CN115403617A - 一种草铵膦清洁生产工艺和方法 - Google Patents
一种草铵膦清洁生产工艺和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115403617A CN115403617A CN202110584552.1A CN202110584552A CN115403617A CN 115403617 A CN115403617 A CN 115403617A CN 202110584552 A CN202110584552 A CN 202110584552A CN 115403617 A CN115403617 A CN 115403617A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- glufosinate
- ammonium
- solution
- ultrafiltration
- nanofiltration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 64
- IAJOBQBIJHVGMQ-UHFFFAOYSA-N 2-amino-4-[hydroxy(methyl)phosphoryl]butanoic acid Chemical compound CP(O)(=O)CCC(N)C(O)=O IAJOBQBIJHVGMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 15
- ZBMRKNMTMPPMMK-UHFFFAOYSA-N 2-amino-4-[hydroxy(methyl)phosphoryl]butanoic acid;azane Chemical class [NH4+].CP(O)(=O)CCC(N)C([O-])=O ZBMRKNMTMPPMMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 128
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims abstract description 104
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 claims abstract description 84
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 81
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 claims abstract description 47
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 claims abstract description 39
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 38
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 38
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 92
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 49
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 34
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 34
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 34
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 30
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 27
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 26
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 26
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 19
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 claims description 17
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 17
- 238000011033 desalting Methods 0.000 claims description 16
- 239000005561 Glufosinate Substances 0.000 claims description 14
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 13
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 12
- 238000004042 decolorization Methods 0.000 claims description 11
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 9
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims description 9
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 8
- 239000010413 mother solution Substances 0.000 claims description 8
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 8
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000012265 solid product Substances 0.000 claims description 3
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 2
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005915 ammonolysis reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 7
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 description 4
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 description 4
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 3
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 3
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 3
- 230000002363 herbicidal effect Effects 0.000 description 3
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005562 Glyphosate Substances 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QLULGSLAHXLKSR-UHFFFAOYSA-N azane;phosphane Chemical compound N.P QLULGSLAHXLKSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011218 binary composite Substances 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006353 environmental stress Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-N glyphosate Chemical compound OC(=O)CNCP(O)(O)=O XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940097068 glyphosate Drugs 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- FIKAKWIAUPDISJ-UHFFFAOYSA-L paraquat dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].C1=C[N+](C)=CC=C1C1=CC=[N+](C)C=C1 FIKAKWIAUPDISJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N phosphinic acid Chemical compound O[PH2]=O ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 238000011027 product recovery Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000009333 weeding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
- C07F9/02—Phosphorus compounds
- C07F9/28—Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
- C07F9/30—Phosphinic acids [R2P(=O)(OH)]; Thiophosphinic acids ; [R2P(=X1)(X2H) (X1, X2 are each independently O, S or Se)]
- C07F9/301—Acyclic saturated acids which can have further substituents on alkyl
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
一种草铵膦清洁生产工艺和方法,特别是提供一种草铵膦铵盐产品提取、精制和结晶(包括脱盐、脱色、浓缩、结晶等)的方法,草铵膦反应原液在不稀释的情况下,采用电渗析脱盐、超滤脱色、蒸发浓缩结晶、蒸发结晶分盐、纳滤回收等组合工艺,对反应原液进行直接处理,在更短的工艺路线、更少的设备、更低的设备配置以及更少的运行费用下,实现脱盐、脱色、浓缩以及结晶的目的,同时减少系统污水排放,适用于各种草铵膦氨解反应液的处理。
Description
技术领域
本发明涉及农药生产技术领域,特别是提供了一种草铵膦清洁生产工艺和方法。
背景技术
草铵膦属于次磷酸类高效、低毒、环境友好型非传导性灭生性除草剂。由于其在土壤中易于降解,对作物安全,不易飘移,除草谱广,活性高,用量少,环境压力小,是替代草甘膦、百草枯的最优秀的农药品种。
合成工艺得到的草铵膦原液,含草铵膦15~30wt%,含盐(主要为氯化铵、氯化钠等,由于工艺不同,两种盐的比例略有不同)10~20wt%,并由于副反应产生的色素,该原液一般呈现出很深的颜色,一般为棕红色。
传统的草铵膦提取工艺是利用草铵膦在水中溶解度较大,在有机溶剂中溶解度较小的原理,通过在原液中加入甲醇对草铵膦进行多次结晶和重结晶,实现精制提纯的目的。该方法溶剂消耗量大,回收成本高,操作风险大,逐渐被淘汰。
专利CN102127110B公开了一种草铵膦溶液的分离提纯方法。草铵膦原液先加入1~5倍水进行稀释,经纳滤膜分离、电渗析膜分离的组合工艺,得到草铵膦质量分数为15~30%、无机盐质量分数为0.05~0.1%的草铵膦精制溶液,同时得到草铵膦质量分数为0.01~0.1%、无机盐质量分数为3~7%的无机盐溶液。草铵膦原液稀释后,先经过纳滤膜脱盐后,纳滤浓缩液在经过电渗析二次脱盐。
专利CN105859772B公开了一种草铵膦反应液的膜分离纯化方法及装置。将草铵膦反应液加水稀释0.5-20倍后,经过纳滤膜脱盐,得到含草铵膦的纳滤截留液及纳滤透过液;再将纳滤截留液送入第二反渗透膜浓缩后,再进入蒸发装置二次浓缩,得到纯化后的草铵膦溶液;纳滤透过液送入反渗透膜进行浓缩得到反渗透截留液和回用水。物料需要先稀释再浓缩。
专利CN110577554A公开了一种将超滤、纳滤、反渗透、电渗析、蒸发法耦合处理草铵膦铵盐反应液的方法。采用超滤、纳滤、反渗透、+电渗析集成膜工艺与蒸发耦合对草铵膦铵盐反应液进行纯化处理,使草铵膦铵盐与无机盐分离,得到高品质草铵膦及无机盐,同时实现水回用。其中,超滤装置,用于对草铵膦反应液进行脱色处理,纳滤装置用于对超滤渗透液进行脱盐处理,电渗析装置用于对反渗透浓缩液进行浓缩处理。草铵膦反应原液进行超滤膜分离之前,需要加水稀释。
以上几个专利所公开的处理草铵膦反应液的方法,存在以下缺陷:1)无论是先进行超滤处理或者纳滤处理,都必须对草铵膦反应原液进行加水稀释处理,加水比例0.5-20倍之间,这样就增加了膜的处理量,后续处理中还需要将稀释后分离得到物料及无机盐再浓缩回去,大幅增加了设备投资和运行费用。2)除专利CN110577554A之外,其它专利所公开的方法,都只能对草铵膦反应原液进行脱盐处理,无法同时对其进行脱色处理,要实现工业应用,尚需配套其它设备和工艺进行脱色处理。虽然专利CN110577554A所公开的方法,首先采用超滤脱色,然后纳滤除盐,能实现工业应用目标,但是该工艺冗长,设备投资大,能耗高,占地大,操作繁琐。
发明内容
本发明的目的是提供一种草铵膦清洁生产工艺和方法,特别是提供一种草铵膦铵盐产品提取、精制和结晶(包括脱盐、脱色、浓缩、结晶等)的方法,草铵膦反应原液在不稀释的情况下,采用电渗析脱盐、超滤脱色、蒸发浓缩结晶、蒸发结晶分盐、纳滤回收等组合工艺,对反应原液进行直接处理,在更短的工艺路线、更少的设备、更低的设备配置以及更少的运行费用下,实现脱盐、脱色、浓缩以及结晶的目的,同时减少系统污水排放。
本发明采取以下技术方案:
一种草铵膦清洁生产工艺和方法,包括以下步骤:
(1)电渗析脱盐:草铵膦反应原液进行电渗析脱盐处理,得到脱盐液和浓盐溶液;
(2)超滤脱色:脱盐液进行超滤脱色处理,得到脱色液和超滤浓缩液,其中超滤浓缩液用于配制低品质制剂产品;
(3)蒸发浓缩结晶:脱色液进行蒸发浓缩和结晶,得到高品质草铵膦结晶固体产品、冷凝水以及蒸发浓缩结晶母液,其中蒸发浓缩结晶母液经回收甲醇后用于配制低品质制剂产品;
(4)蒸发结晶分盐:浓盐溶液进行蒸发结晶分盐,得到副产品(氯化铵、氯化钠等)、冷凝水以及蒸发结晶分盐母液;
(5)纳滤回收:蒸发结晶分盐母液与结晶盐洗涤水合并,进行纳滤回收,得到纳滤浓缩液和纳滤渗透液,其中纳滤浓缩液套用至草铵膦反应原液中,继续进行电渗析脱盐处理;纳滤渗透液套用至浓盐溶液,继续进行蒸发结晶分盐处理,该步骤可根据实际需要省略;
(6)冷凝水处理:步骤(3)和步骤(4)得到的冷凝水合并,经反渗透处理后,一部分用于超滤脱色、电渗析脱盐、纳滤回收、蒸发浓缩结晶和蒸发结晶分盐等工艺过程的工艺用水和/或清洗用水,另一部分用于配制低品质产品,剩余部分排放至污水处理系统进行进一步处理。
以上所述一种草铵膦清洁生产工艺和方法,其中所处理的草铵膦原液中草铵膦含量的范围为10~40wt%;所处理的草铵膦原液中无机盐含量的范围为5~25wt%。
以上所述一种草铵膦清洁生产工艺和方法,其中电渗析脱盐采用两级或两级以上的逆流电渗析脱盐工艺;电渗析脱盐时,保持草铵膦料液PH在3.6~8.6范围之间;以氯化钠或氢氧化钠溶液作为极液;以氯化钠溶液作为极液时,极液浓度范围为0.5~5wt%;以氢氧化钠溶液作为极液时,极液浓度范围为0.5~5wt%,同时应在极膜与阴膜之间以及极膜与阳膜之间分别设立缓冲室,并以氯化钠溶液作为缓冲液,缓冲液浓度范围为0.5~5wt%。
作为优化,以上所述一种草铵膦清洁生产工艺和方法,电渗析脱盐时,保持草铵膦料液PH在4.6~7.6范围之间;以氯化钠溶液作为极液时,极液浓度范围为1~3wt%;以氢氧化钠溶液作为极液时,极液浓度范围为1~3wt%;缓冲液浓度范围为1~3wt%。
以上所述一种草铵膦清洁生产工艺和方法,电渗析脱盐采用均相或非均相离子交换膜;系统进水压力0.05~0.5MPa;电渗析操作电压DC60~600V;电流50~500A;电流密度100~1000A/m2;操作温度≤45℃;在电渗析操作过程中,始终保持草铵膦料液PH在5.3~6.3范围之间。
以上所述一种草铵膦清洁生产工艺和方法,电渗析操作过程中,始终保持草铵膦料液PH在5.5~6.1范围之间;控制最终脱盐液中盐含量范围为0.1~1wt%;控制最终浓盐溶液中盐含量范围为10~20wt%,草铵膦含量范围为0.2~2wt%。
以上所述一种草铵膦清洁生产工艺和方法,采用电渗析脱盐工艺的优点在于,草铵膦反应原液不需要稀释,直接进入本电渗析脱盐系统,经过两级或多级脱盐,草铵膦料液从初始浓度(草铵膦含量22wt%,盐含量16wt%)达到脱盐结束浓度(草铵膦含量24wt%,盐含量0.5wt%),同时得到浓盐液的浓度(草铵膦含量0.8wt%,盐含量15.8wt%)。由于该电渗析脱盐工艺运行压力低,可以使用塑料管道,同时运行中不需要加洗涤透析水,极大地缩减了设备投资和运行费用。
以上所述一种草铵膦清洁生产工艺和方法,其中超滤脱色采用两级或两级以上的超滤脱色工艺;待脱色料液首先进入第一级超滤设备进行循环回流浓缩;第一级超滤渗透液进入第二级超滤设备进行循环回流浓缩,第二级超滤最终浓缩液套用至第一级待脱色料液;第二级超滤渗透液进入第三级超滤设备进行循环回流浓缩,第三级超滤最终浓缩液套用至第一级超滤渗透液;以此类推;第一级超滤在循环回流浓缩过程中,可加入洗涤透析水,洗涤透析水用量根据第一级超滤浓缩液中最终产品浓度而定,控制最终的第一级超滤浓缩液中草铵膦浓度为0.5~5wt%;第一级超滤洗涤透析过程中,高于5~10wt%浓度的超滤渗透液与超滤渗透物料合并,低于5~10wt%浓度的超滤渗透液单独收集,套用至下一批,作为洗涤透析水使用,以减少物料被稀释造成的能耗增加。
以上所述一种草铵膦清洁生产工艺和方法,所述超滤脱色采用的超滤膜为有机卷式超滤膜,截留分子量范围为800~8000Da;各级超滤膜可以使用相同的超滤膜,也可以使用不同的超滤膜;超滤脱色操作压力范围为0.4~4.0MPa。
以上所述一种草铵膦清洁生产工艺和方法,所述超滤脱色采用的超滤膜的截留分子量范围为800~5000Da,超滤脱色操作压力范围为1.0~4.0MPa。
采用先电渗析脱盐,再超滤脱色工艺,由于盐的去除降低了小分子超滤系统的料液渗透压,在相同的运行压力下,膜通量有很大幅度提高,同时,由于没有一价盐的存在,超滤设备可以选择低等级材料,可大幅降低设备投资和运行费用。
以上所述一种草铵膦清洁生产工艺和方法,所述蒸发浓缩结晶中蒸发浓缩采用薄膜蒸发或多效蒸发的方式;先将含有草铵膦的脱色液浓缩至40~70wt%浓度范围,然后加入甲醇进行结晶,得到高品质草铵膦结晶固体产品,结晶母液回收甲醇后与草铵膦脱色液合并循环套用;结晶母液循环套用4次或4次以上时,停止套用,排放至专用储罐,回收甲醇后用于配制低品质产品;配制低品质产品所用水可以是蒸发冷凝水。
以上所述一种草铵膦清洁生产工艺和方法,所述蒸发结晶分盐采用多效蒸发的方式,首先在80~100℃下,将含有0.5~1wt%草铵膦的浓盐溶液浓缩15~30倍,得到氯化钠结晶,然后将该结晶母液冷却至5~20℃,得到氯化铵结晶,最终的结晶母液与氯化钠结晶以及氯化铵结晶的洗涤水合并,进行纳滤回收处理。
结晶的无机盐(氯化钠、氯化铵等)表面吸附有含有草铵膦的结晶母液,为了达到一定纯度,用水对晶体进行淋洗,得到无机盐结晶洗涤水。
以上所述一种草铵膦清洁生产工艺和方法,其中纳滤回收所处理的物料为浓盐溶液蒸发结晶分盐得到的蒸发结晶分盐母液以及无机盐结晶的洗涤水合并后的料液,其中草铵膦浓度5~15wt%,无机盐含量10~20wt%。
以上所述一种草铵膦清洁生产工艺和方法,其中纳滤回收所用纳滤膜截留分子量范围200~1000Da,纳滤系统操作压力1.0~8.0MPa。
以上所述一种草铵膦清洁生产工艺和方法,纳滤回收过程中可加入洗涤透析水,洗涤透析水用量根据纳滤浓缩液中最终的无机盐浓度而定,控制最终纳滤浓缩液中无机盐浓度为1~5wt%;在纳滤洗涤透析过程中,高于5~10wt%浓度的纳滤渗透液与纳滤渗透物料合并,套用至浓盐溶液继续进行蒸发结晶分盐;低于5~10wt%浓度的纳滤渗透液单独收集,套用至下一批,作为前期纳滤洗涤透析水使用,以减少物料被稀释造成的能耗增加;纳滤回收得到的纳滤浓缩液套用至草胺膦反应原液中,继续进行电渗析脱盐。
作为优化,以上所述一种草铵膦清洁生产工艺和方法,可将纳滤回收步骤省略。对于在原有工艺设备的基础上改造的项目,可省去纳滤回收步骤,浓盐溶液蒸发结晶分盐得到的母液以及无机盐结晶的洗涤水合并后,直接套用至草铵膦反应原液,继续进行电渗析脱盐,这样做可以节省配套纳滤回收装置的固定资产投资费用和运行费用,但是会增加电渗析脱盐装置的处理量,在资金或占地受限时可以考虑使用该方案。
以上所述一种草铵膦清洁生产工艺和方法,蒸发浓缩结晶以及蒸发结晶分盐步骤中所得到的冷凝水,经反渗透处理后,可用于超滤脱色和/或纳滤脱盐步骤中,用于洗涤透析水或者系统清洗用水,也可以用于电渗析系统配制极液和/或缓冲液或者系统清洗用水,还可以用于与超滤浓缩液或蒸发浓缩结晶母液一起配制低品质产品,剩余水排放至污水处理系统。
以上所述一种草铵膦清洁生产工艺和方法,适用于各种草铵膦氨解反应液的脱盐、脱色、浓缩和结晶处理。与现有工艺相比,具有工艺流程短,设备材质要求低,投资省,运行费用低,节能节水,占地面积小,控制点少,操作简单,便于实现自动化控制,同时,还具有产品回收率高,产品质量稳定可靠,安全性高,排污少等优点。
附图说明
图1是本发明提供的一种草铵膦清洁生产工艺流程示意图(一),为本发明的一种具体的实施方案。
图2是本发明提供的一种草铵膦清洁生产工艺流程示意图(二),为本发明的另一种具体的实施方案。
具体实施方式
以下结合实例进一步说明本发明的具体实施方式。
实施例1
一种草铵膦氨化反应原液,其草铵磷含量22wt%,无机盐(主要是氯化钠和氯化铵)含量16wt%,溶液PH6.0,色度值660(用纯水稀释10倍)。
实施例2
实施例1中的草铵磷原液,不稀释,直接进行纳滤处理。
所用纳滤膜截留分子量500Da,操作条件:物料温度30℃,进膜压力4.0MPa,渗透流量0LMH,无法进行处理。
实施例3
实施例1中的草铵磷原液,不稀释,直接进行纳滤处理。
所用纳滤膜截留分子量1000Da,操作条件:物料温度30℃,进膜压力4.0MPa,渗透流量0LMH,无法进行处理。
实施例4
实施例1中的草铵磷原液,不稀释,直接进行超滤处理。
所用超滤膜截留分子量5000Da,操作条件:物料温度30℃,进膜压力3.5MPa,渗透流量8.3LMH,草铵磷截留率21.8%,无机盐截留率-10.1%,超滤产水色度值523(用纯水稀释10倍)。
实施例5
实施例1中的草铵磷原液,不稀释,直接进行超滤处理。
所用超滤膜截留分子量2500Da,操作条件:物料温度30℃,进膜压力4.0MPa,渗透流量1.6LMH,草铵磷截留率36.6%,无机盐截留率-11.8%,超滤产水色度值498(用纯水稀释10倍)。
实施例6
实施例1中的草铵磷原液,按原液:水的质量比为1:3用纯水进行稀释,稀释液草铵磷含量5.5wt%,无机盐含量4wt%。对该稀释液进行纳滤处理。
所用纳滤膜截留分子量500Da,操作条件:物料温度30℃,进膜压力4.0MPa,渗透流量6.8LMH,草铵磷截留率99.6%,无机盐截留率-33%,纳滤产水色度值125(不稀释)。
实施例7
实施例1中的草铵磷原液,按原液:水的质量比为1:3用纯水进行稀释,稀释液草铵磷含量5.5wt%,无机盐含量4wt%。对该稀释液进行纳滤处理。
所用纳滤膜截留分子量1000Da,操作条件:物料温度30℃,进膜压力4.0MPa,渗透流量15.8LMH,草铵磷截留率98.3%,无机盐截留率-19%,纳滤产水色度值197(不稀释)。
实施例8
实施例1中的草铵磷原液,按原液:水的质量比为2:1用纯水进行稀释,稀释液草铵磷含量14.6wt%,无机盐含量11.1wt%,色度值626(用纯水稀释10倍)。
对该稀释液进行超滤处理。所用超滤膜截留分子量5000Da,操作条件:物料温度30℃,进膜压力2.5MPa,渗透流量18.2LMH,草铵磷截留率24.0%,无机盐截留率-10.1%,超滤产水色度值517(用纯水稀释10倍)。
实施例9
实施例1中的草铵磷原液,按原液:水的质量比为2:1用纯水进行稀释,稀释液草铵磷含量14.6wt%,无机盐含量11.1wt%,色度值626(用纯水稀释10倍)。
对该稀释液进行超滤处理。所用超滤膜截留分子量2500Da,操作条件:物料温度30℃,进膜压力4.0MPa,渗透流量6.7LMH,草铵磷截留率39.1%,无机盐截留率-12.8%,超滤产水色度值492(用春水稀释10倍)。
实施例10
实施例8得到的超滤渗透液(脱色液),其中草铵磷含量11.1wt%,无机盐含量10.7wt%,色度值517(用纯水稀释10倍)。
对脱色液进行纳滤除盐处理。所用纳滤膜截留分子量1000Da,操作条件:物料温度30℃,进膜压力4.0MPa,渗透流量12.2LMH,草铵磷截留率98.3%,无机盐截留率-19.8%,纳滤产水色度值155(不稀释)。
实施例11
实施例1中的草铵磷原液,不稀释,直接进行电渗析脱盐处理。采用两级电渗析脱盐。
草铵磷原液280公斤,首先进入第一级电渗析脱盐室,第二级电渗析得到的浓盐液进入第一级电渗析浓缩室,进行循环脱盐。待草铵磷脱盐液中无机盐浓度达到3.2wt%时,进行第二级电渗析脱盐。草铵磷脱盐液进入第二级电渗析脱盐室,以纯水进入第二级电渗析浓缩室,进行循环脱盐,直至草铵磷脱盐液中盐含量达到工艺要求。纯水用量250公斤。
操作条件:物料PH5.8,物料温度30℃,进料压力0.08MPa,电压DC20V,电流(一级)20A,电流(二级)10A。控制一级脱盐液最终含盐量为3.2wt%,二级脱盐液最终含盐量为0.5wt%。
最终得到草铵磷脱盐液中草铵膦含量24wt%,盐含量0.5wt%,色度值676(用纯水稀释10倍),得到浓盐液中草铵膦含量0.8wt%,盐含量15.8wt%,色度值323(不稀释)。
实施例12
实施例11中得到的草铵磷脱盐液250公斤,不用稀释,直接进行超滤脱色处理。
采用三级超滤处理,其中第一级和第二级使用相同的超滤膜,截留分子量5000Da,第三级使用截留分子量2500Da的超滤膜。第一级超滤先浓缩5倍,然后加浓缩液体积的2倍水透析,以提高草铵磷的回收率,所有渗透液收集合并。第一级得到的渗透液再进行第二级超滤。第二级超滤浓缩10倍,不加水透析,渗透液收集。更换膜,对第二级得到的渗透液进行第三级超滤。第三级超滤浓缩8倍,不加水透析,渗透液收集,为最终的超滤脱色液。
操作条件和结果:
温度(℃) | 压力(MPa) | 渗透流量(LMH) | 截留率(%) | 色度值(稀释10倍) | |
脱盐原液 | 24 | - | - | - | 676 |
一级超滤 | 30 | 3.5 | 12.2 | 23.9 | 566 |
二级超滤 | 31 | 3.5 | 17.8 | 23.9 | 517 |
三级超滤 | 33 | 4.0 | 10.9 | 38.2 | 242 |
实施例13
实施例8中得到的超滤脱色液,进行活性炭脱色。
使用针剂粉末活性炭。
取超滤脱色液500克(草铵磷含量11.1 wt %,纯水稀释10倍的色度值517),加入粉末活性炭1.5克,在30℃水浴中恒温搅拌30分钟,用定性滤纸过滤,得到活性炭脱色液。检测草铵磷含量10.9 wt %,色度值212(不稀释)。
实施例14
实施例11中得到的浓盐溶液268公斤,其中草铵膦含量0.8wt%,盐含量15.8wt%,色度值323(不稀释)。为了提高产品回收率,对该浓盐溶液进行了纳滤浓缩处理。
使用截留分子量500Da的纳滤膜,循环浓缩。
操作条件和结果:物料初始温度24℃,初始进膜压力1.5MPa,初始渗透流量28.7LMH,草铵磷截留率99.6%,无机盐截留率12.2%;浓缩到12倍时,物料温度35℃,进膜压力2.6MPa,渗透流量13.3LMH;总平均渗透流量18.5LMH。最终纳滤浓缩液中草铵膦含量8.9wt%,盐含量17.5wt%,色度值496(用纯水稀释10倍);最终纳滤渗透液中草铵膦含量0.05wt%,盐含量14.8wt%,色度值89(不稀释)。
实施例15
实施例14中得到的纳滤渗透液,进行NOC高级氧化处理。
高盐纳滤渗透液温度24℃,草铵膦含量0.05wt%,无机盐含量14.8 wt %,色度值89(不稀释),COD 1236 mg/L。
NOC高级氧化采用炭基铁、铈二元复合催化氧化催化剂,柱径400mm,装填高度800mm。
该高盐溶液用水泵泵入NOC装置,进水流量控制在2BV/h,按COD:O3:H2O2=1:1:1的比例,分别投加臭氧和双氧水。出水COD为126 mg/L,COD去除率89.8%。
Claims (10)
1.一种草铵膦清洁生产工艺和方法,包括以下步骤:
(1)电渗析脱盐:草铵膦反应原液进行电渗析脱盐处理,得到脱盐液和浓盐溶液;
(2)超滤脱色:脱盐液进行超滤脱色处理,得到脱色液和超滤浓缩液,其中超滤浓缩液用于配制低品质制剂产品;
(3)蒸发浓缩结晶:脱色液进行蒸发浓缩和结晶,得到高品质草铵膦结晶固体产品、冷凝水以及蒸发浓缩结晶母液,其中蒸发浓缩结晶母液经回收甲醇后用于配制低品质制剂产品;
(4)蒸发结晶分盐:浓盐溶液进行蒸发结晶分盐,得到副产品(氯化铵、氯化钠等)、冷凝水以及蒸发结晶分盐母液;
(5)纳滤回收:蒸发结晶分盐母液与结晶盐洗涤水合并,进行纳滤回收,得到纳滤浓缩液和纳滤渗透液,其中纳滤浓缩液套用至草铵膦反应原液中,继续进行电渗析脱盐处理;纳滤渗透液套用至浓盐溶液,继续进行蒸发结晶分盐处理,该步骤可根据实际需要省略;
(6)冷凝水处理:步骤(3)和步骤(4)得到的冷凝水合并,经反渗透处理后,一部分用于超滤脱色、电渗析脱盐、纳滤回收、蒸发浓缩结晶和蒸发结晶分盐等工艺过程的工艺用水和/或清洗用水,另一部分用于配制低品质产品,剩余部分排放至污水处理系统进行进一步处理。
2.根据权利要求1所述的一种草铵膦清洁生产工艺和方法,其特征在于,其中所处理的草铵膦原液中草铵膦含量的范围为10~40wt%;所处理的草铵膦原液中无机盐含量的范围为5~25wt%。
3.根据权利要求1所述的一种草铵膦清洁生产工艺和方法,其特征在于,其中电渗析脱盐采用两级或两级以上的逆流电渗析脱盐工艺;电渗析脱盐时,保持草铵膦料液PH在3.6~8.6范围之间;以氯化钠或氢氧化钠溶液作为极液;以氯化钠溶液作为极液时,极液浓度范围为0.5~5wt%;以氢氧化钠溶液作为极液时,极液浓度范围为0.5~5wt%,同时应在极膜与阴膜之间以及极膜与阳膜之间分别设立缓冲室,并以氯化钠溶液作为缓冲液,缓冲液浓度范围为0.5~5wt%。
4.根据权利要求1所述的一种草铵膦清洁生产工艺和方法,其特征在于,电渗析脱盐时,保持草铵膦料液PH在4.6~7.6范围之间;以氯化钠溶液作为极液时,极液浓度范围为1~3wt%;以氢氧化钠溶液作为极液时,极液浓度范围为1~3wt%;缓冲液浓度范围为1~3wt%。
5.根据权利要求1所述的一种草铵膦清洁生产工艺和方法,其特征在于,电渗析脱盐采用均相或非均相离子交换膜;系统进水压力0.05~0.5MPa;电渗析操作电压DC60~600V;电流50~500A;电流密度100~1000A/m2;操作温度≤45℃;在电渗析操作过程中,始终保持草铵膦料液PH在5.3~6.3范围之间。
6.根据权利要求1所述的一种草铵膦清洁生产工艺和方法,其特征在于,电渗析操作过程中,始终保持草铵膦料液PH在5.5~6.1范围之间;控制最终脱盐液中盐含量范围为0.1~1wt%;控制最终浓盐溶液中盐含量范围为10~20wt%,草铵膦含量范围为0.2~2wt%。
7.根据权利要求1所述的一种草铵膦清洁生产工艺和方法,其特征在于,其中超滤脱色采用两级或两级以上的超滤脱色工艺;待脱色料液首先进入第一级超滤设备进行循环回流浓缩;第一级超滤渗透液进入第二级超滤设备进行循环回流浓缩,第二级超滤最终浓缩液套用至第一级待脱色料液;第二级超滤渗透液进入第三级超滤设备进行循环回流浓缩,第三级超滤最终浓缩液套用至第一级超滤渗透液;以此类推;第一级超滤在循环回流浓缩过程中,可加入洗涤透析水,洗涤透析水用量根据第一级超滤浓缩液中最终产品浓度而定,控制最终的第一级超滤浓缩液中草铵膦浓度为0.5~5wt%;第一级超滤洗涤透析过程中,高于5~10wt%浓度的超滤渗透液与超滤渗透物料合并,低于5~10wt%浓度的超滤渗透液单独收集,套用至下一批,作为洗涤透析水使用,以减少物料被稀释造成的能耗增加;所述超滤脱色采用的超滤膜为有机卷式超滤膜,截留分子量范围为800~8000Da;各级超滤膜可以使用相同的超滤膜,也可以使用不同的超滤膜;超滤脱色操作压力范围为0.4~4.0MPa。
8.根据权利要求1所述的一种草铵膦清洁生产工艺和方法,其特征在于,所述超滤脱色采用的超滤膜的截留分子量范围为800~5000Da,超滤脱色操作压力范围为1.0~4.0MPa。
9.根据权利要求1所述的一种草铵膦清洁生产工艺和方法,其特征在于,所述蒸发结晶分盐采用多效蒸发的方式,首先在80~100℃下,将含有0.5~1wt%草铵膦的浓盐溶液浓缩15~30倍,得到氯化钠结晶,然后将该结晶母液冷却至5~20℃,得到氯化铵结晶,最终的结晶母液与氯化钠结晶以及氯化铵结晶的洗涤水合并,进行纳滤回收处理。
10.根据权利要求1所述的一种草铵膦清洁生产工艺和方法,其特征在于,其中纳滤回收所处理的物料为浓盐溶液蒸发结晶分盐得到的母液以及盐结晶的洗涤水合并后的料液,其中草铵膦浓度5~15wt%,无机盐含量10~20wt%;其中纳滤回收所用纳滤膜截留分子量范围200~1000Da,纳滤系统操作压力1.0~8.0MPa;纳滤回收过程中可加入洗涤透析水,洗涤透析水用量根据纳滤浓缩液中最终的无机盐浓度而定,控制最终纳滤浓缩液中无机盐浓度为1~5wt%;在纳滤洗涤透析过程中,高于5~10wt%浓度的纳滤渗透液与纳滤渗透物料合并,套用至浓盐溶液继续进行蒸发结晶分盐;低于5~10wt%浓度的纳滤渗透液单独收集,套用至下一批,作为前期纳滤洗涤透析水使用,以减少物料被稀释造成的能耗增加;纳滤回收得到的纳滤浓缩液套用至草胺膦反应原液中,继续进行电渗析脱盐。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110584552.1A CN115403617A (zh) | 2021-05-27 | 2021-05-27 | 一种草铵膦清洁生产工艺和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110584552.1A CN115403617A (zh) | 2021-05-27 | 2021-05-27 | 一种草铵膦清洁生产工艺和方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115403617A true CN115403617A (zh) | 2022-11-29 |
Family
ID=84155066
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110584552.1A Pending CN115403617A (zh) | 2021-05-27 | 2021-05-27 | 一种草铵膦清洁生产工艺和方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115403617A (zh) |
-
2021
- 2021-05-27 CN CN202110584552.1A patent/CN115403617A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108623054B (zh) | 一种多膜集成的制浆造纸废水零排放处理方法及装置 | |
US9133229B2 (en) | Economic process for producing xylose from hydrolysate using electrodialysis and direct recovery method | |
CN109097408B (zh) | 一种尼龙56盐的制备方法 | |
US20110028759A1 (en) | Process for the Purification of Organic Acids | |
CN110508591B (zh) | 一种废混合盐的分离结晶系统及方法 | |
CN109499369B (zh) | 一种烟草提取液浓缩工艺 | |
CN108658345B (zh) | 一种高盐废水精制盐的方法及系统 | |
US20080272001A1 (en) | Production line treatment for organic product | |
CN112321635A (zh) | 一种草铵膦清洁生产工艺和方法 | |
CN110272461B (zh) | 一种从发酵液中提纯β-胸苷的方法 | |
CN111661900A (zh) | 一种用于高盐废水的低压高倍浓缩的系统及方法 | |
AU2016347128B2 (en) | Apparatus and method for recovering residual sugar in cane sugar manufacturing process | |
CN107435084A (zh) | 一种利用多级膜过滤对甘蔗糖蜜进行精制的工艺 | |
CN102527237B (zh) | 一种用正渗透技术的纳滤恒溶除一价阴离子无机盐的方法 | |
CN105219892A (zh) | 一种木糖生产工艺 | |
CN106365251A (zh) | 一种淀粉糖浆离交压料水回收方法 | |
CN108003657B (zh) | 一种无废水排放的无盐染料的制备工艺 | |
AU2005336975A1 (en) | Process for recovery and purification of lactic acid | |
CN115403617A (zh) | 一种草铵膦清洁生产工艺和方法 | |
CN115403616A (zh) | 一种草铵膦清洁生产工艺和方法 | |
CN115403615A (zh) | 一种草铵膦清洁生产工艺和方法 | |
CN214088113U (zh) | 一种垃圾渗滤液的处理及其盐的分离提取装置 | |
CN113233662A (zh) | 一种海水淡化浓海水的集成膜过程处理系统及其方法 | |
CN110787638B (zh) | 一种戊二胺的浓缩系统及浓缩方法 | |
KR101073726B1 (ko) | 전기투석 및 직접회수방법을 이용한 당화액으로부터의 경제적인 자일로스의 제조공정 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication |