CN116332835B - 一种含3-甲基吡啶的废液纯化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及溶剂回收技术领域，公开了一种含3－甲基吡啶的废液纯化方法，包括以下步骤：(1)盐析：将含3－甲基吡啶的废液加入盐析反应釜中，继续加入盐析剂，析出固盐，得到固液混合物；(2)离心：对所述固液混合物进行离心处理，得到离心液；(3)精馏：将所述离心液输送至精馏塔进行精馏处理，精馏塔下侧线采出的溶剂即为纯化后的3－甲基吡啶。本发明提供的纯化方法具有高收率、低能耗、生产工艺简单、运行方法稳定的特点，并且纯化后得到的3－甲基吡啶品质优良、盐析剂也能够回收利用，节能环保，适于大规模的工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及溶剂回收技术领域，特别是涉及一种含3-甲基吡啶的废液纯化方法。
背景技术
3-甲基吡啶又名β-甲基吡啶、3-皮考林，分子式为CH3C5H4N，相对分子质量为93.13，沸点为144℃，凝固点为-183℃，常温下呈无色、有难闻气味的液体，能与水、醇、醚混溶；3-甲基吡啶是一种重要的有机合成中间体，用于合成维生素B族产品烟酸和烟酰胺、香料、除草剂、表面活性剂、溶剂、橡胶硫化促进剂、染料和树脂，防水剂，酒精变性剂和胶片感光添加剂。
尤其是在除草剂等农药产品生产过程中会产生大量含有各种有机物、盐类等杂质的3-甲基吡啶废液，由于没有较好的回收处理方法，因此含有杂质的3-甲基吡啶废液大多作为废水进行排放，不仅污染环境，而且还会造成极大的浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种含3-甲基吡啶的废液纯化方法，以解决含有杂质的3-甲基吡啶废液无法有效回收利用的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种含3-甲基吡啶的废液纯化方法，包括以下步骤：
(1)盐析：将含3-甲基吡啶的废液加入盐析反应釜中，继续加入盐析剂，析出固盐，得到固液混合物；
(2)离心：对所述固液混合物进行离心处理，得到离心液；
(3)精馏：将所述离心液输送至精馏塔进行精馏处理，精馏塔下侧线采出的溶剂即为纯化后的3-甲基吡啶。
优选的，在上述含3-甲基吡啶的废液纯化方法中，步骤(1)中所述含3-甲基吡啶的废液的进料速率为0.1-2m3/h，进一步优选为0.5-1.5m3/h。
优选的，在上述含3-甲基吡啶的废液纯化方法中，步骤(1)中所述盐析剂的进料速率为0.1-4m3/h。
优选的，在上述含3-甲基吡啶的废液纯化方法中，步骤(1)中所述盐析剂包括但不限于甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈。
优选的，在上述含3-甲基吡啶的废液纯化方法中，步骤(1)中所述含3-甲基吡啶的废液中主要包括磺酸盐、氯化钠、3-甲基吡啶。
优选的，在上述含3-甲基吡啶的废液纯化方法中，步骤(2)中所述离心步骤为：将所述固液混合物以0.2-6m3/h的速率加入全自动离心机中，离心分离固盐和3-甲基吡啶；
进一步优选的，将所述固液混合物以1-4.5m3/h的速率加入全自动离心机中。
优选的，在上述含3-甲基吡啶的废液纯化方法中，步骤(3)中离心液进入精馏塔的速率为1-4m3/h。
优选的，在上述含3-甲基吡啶的废液纯化方法中，步骤(3)中所述精馏塔内的压力为0-0.5MPa，精馏塔塔底温度为60-135℃、塔中液体温度为59-131℃、塔顶温度为59-130℃，所述精馏塔的回流比为(0.5-30)：1；
进一步优选的，所述精馏塔塔底温度为80-135℃、塔中液体温度为66-131℃、塔顶温度为65-130℃，所述精馏塔的回流比为(1-10)：1。
优选的，在上述含3-甲基吡啶的废液纯化方法中，步骤(3)中所述3-甲基吡啶的采出速率为0.05-1.5m3/h。
优选的，在上述含3-甲基吡啶的废液纯化方法中，步骤(3)中所述纯化后的3-甲基吡啶是纯度≥98.5％的工业级3-甲基吡啶。
优选的，在上述含3-甲基吡啶的废液纯化方法中，步骤(3)中所述精馏塔塔顶采出盐析剂及水的混合气相，所述混合气相以蒸汽形式通入渗透汽化膜中进行耦合脱水，脱水后得到的盐析剂进入步骤(1)循环使用。
优选的，在上述含3-甲基吡啶的废液纯化方法中，所述混合气相的采出速率与所述混合气相进入所述渗透汽化膜的速率均为0.1-3m3/h。
本发明提供了一种含3-甲基吡啶的废液纯化方法，与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明通过盐析，离心，精馏，渗透汽化膜集成耦合技术，使得溶剂循环使用，工序整体能耗低，将纯度仅为30％-80％(wt)的含3-甲基吡啶的废液提纯到纯度大于等于98.5％(wt)的工业级3-甲基吡啶，且回收率大于等于98％，本发明实现了对3-甲基吡啶废溶剂的回收再利用，降低了农化行业、新型农药、新型技术多肽生产中废溶剂对环境的污染程度，节约了生产成本；
并且本发明提供的纯化方法还具有高收率、低能耗、生产工艺简单、运行方法稳定的特点，并且纯化后得到的3-甲基吡啶品质优良、盐析剂也能够回收利用，节能环保，适于大规模的工业化生产。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供了一种含3-甲基吡啶的废液纯化方法，包括以下步骤：
(1)盐析：将含50％3-甲基吡啶的农化废液以1m3/h的速率加入盐析反应釜中，继续以1.5m3/h的速率加入盐析剂乙醇，析出固盐磺酸盐和氯化钠，得到固液混合物，固盐回收率为98.3％；
(2)离心：将盐析后的固液混合物以2.5m3/h的速率加入全自动离心机中进行离心，离心后得到的固体为磺酸盐及氯化钠，回收率大于95％，离心后得到的离心液主要为盐析剂、水和3-甲基吡啶的混合物；
(3)精馏：将所述离心液以2m3/h的速率泵送至精馏塔进行精馏处理，精馏塔塔顶以1.5m3/h的速率采出盐析剂及水的混合气相，精馏塔下侧线以0.5m3/h的速率采出3-甲基吡啶，检测3-甲基吡啶纯度合格后，充氮气保存，得到纯度≥98.5％(wt)的工业级3-甲基吡啶；
(4)从精馏塔塔顶采出的混合气相以蒸汽形式通入渗透汽化膜中进行耦合脱水，所述混合气相进入所述渗透汽化膜的速率为1.5m3/h，脱水后得到的盐析剂进入步骤(1)盐析过程循环使用；
步骤(3)中所述精馏塔内的压力为0.3MPa，精馏塔塔底温度为100℃、塔中液体温度为80℃、塔顶温度为90℃，所述精馏塔的回流比为10：1。
实施例2
本实施例提供了一种含3-甲基吡啶的废液纯化方法，包括以下步骤：
(1)盐析：将含70％3-甲基吡啶的农化废液以2m3/h的速率加入盐析反应釜中，继续以2m3/h的速率加入盐析剂甲醇，析出固盐磺酸盐和氯化钠，得到固液混合物，固盐回收率为99.4％；
(2)离心：将盐析后的固液混合物以4m3/h的速率加入全自动离心机中进行离心，离心后得到的固体为磺酸盐及氯化钠，回收率大于95％，离心后得到的离心液主要为盐析剂、水和3-甲基吡啶的混合物；
(3)精馏：将所述离心液以3m3/h的速率泵送至精馏塔进行精馏处理，精馏塔塔顶以1.5m3/h的速率采出盐析剂及水的混合气相，精馏塔下侧线以1.5m3/h的速率采出3-甲基吡啶，检测3-甲基吡啶纯度合格后，充氮气保存，得到纯度≥98.5％(wt)的工业级3-甲基吡啶；
(4)从精馏塔塔顶采出的混合气相以蒸汽形式通入渗透汽化膜中进行耦合脱水，所述混合气相进入所述渗透汽化膜的速率为1.5m3/h，脱水后得到的盐析剂进入步骤(1)盐析过程循环使用；
步骤(3)中所述精馏塔内的压力为0.2MPa，精馏塔塔底温度为90℃、塔中液体温度为100℃、塔顶温度为100℃，所述精馏塔的回流比为15：1。
实施例3
本实施例提供了一种含3-甲基吡啶的废液纯化方法，包括以下步骤：
(1)盐析：将含60％3-甲基吡啶的废液以1.5m3/h的速率加入盐析反应釜中，继续以3m3/h的速率加入盐析剂异丙醇，析出固盐磺酸盐和氯化钠，得到固液混合物，固盐回收率为99.1％；
(2)离心：将盐析后的固液混合物以1.5m3/h的速率加入全自动离心机中进行离心，离心后得到的固体为磺酸盐及氯化钠，回收率大于95％，离心后得到的离心液主要为盐析剂、水和3-甲基吡啶的混合物；
(3)精馏：将所述离心液以2m3/h的速率泵送至精馏塔进行精馏处理，精馏塔塔顶以0.5m3/h的速率采出盐析剂及水的混合气相，精馏塔下侧线以1m3/h的速率采出3-甲基吡啶，检测3-甲基吡啶纯度合格后，充氮气保存，得到纯度≥98.5％(wt)的工业级3-甲基吡啶；
(4)从精馏塔塔顶采出的混合气相以蒸汽形式通入渗透汽化膜中进行耦合脱水，所述混合气相进入所述渗透汽化膜的速率为0.5m3/h，脱水后得到的盐析剂进入步骤(1)盐析过程循环使用；
步骤(3)中所述精馏塔内的压力为0.4MPa，精馏塔塔底温度为60℃、塔中液体温度为60℃、塔顶温度为60℃，所述精馏塔的回流比为0.5：1。
实施例4
本实施例提供了一种含3-甲基吡啶的废液纯化方法，包括以下步骤：
(1)盐析：将含40％3-甲基吡啶的废液以0.5m3/h的速率加入盐析反应釜中，继续以4m3/h的速率加入盐析剂异丙醇，析出固盐磺酸盐和氯化钠，得到固液混合物，固盐回收率为98.5％；
(2)离心：将盐析后的固液混合物以1m3/h的速率加入全自动离心机中进行离心，离心后得到的固体为磺酸盐及氯化钠，回收率大于95％，离心后得到的离心液主要为盐析剂、水和3-甲基吡啶的混合物；
(3)精馏：将所述离心液以4m3/h的速率泵送至精馏塔进行精馏处理，精馏塔塔顶以3m3/h的速率采出盐析剂及水的混合气相，精馏塔下侧线以0.05m3/h的速率采出3-甲基吡啶，检测3-甲基吡啶纯度合格后，充氮气保存，得到纯度≥98.5％(wt)的工业级3-甲基吡啶；
(4)从精馏塔塔顶采出的混合气相以蒸汽形式通入渗透汽化膜中进行耦合脱水，所述混合气相进入所述渗透汽化膜的速率为3m3/h，脱水后得到的盐析剂进入步骤(1)盐析过程循环使用；
步骤(3)中所述精馏塔内的压力为0.1MPa，精馏塔塔底温度为110℃、塔中液体温度为130℃、塔顶温度为130℃，所述精馏塔的回流比为30：1。
实施例5
本实施例提供了一种含3-甲基吡啶的废液纯化方法，包括以下步骤：
(1)盐析：将含30％3-甲基吡啶的废液以0.1m3/h的速率加入盐析反应釜中，继续以0.1m3/h的速率加入盐析剂乙腈，析出固盐磺酸盐和氯化钠，得到固液混合物，固盐回收率为98.2％；
(2)离心：将盐析后的固液混合物以4.5m3/h的速率加入全自动离心机中进行离心，离心后得到的固体为磺酸盐及氯化钠，回收率大于95％，离心后得到的离心液主要为盐析剂、水和3-甲基吡啶的混合物；
(3)精馏：将所述离心液以1m3/h的速率泵送至精馏塔进行精馏处理，精馏塔塔顶以2m3/h的速率采出盐析剂及水的混合气相，精馏塔下侧线以0.1m3/h的速率采出3-甲基吡啶，检测3-甲基吡啶纯度合格后，充氮气保存，得到纯度≥98.5％(wt)的工业级3-甲基吡啶；
(4)从精馏塔塔顶采出的混合气相以蒸汽形式通入渗透汽化膜中进行耦合脱水，所述混合气相进入所述渗透汽化膜的速率为2m3/h，脱水后得到的盐析剂进入步骤(1)盐析过程循环使用；
步骤(3)中所述精馏塔内的压力为0.5MPa，精馏塔塔底温度为135℃、塔中液体温度为115℃、塔顶温度为105℃，所述精馏塔的回流比为20：1。
对比例1
本对比例提供了一种含3-甲基吡啶的废液纯化方法，包括以下步骤：
(1)盐析：将含50％3-甲基吡啶的农化废液以3m3/h的速率加入盐析反应釜中，继续以5m3/h的速率加入盐析剂乙醇，析出固盐磺酸盐和氯化钠，得到固液混合物，固盐回收率为95.2％；
(2)离心：将盐析后的固液混合物以2.5m3/h的速率加入全自动离心机中进行离心，离心后得到的固体为磺酸盐及氯化钠，回收率大于90％，离心后得到的离心液主要为盐析剂、水和3-甲基吡啶的混合物；
(3)精馏：将所述离心液以2m3/h的速率泵送至精馏塔进行精馏处理，精馏塔塔顶以1.5m3/h的速率采出盐析剂及水的混合气相，精馏塔下侧线以0.5m3/h的速率采出3-甲基吡啶，检测3-甲基吡啶纯度合格后，充氮气保存，得到纯化后的3-甲基吡啶；
(4)从精馏塔塔顶采出的混合气相以蒸汽形式通入渗透汽化膜中进行耦合脱水，所述混合气相进入所述渗透汽化膜的速率为1.5m3/h，脱水后得到的盐析剂进入步骤(1)盐析过程循环使用；
步骤(3)中所述精馏塔内的压力为0.3MPa，精馏塔塔底温度为100℃、塔中液体温度为80℃、塔顶温度为90℃，所述精馏塔的回流比为10：1。
对比例2
本对比例提供了一种含3-甲基吡啶的废液纯化方法，包括以下步骤：
(1)盐析：将含50％3-甲基吡啶的农化废液以1m3/h的速率加入盐析反应釜中，继续以1.5m3/h的速率加入盐析剂乙醇，析出固盐磺酸盐和氯化钠，得到固液混合物，固盐回收率为98.3％；
(2)离心：将盐析后的固液混合物以2.5m3/h的速率加入全自动离心机中进行离心，离心后得到的固体为磺酸盐及氯化钠，回收率大于95％，离心后得到的离心液主要为盐析剂、水和3-甲基吡啶的混合物；
(3)精馏：将所述离心液以2m3/h的速率泵送至精馏塔进行精馏处理，精馏塔塔顶以1.5m3/h的速率采出盐析剂及水的混合气相，精馏塔下侧线以0.5m3/h的速率采出3-甲基吡啶，检测3-甲基吡啶纯度合格后，充氮气保存，得到纯化后的3-甲基吡啶；
(4)从精馏塔塔顶采出的混合气相以蒸汽形式通入渗透汽化膜中进行耦合脱水，所述混合气相进入所述渗透汽化膜的速率为1.5m3/h，脱水后得到的盐析剂进入步骤(1)盐析过程循环使用；
步骤(3)中所述精馏塔内的压力为1MPa，精馏塔塔底温度为50℃、塔中液体温度为70℃、塔顶温度为120℃，所述精馏塔的回流比为35：1。
对比例3
本对比例提供了一种含3-甲基吡啶的废液纯化方法，包括以下步骤：
(1)盐析：将含50％3-甲基吡啶的农化废液以1m3/h的速率加入盐析反应釜中，继续以1.5m3/h的速率加入盐析剂乙醇，析出固盐磺酸盐和氯化钠，得到固液混合物，固盐回收率为98.3％；
(2)离心：将盐析后的固液混合物以2.5m3/h的速率加入全自动离心机中进行离心，离心后得到的固体为磺酸盐及氯化钠，回收率大于95％，离心后得到的离心液主要为盐析剂、水和3-甲基吡啶的混合物；
(3)精馏：将所述离心液以2m3/h的速率泵送至精馏塔进行精馏处理，精馏塔塔顶以1.5m3/h的速率采出盐析剂及水的混合气相，精馏塔下侧线以0.5m3/h的速率采出3-甲基吡啶，检测3-甲基吡啶纯度合格后，充氮气保存，得到纯化后的3-甲基吡啶；
(4)从精馏塔塔顶采出的混合气相以蒸汽形式通入渗透汽化膜中进行耦合脱水，所述混合气相进入所述渗透汽化膜的速率为1.5m3/h，脱水后得到的盐析剂进入步骤(1)盐析过程循环使用；
步骤(3)中所述精馏塔内的压力为0.3MPa，精馏塔塔底温度为80℃、塔中液体温度为138℃、塔顶温度为145℃，所述精馏塔的回流比为20：1。
对比例4
本对比例提供了一种含3-甲基吡啶的废液纯化方法，包括以下步骤：
(1)盐析：将含50％3-甲基吡啶的农化废液以1m3/h的速率加入盐析反应釜中，继续以1.5m3/h的速率加入盐析剂乙醇，析出固盐磺酸盐和氯化钠，得到固液混合物，固盐回收率为98.3％；
(2)沉淀：将盐析后的固液混合物静置24h，取上清液进行精馏；
(3)精馏：将所述上清液以2m3/h的速率泵送至精馏塔进行精馏处理，精馏塔塔顶以1.5m3/h的速率采出盐析剂及水的混合气相，精馏塔下侧线以0.5m3/h的速率采出3-甲基吡啶，检测3-甲基吡啶纯度合格后，充氮气保存，得到纯化后3-甲基吡啶；
(4)从精馏塔塔顶采出的混合气相以蒸汽形式通入渗透汽化膜中进行耦合脱水，所述混合气相进入所述渗透汽化膜的速率为1.5m3/h，脱水后得到的盐析剂进入步骤(1)盐析过程循环使用；
步骤(3)中所述精馏塔内的压力为0.3MPa，精馏塔塔底温度为100℃、塔中液体温度为80℃、塔顶温度为90℃，所述精馏塔的回流比为10：1。
本发明对实施例1-5及对比例1-3纯化后的3-甲基吡啶的纯度、回收率、含水量等技术指标进行了测定，测定结果参见表1。
表1 3-甲基吡啶测定结果
由实施例1-5及对比例1-4可知，在对含3-甲基吡啶废液纯化的过程中，离心过程、废液及盐析剂的添加速率、精馏塔压力、精馏塔温度、回流比等均对3-甲基吡啶的回收率、纯度、水分等有较大影响。相较对比例，本发明的纯化方法可以使得废液中3-甲基吡啶的回收率及纯度更高，并且盐析剂可循环使用，降低了工业运行成本。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方案而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种含3-甲基吡啶的废液纯化方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)盐析：将含3-甲基吡啶的废液加入盐析反应釜中，继续加入盐析剂，析出固盐，得到固液混合物；
(2)离心：对所述固液混合物进行离心处理，得到离心液；
(3)精馏：将所述离心液输送至精馏塔进行精馏处理，精馏塔下侧线采出的溶剂即为纯化后的3-甲基吡啶；
步骤(1)中所述含3-甲基吡啶的废液的进料速率为0.1-2m3/h，所述盐析剂的进料速率为0.1-4m3/h；
步骤(1)中所述盐析剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈；
步骤(2)中所述离心步骤为：将所述固液混合物以0.2-6m3/h的速率加入全自动离心机中，离心分离固盐和3-甲基吡啶；
步骤(3)中所述精馏塔内的压力为0.1-0.5MPa，精馏塔塔底温度为60-135℃、塔中液体温度为59-131℃、塔顶温度为59-130℃，所述精馏塔的回流比为(0.5-30)：1；
步骤(3)中所述3-甲基吡啶的采出速率为0.05-1.5m3/h。
2.根据权利要求1所述的含3-甲基吡啶的废液纯化方法，其特征在于，步骤(1)中所述含3-甲基吡啶的废液中包括磺酸盐、氯化钠、3-甲基吡啶。
3.根据权利要求1所述的含3-甲基吡啶的废液纯化方法，其特征在于，步骤(3)中所述纯化后的3-甲基吡啶是纯度≥98.5％的工业级3-甲基吡啶。
4.根据权利要求1-3任一项所述的含3-甲基吡啶的废液纯化方法，其特征在于，步骤(3)中所述精馏塔塔顶采出盐析剂及水的混合气相，所述混合气相以蒸汽形式通入渗透汽化膜中进行耦合脱水，脱水后得到的盐析剂进入步骤(1)循环使用。
5.根据权利要求4所述的含3-甲基吡啶的废液纯化方法，其特征在于，所述混合气相的采出速率与所述混合气相进入所述渗透汽化膜的速率均为0.1-3m3/h。
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