具体操作如下：
S1：中和过滤：用32%氢氧化钠溶液将丙烯酸酯产品后处理过程中产生的水洗废水pH调至8左右，过滤产生的沉淀物氢氧化铜；
S2：脱色过滤：向中和过滤后的滤液50℃下加入1%活性炭进行脱色吸附并过滤；
S3：螯合树脂吸附：脱色液利用螯合树脂进一步吸附脱色液里的金属铜、钙、镁等金属离子，待ICP检测金属离子<1ppm后将料液送至电渗析阶段；
S4：电渗析：螯合树脂塔吸附之后的水洗废水进入电渗析膜堆（如图1所示），水洗废水中甲基磺酸钠、丙烯酸钠混合盐溶液经过双极膜堆，在直流电场的作用下分别在酸室形成酸液（丙烯酸、甲基磺酸、水）、碱室形成碱液（NaOH、水）、淡室形成脱盐废水；
S5：碱液回用：将S4水洗废水电渗析分离出来的碱液（NaOH、水）套用至水洗废水中和过滤工段；
S6：酸液精馏：将S4水洗废水电渗析分离出来的酸液（丙烯酸、甲基磺酸、水）在60℃和-0.095MPa真空条件下通过精馏柱精馏，将酸液中的丙烯酸先蒸发提取出来，用于和碱洗水废水中和反应制备丙烯酸钠。釜内剩余物料甲基磺酸可回用于丙烯酸酯生产。精馏时加入100ppm阻聚剂对羟基苯甲醚，防止丙烯酸发生自聚；
S7：脱盐废水80℃和-0.09MPa真空条件下浓缩蒸发，残液作为固废焚烧炉焚烧处置。
实施例2
丙烯酸酯水洗废水的综合利用工艺，具体操作如下：
S1：中和过滤：用S4回收的氢氧化钠溶液将丙烯酸酯产品后处理过程中产生的水洗废水pH调至8左右，过滤产生的沉淀物氢氧化铜；
S2：脱色过滤：向中和过滤后的滤液80℃下加入0.5%活性炭进行脱色吸附并过滤；
S3：螯合树脂吸附：脱色液利用螯合树脂进一步吸附脱色液里的金属铜、钙、镁等金属离子，待ICP检测金属离子<0.5ppm后将料液送至电渗析阶段；
S4：电渗析：螯合树脂塔吸附之后的水洗废水进入电渗析膜堆（如图1所示），水洗废水中甲基磺酸钠、丙烯酸钠混合盐溶液经过双极膜堆，在直流电场的作用下分别在酸室形成酸液（丙烯酸、甲基磺酸、水）、碱室形成碱液（NaOH、水）、淡室形成脱盐废水；
S5：碱液回用：将S4水洗废水电渗析分离出来的碱液（NaOH、水）套用至水洗废水中和过滤工段；
S6：酸液精馏：将S4水洗废水电渗析分离出来的酸液（丙烯酸、甲基磺酸、水）在65℃和-0.095MPa真空条件下通过精馏柱精馏，将酸液中的丙烯酸先蒸发提取出来，用于和碱洗水废水中和反应制备丙烯酸钠。釜内剩余物料甲基磺酸可回用于丙烯酸酯生产。精馏时加入50ppm阻聚剂对苯二酚，防止丙烯酸发生自聚；
S7：脱盐废水90℃和-0.09MPa真空条件下浓缩蒸发，残液作为固废焚烧炉焚烧处置。
以上所述，仅为本发明较佳的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种丙烯酸酯水洗废水的综合利用工艺方法，其特征在于：该方法具体包括如下步骤：
1）中和过滤：用液碱将丙烯酸酯产品后处理过程中产生的水洗废水的pH调至8，过滤产生的沉淀物氢氧化铜；
2）脱色过滤：向步骤1）中和过滤后得到的滤液中加入活性炭，进行脱色吸附并过滤；
3）螯合树脂吸附：将步骤2）脱色过滤得到的脱色液利用螯合树脂进一步吸附脱色液里的金属铜、钙、镁离子，待检测合格后将料液送至电渗析阶段；
4）电渗析：将步骤3）经过螯合树脂吸附之后的甲基磺酸钠、丙烯酸钠混合盐溶液进入电渗析膜堆，在直流电场的作用下分别在酸室形成酸液，碱室形成碱液，淡室形成脱盐废水；
5）碱液回用：将步骤4）电渗析分离出来的碱液套用至步骤1）中和过滤；
6）酸液精馏：将步骤4）电渗析分离出来的酸液在真空条件下通过精馏柱精馏，将酸液中的丙烯酸先蒸发提取出来，和碱洗水废水中和反应制备丙烯酸钠，釜内剩余物料甲基磺酸回用于丙烯酸酯生产；
7）浓缩蒸发：将步骤4）电渗析分离出来的脱盐废水在真空条件下浓缩蒸发，残液作为固废转入焚烧炉焚烧处置。
2.根据权利要求1所述的一种丙烯酸酯水洗废水的综合利用工艺方法，其特征在于：所述步骤1）中采用的液碱为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或者多种组合，还包括步骤5）分离出来的液碱。
3.根据权利要求1所述的一种丙烯酸酯水洗废水的综合利用工艺方法，其特征在于：所述步骤2）中活性炭的脱色量为0.005～1%，加入活性炭的温度为25℃～80℃。
4.根据权利要求1所述的一种丙烯酸酯水洗废水的综合利用工艺方法，其特征在于：所述步骤3）中螯和树脂吸附后进行检测，当水洗废水中铜、钙、镁含量均<2ppm时则检测合格。
5.根据权利要求1所述的一种丙烯酸酯水洗废水的综合利用工艺方法，其特征在于：所述步骤4）中酸液的主要成分包括丙烯酸、甲基磺酸和水，碱液的主要成分包括NaOH和水。
6.根据权利要求1所述的一种丙烯酸酯水洗废水的综合利用工艺方法，其特征在于：所述步骤6）中精馏温度为60～80℃，真空度为-0.070～-0.095Mpa。
7.根据权利要求1所述的一种丙烯酸酯水洗废水的综合利用工艺方法，其特征在于：所述步骤6）中精馏时还加入阻聚剂，所述阻聚剂为对羟基苯甲醚、甲基氢醌、对苯二酚、吩噻嗪、701阻聚剂中的一种或多种，加入量为酸液质量的10～1000ppm。
8.根据权利要求1所述的一种丙烯酸酯水洗废水的综合利用工艺方法，其特征在于：所述步骤7）中浓缩蒸发温度为60～100℃，真空度为-0.070～-0.095MPa。
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