CN116478042B - 一种废水中回收乙酸乙酯的方法 - Google Patents
一种废水中回收乙酸乙酯的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116478042B CN116478042B CN202310295258.8A CN202310295258A CN116478042B CN 116478042 B CN116478042 B CN 116478042B CN 202310295258 A CN202310295258 A CN 202310295258A CN 116478042 B CN116478042 B CN 116478042B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ethyl acetate
- tower
- separation tower
- wastewater
- separation
- 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.)
- Active
Links
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 171
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title abstract description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 90
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 80
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 55
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 34
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 32
- 238000005373 pervaporation Methods 0.000 claims abstract description 25
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 claims abstract description 17
- PBIDWHVVZCGMAR-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-3-prop-2-enyl-2h-imidazole Chemical compound CN1CN(CC=C)C=C1 PBIDWHVVZCGMAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229920000083 poly(allylamine) Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 40
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 36
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 29
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 17
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 15
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 claims description 14
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 11
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 10
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 10
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 claims description 5
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 5
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 5
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims description 5
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 11
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 11
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 4
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 125000003827 glycol group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000013076 target substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
- C07C67/48—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0002—Organic membrane manufacture
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/40—Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof, e.g. salts, amides, imides, nitriles, anhydrides, esters
- B01D71/42—Polymers of nitriles, e.g. polyacrylonitrile
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
- C07C67/48—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
- C07C67/52—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
- C07C67/48—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
- C07C67/52—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation
- C07C67/54—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation by distillation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
- C07C67/48—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
- C07C67/58—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by liquid-liquid treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
- C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
- C02F1/048—Purification of waste water by evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/26—Treatment of water, waste water, or sewage by extraction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/34—Organic compounds containing oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/10—Energy recovery
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本发明涉及一种废水中回收乙酸乙酯的方法，属于乙酸乙酯回收技术领域。本发明提供的方法通过三塔串联方式，耦合萃取精馏和渗透汽化，可实现高效分离乙酸乙酯、乙醇、水，并实现萃取剂的循环利用，节能效果显著；本发明在第一分离塔和第二分离塔顶部设置有热量交换器，通过压缩气体，存储热量并预热进料来实现热量利用，实现节能效果；本发明提供的离子液体萃取剂为1‑烯丙基‑3‑甲基咪唑氯化钠和乙二醇的复合溶剂，改善了分离效果，有效降低了设备费用和能耗费用；本发明提供的渗透汽化膜是在聚丙烯腈‑N，N’‑二甲基甲酰胺纳米纤维膜上用聚烯丙基胺和氧化石墨沉积一层改性膜，具有优异的选择性和渗透性，能够对乙醇水溶液进行高效分离。
Description
技术领域
本发明属于乙酸乙酯回收技术领域，具体地，涉及一种废水中回收乙酸乙酯的方法。
背景技术
乙酸乙酯生产过程中会排放一定量的高浓度有机废水，其中大多数是混合性废水，主要成分为乙酸乙酯和乙醇，这些废水不仅排放量大，而且无法直接循环利用，必须经过有效处理才可以安全排放，由于产物水和乙醇能与乙酸乙酯形成恒沸物，常温下也部分互溶，给乙酸乙酯的提纯带来了很大的困难。
发明内容
本发明涉及一种废水中回收乙酸乙酯的方法，属于乙酸乙酯回收技术领域。本发明提供的方法通过三塔串联方式，耦合萃取精馏和渗透汽化，可实现高效分离乙酸乙酯、乙醇、水，并实现萃取剂的循环利用，节能效果显著；本发明在第一分离塔和第二分离塔顶部设置有热量交换器，通过压缩气体，存储热量并预热进料来实现热量利用，实现节能效果；本发明提供的离子液体萃取剂为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化钠和乙二醇的复合溶剂，改善了分离效果，有效降低了设备费用和能耗费用；本发明提供的渗透汽化膜是在聚丙烯腈-N，N’-二甲基甲酰胺纳米纤维膜上用聚烯丙基胺和氧化石墨沉积一层改性膜，具有优异的选择性和渗透性，能够对乙醇水溶液进行高效分离。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种废水中回收乙酸乙酯的方法，包括以下操作:
(1)分离乙酸乙酯：将生产乙酸乙酯废水从第一分离塔中部泵入塔中，从塔顶端加入离子液体作为萃取剂，升温，将在塔顶冷凝的乙酸乙酯从废水体系中提出；
(2)分离萃取剂：将脱除乙酸乙酯的废水经过第二分离塔精馏，在塔顶冷凝出乙醇和水，塔底得到高纯萃取剂；
(3)分离乙醇和水：将乙醇和水混合液经第三分离塔，经过第三分离塔的渗透汽化膜分离，得高纯度的乙醇和水；
(4)在第一分离塔和第二分离塔顶部设置有热量交换器，用于压缩第一分离塔和第二分离塔顶部气体，存储分馏过程中的热量，并在第三分离塔进料口进行预热。
作为本发明的一种优选方案，(1)中所述第一分离塔萃取剂进料量为130-160kmol/h。
作为本发明的一种优选方案，(1)中所述第一分离塔的理论板数为20-25。
作为本发明的一种优选方案，(1)中所述第一分离塔的回流比为0.6-0.8。
作为本发明的一种优选方案，(1)中所述离子液体成分为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化钠和乙二醇，1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化钠和乙二醇的摩尔比为1:8-9。
作为本发明的一种优选方案，(3)中所述第三分离塔的参数设置为：进料温度为50-60℃，进料压力为0.5-1.5atm，渗透侧压力为0.5-0.8kPa。
作为本发明的一种优选方案，(3)中所述渗透汽化膜通过以下方法制得：
步骤一：通过静电纺丝技术制得聚丙烯腈纳米纤维膜；
步骤二：用聚烯丙基胺和氧化石墨制得分散改性液；
步骤三：用步骤二制得的制得分散改性液在步骤一制得的纳米纤维膜上按照真空抽滤的方法沉积一层改性膜。
作为本发明的一种优选方案，步骤一中所述静电纺丝包括如下操作：将干燥后的聚丙烯腈粉末加入N，N’-二甲基甲酰胺中，在45℃下持续搅拌8-10h，使粉末完全溶解，得到浓度为6-8wt％的透明的聚丙烯腈/N，N’-二甲基甲酰胺纺丝溶液，静置消泡，将所得纺丝溶液进行静电纺丝；
其中，具体工艺参数如下：纺丝溶液挤出速率为0.8-1mL/h，接收装置的转速控制在150-200rpm，与喷丝头间的接收距离为15cm，纺丝电压在18-24kV；环境温度控制在22-28℃左右，相对湿度控制在30-40％；纺丝结束后，将制得的纺丝放置于60℃真空烘箱中干燥过夜，在8MPa下冷压30s。
作为本发明的一种优选方案，步骤二中所述分散改性液的制备包括如下操作：将氧化石墨配制成0.5mg/mL的水溶液备用；将阳离子聚丙烯酰胺加入水溶液中配置成混合物，控制阳离子聚丙烯酰胺和氧化石墨质量比为15-18:1，将混合物置于常温下连续搅拌12h使其充分反应，制得分散改性液。
作为本发明的一种优选方案，步骤三中所述沉积一层改性膜包括如下操作：用去离子水润湿步骤一制得的纺丝后固定于真空抽滤漏斗中，用移液器取步骤二制得的分散改性液加入到抽滤装置中，用真空泵将滤液中的水分抽干，便得到渗透汽化膜。
本发明的有益效果：
1.本发明提供一种废水中回收乙酸乙酯的方法，通过三塔串联方式，耦合萃取精馏和渗透汽化，可实现高效分离乙酸乙酯、乙醇、水，并实现萃取剂的循环利用，节能效果显著。
2.本发明(4)在第一分离塔和第二分离塔顶部设置有热量交换器，用于压缩第一分离塔和第二分离塔顶部气体，存储分馏过程中的热量，并在第三分离塔进料口进行预热来实现热量利用，进而实现节能效果。
3.本发明提供的离子液体萃取剂为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化钠和乙二醇的复合溶剂，明显增大了体系的相对挥发度，改善了分离效果，并且此过程中萃取剂的损失极少，相比单一溶剂的萃取精馏工艺，基于复合溶剂的萃取精馏工艺则需要更少的塔板和更小的回流比，有效降低了设备费用和能耗费用。
4.本发明提供的渗透汽化膜是在静电纺丝技术制得聚丙烯腈-N，N’-二甲基甲酰胺纳米纤维膜上用聚烯丙基胺和氧化石墨沉积一层改性膜，从而实现高通量，高效醇水分离效果；聚烯丙基胺是高分子聚合物或聚电解物，其分子链中含有一定量极性基因能吸附水中悬浮的固体粒子，使粒子间架桥形成大的絮凝物；它加速悬浮液中的粒子的沉降，有非常明显的加快溶液的澄清，促进过滤等效果；由于分子链含有酰胺基或离子基因，故其显著特点是亲水性高，可以各种比例溶于水中，聚烯丙基胺水溶液对电解质有很好的容忍性，改性后的薄膜可有效实现水分离；而改性膜在静电力和氢键作用下与纤维膜相互结合，提高了中间层和功能层之间的界面作用力，避免了在渗透汽化过程中发生皮层的剥离与膜结构的坍塌，使得纳米纤维膜具有较好的稳定性；通过引入聚烯丙基胺-氧化石墨改性膜，增强了层间的相互作用力，制备出的纳米纤维膜具有优异的选择性和渗透性，能够对乙醇水溶液进行高效分离。
5.本发明为绿色回收工艺，可分步回收目标物质乙酸乙酯和原料物质乙醇和水，并且通过精馏实现萃取剂的循环利用，具有工艺简单、成本低廉、乙酸乙酯回收率高、达到零排放标准、绿色环保等优点，有着很高的使用价值和很好的应用前景，对于实现“以废治废、综合利用、循环回收及零排放”的回收目标具有十分重要的意义。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种渗透汽化膜，通过以下方法制得：
步骤一：通过静电纺丝技术制得聚丙烯腈纳米纤维膜；
步骤二：用聚烯丙基胺和氧化石墨制得分散改性液；
步骤三：用步骤二制得的制得分散改性液在步骤一制得的纳米纤维膜上按照真空抽滤的方法沉积一层改性膜。
步骤一中所述静电纺丝包括如下操作：将干燥后的聚丙烯腈粉末加入N，N’-二甲基甲酰胺中，在45℃下持续搅拌8h，使粉末完全溶解，得到浓度为6wt％的透明的聚丙烯腈/N，N’-二甲基甲酰胺纺丝溶液，静置消泡，将所得纺丝溶液进行静电纺丝；
其中，静电纺丝具体工艺参数如下：纺丝溶液挤出速率为0.8mL/h，接收装置的转速控制在150rpm，与喷丝头间的接收距离为15cm，纺丝电压在18kV；环境温度控制在22-28℃左右，相对湿度控制在30-40％；纺丝结束后，将制得的纺丝放置于60℃真空烘箱中干燥过夜，在8MPa下冷压30s。
步骤二中所述分散改性液的制备包括如下操作：将氧化石墨配制成0.5mg/mL的水溶液备用；将阳离子聚丙烯酰胺加入水溶液中配置成混合物，控制阳离子聚丙烯酰胺和氧化石墨质量比为15:1，将混合物置于常温下连续搅拌12h使其充分反应，制得分散改性液。
步骤三中所述沉积一层改性膜包括如下操作：用去离子水润湿步骤一制得的纺丝后固定于真空抽滤漏斗中，用移液器取步骤二制得的分散改性液加入到抽滤装置中，用真空泵将滤液中的水分抽干，便得到渗透汽化膜。
实施例2
一种渗透汽化膜，通过以下方法制得：
步骤一：通过静电纺丝技术制得聚丙烯腈纳米纤维膜；
步骤二：用聚烯丙基胺和氧化石墨制得分散改性液；
步骤三：用步骤二制得的制得分散改性液在步骤一制得的纳米纤维膜上按照真空抽滤的方法沉积一层改性膜。
步骤一中所述静电纺丝包括如下操作：将干燥后的聚丙烯腈粉末加入N，N’-二甲基甲酰胺中，在45℃下持续搅拌9h，使粉末完全溶解，得到浓度为7wt％的透明的聚丙烯腈/N，N’-二甲基甲酰胺纺丝溶液，静置消泡，将所得纺丝溶液进行静电纺丝；
其中，静电纺丝具体工艺参数如下：纺丝溶液挤出速率为0.9mL/h，接收装置的转速控制在180rpm，与喷丝头间的接收距离为15cm，纺丝电压在21kV；环境温度控制在22-28℃左右，相对湿度控制在30-40％；纺丝结束后，将制得的纺丝放置于60℃真空烘箱中干燥过夜，在8MPa下冷压30s。
步骤二中所述分散改性液的制备包括如下操作：将氧化石墨配制成0.5mg/mL的水溶液备用；将阳离子聚丙烯酰胺加入水溶液中配置成混合物，控制阳离子聚丙烯酰胺和氧化石墨质量比为16:1，将混合物置于常温下连续搅拌12h使其充分反应，制得分散改性液。
步骤三中所述沉积一层改性膜包括如下操作：用去离子水润湿步骤一制得的纺丝后固定于真空抽滤漏斗中，用移液器取步骤二制得的分散改性液加入到抽滤装置中，用真空泵将滤液中的水分抽干，便得到渗透汽化膜。
实施例3
一种渗透汽化膜，通过以下方法制得：
步骤一：通过静电纺丝技术制得聚丙烯腈纳米纤维膜；
步骤二：用聚烯丙基胺和氧化石墨制得分散改性液；
步骤三：用步骤二制得的制得分散改性液在步骤一制得的纳米纤维膜上按照真空抽滤的方法沉积一层改性膜。
步骤一中所述静电纺丝包括如下操作：将干燥后的聚丙烯腈粉末加入N，N’-二甲基甲酰胺中，在45℃下持续搅拌10h，使粉末完全溶解，得到浓度为8wt％的透明的聚丙烯腈/N，N’-二甲基甲酰胺纺丝溶液，静置消泡，将所得纺丝溶液进行静电纺丝；
其中，静电纺丝具体工艺参数如下：纺丝溶液挤出速率为1mL/h，接收装置的转速控制在200rpm，与喷丝头间的接收距离为15cm，纺丝电压在24kV；环境温度控制在22-28℃左右，相对湿度控制在30-40％；纺丝结束后，将制得的纺丝放置于60℃真空烘箱中干燥过夜，在8MPa下冷压30s。
步骤二中所述分散改性液的制备包括如下操作：将氧化石墨配制成0.5mg/mL的水溶液备用；将阳离子聚丙烯酰胺加入水溶液中配置成混合物，控制阳离子聚丙烯酰胺和氧化石墨质量比为18:1，将混合物置于常温下连续搅拌12h使其充分反应，制得分散改性液。
步骤三中所述沉积一层改性膜包括如下操作：用去离子水润湿步骤一制得的纺丝后固定于真空抽滤漏斗中，用移液器取步骤二制得的分散改性液加入到抽滤装置中，用真空泵将滤液中的水分抽干，便得到渗透汽化膜。
实施例4
一种废水中回收乙酸乙酯的方法，包括以下操作:
(1)分离乙酸乙酯：将生产乙酸乙酯废水从第一分离塔中部泵入塔中，从塔顶端加入离子液体作为萃取剂，升温，将在塔顶冷凝的乙酸乙酯从废水体系中提出；
其中，第一分离塔萃取剂进料量为130kmol/h；第一分离塔的理论板数为20；第一分离塔的回流比为0.6；
所述离子液体成分为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化钠和乙二醇，1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化钠和乙二醇的摩尔比为1:8。
(2)分离萃取剂：将脱除乙酸乙酯的废水经过第二分离塔精馏，在塔顶冷凝出乙醇和水，塔底得到高纯萃取剂；
(3)分离乙醇和水：将乙醇和水混合液经第三分离塔，经过第三分离塔的实施例1制得的渗透汽化膜分离，得高纯度的乙醇和水；
第三分离塔的参数设置为：进料温度为50℃，进料压力为0.5atm，渗透侧压力为0.5kPa
(4)在第一分离塔和第二分离塔顶部设置有热量交换器，用于压缩第一分离塔和第二分离塔顶部气体，存储分馏过程中的热量，并在第三分离塔进料口进行预热。
经检测，经过本方法在1t的废水处理中，乙酸乙酯纯度为99.8％，乙醇纯度为99.9％，水纯度为99.9％，能耗344.97kW。
实施例5
一种废水中回收乙酸乙酯的方法，包括以下操作:
(1)分离乙酸乙酯：将生产乙酸乙酯废水从第一分离塔中部泵入塔中，从塔顶端加入离子液体作为萃取剂，升温，将在塔顶冷凝的乙酸乙酯从废水体系中提出；
其中，第一分离塔萃取剂进料量为150kmol/h；第一分离塔的理论板数为22；第一分离塔的回流比为0.7；
所述离子液体成分为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化钠和乙二醇，1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化钠和乙二醇的摩尔比为1:8.5。
(2)分离萃取剂：将脱除乙酸乙酯的废水经过第二分离塔精馏，在塔顶冷凝出乙醇和水，塔底得到高纯萃取剂；
(3)分离乙醇和水：将乙醇和水混合液经第三分离塔，经过第三分离塔的实施例2制得的渗透汽化膜分离，得高纯度的乙醇和水；
第三分离塔的参数设置为：进料温度为55℃，进料压力为1.0atm，渗透侧压力为0.7kPa
(4)在第一分离塔和第二分离塔顶部设置有热量交换器，用于压缩第一分离塔和第二分离塔顶部气体，存储分馏过程中的热量，并在第三分离塔进料口进行预热。
经检测，经过本方法在1t的废水处理中，乙酸乙酯纯度为99.9％，乙醇纯度为99.9％，水纯度为99.9％，能耗346.72kW。
实施例6
一种废水中回收乙酸乙酯的方法，包括以下操作:
(1)分离乙酸乙酯：将生产乙酸乙酯废水从第一分离塔中部泵入塔中，从塔顶端加入离子液体作为萃取剂，升温，将在塔顶冷凝的乙酸乙酯从废水体系中提出；
其中，第一分离塔萃取剂进料量为160kmol/h；第一分离塔的理论板数为25；第一分离塔的回流比为0.8；
所述离子液体成分为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化钠和乙二醇，1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化钠和乙二醇的摩尔比为1:9。
(2)分离萃取剂：将脱除乙酸乙酯的废水经过第二分离塔精馏，在塔顶冷凝出乙醇和水，塔底得到高纯萃取剂；
(3)分离乙醇和水：将乙醇和水混合液经第三分离塔，经过第三分离塔的实施例3制得的渗透汽化膜分离，得高纯度的乙醇和水；
第三分离塔的参数设置为：进料温度为60℃，进料压力为1.5atm，渗透侧压力为0.8kPa
(4)在第一分离塔和第二分离塔顶部设置有热量交换器，用于压缩第一分离塔和第二分离塔顶部气体，存储分馏过程中的热量，并在第三分离塔进料口进行预热。
经检测，经过本方法在1t的废水处理中，乙酸乙酯纯度为99.8％，乙醇纯度为99.9％，水纯度为99.9％，能耗336.28kW。
对比例1
一种废水中回收乙酸乙酯的方法，与实施例6相比，萃取剂离子液体为乙二醇一种。
经检测，经过本方法在1t的废水处理中，乙酸乙酯纯度为94.6％，乙醇纯度为98.7％，水纯度为96.3％，能耗329.67kW。
对比例2
一种废水中回收乙酸乙酯的方法，与实施例6相比，萃取剂离子液体为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化钠一种。
经检测，经过本方法在1t的废水处理中，乙酸乙酯纯度为95.4％，乙醇纯度为98.2％，水纯度为94.5％，能耗338.42kW。
对比例3
一种废水中回收乙酸乙酯的方法，与实施例6相比，所用渗透汽化膜的制备过程不包括用聚烯丙基胺和氧化石墨制得分散改性液沉积改性膜。
经检测，经过本方法在1t的废水处理中，乙酸乙酯纯度为96.6％，乙醇纯度为94.79％，水纯度为93.6％，能耗327.52kW。
对比例4
一种废水中回收乙酸乙酯的方法，与实施例6相比，所用渗透汽化膜为聚乙烯醇膜。
经检测，经过本方法在1t的废水处理中，乙酸乙酯纯度为97.2％，乙醇纯度为94.1％，水纯度为92.7％，能耗328.16kW。
对比例5
一种废水中回收乙酸乙酯的方法，与实施例6相比，不采用操作(4)，包括以下操作:
(1)分离乙酸乙酯：将生产乙酸乙酯废水从第一分离塔中部泵入塔中，从塔顶端加入离子液体作为萃取剂，升温，将在塔顶冷凝的乙酸乙酯从废水体系中提出；
其中，第一分离塔萃取剂进料量为160kmol/h；第一分离塔的理论板数为25；第一分离塔的回流比为0.8；
所述离子液体成分为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化钠和乙二醇，1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化钠和乙二醇的摩尔比为1:9。
(2)分离萃取剂：将脱除乙酸乙酯的废水经过第二分离塔精馏，在塔顶冷凝出乙醇和水，塔底得到高纯萃取剂；
(3)分离乙醇和水：将乙醇和水混合液经第三分离塔，经过第三分离塔的实施例3制得的渗透汽化膜分离，得高纯度的乙醇和水；
第三分离塔的参数设置为：进料温度为60℃，进料压力为1.5atm，渗透侧压力为0.8kPa
经检测，经过本方法在1t的废水处理中，乙酸乙酯纯度为99.9％，乙醇纯度为99.9％，水纯度为99.9％，能耗571.48kW。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。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例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种废水中回收乙酸乙酯的方法，其特征在于：所述方法包括以下操作:
（1）分离乙酸乙酯：将生产乙酸乙酯废水从第一分离塔中部泵入塔中，从塔顶端加入离子液体作为萃取剂，升温，将在塔顶冷凝的乙酸乙酯从废水体系中提出；所述离子液体成分为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化钠和乙二醇，1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化钠和乙二醇的摩尔比为1:8-9；
（2）分离萃取剂：将脱除乙酸乙酯的废水经过第二分离塔精馏，在塔顶冷凝出乙醇和水，塔底得到高纯萃取剂；
（3）分离乙醇和水：将乙醇和水混合液经第三分离塔，经过第三分离塔的渗透汽化膜分离，得高纯度的乙醇和水；所述第三分离塔的参数设置为：进料温度为50-60℃，进料压力为0.5-1.5atm，渗透侧压力为0.5-0.8kPa；
所述渗透汽化膜通过以下方法制得：
步骤一：通过静电纺丝技术制得聚丙烯腈纳米纤维膜；
步骤二：用聚烯丙基胺和氧化石墨制得分散改性液；
步骤三：用步骤二制得的制得分散改性液在步骤一制得的纳米纤维膜上按照真空抽滤的方法沉积一层改性膜；
（4）在第一分离塔和第二分离塔顶部设置有热量交换器，用于压缩第一分离塔和第二分离塔顶部气体，存储分馏过程中的热量，并在第三分离塔进料口进行预热。
2.根据权利要求1所述的一种废水中回收乙酸乙酯的方法，其特征在于：（1）中所述第一分离塔萃取剂进料量为130-160kmol/h。
3.根据权利要求1所述的一种废水中回收乙酸乙酯的方法，其特征在于：（1）中所述第一分离塔的理论板数为20-25。
4.根据权利要求1所述的一种废水中回收乙酸乙酯的方法，其特征在于：（1）中所述第一分离塔的回流比为0.6-0.8。
5.根据权利要求1所述的一种废水中回收乙酸乙酯的方法，其特征在于：步骤一中所述静电纺丝包括如下操作：将干燥后的聚丙烯腈粉末加入N，N’-二甲基甲酰胺中，在45℃下持续搅拌8-10h，使粉末完全溶解，得到浓度为6-8wt%的透明的聚丙烯腈/N，N’-二甲基甲酰胺纺丝溶液，静置消泡，将所得纺丝溶液进行静电纺丝；
其中，具体工艺参数如下：纺丝溶液挤出速率为0.8-1mL/h，接收装置的转速控制在150-200rpm，与喷丝头间的接收距离为15cm，纺丝电压在18-24kV；环境温度控制在22-28℃，相对湿度控制在30-40%；纺丝结束后，将制得的纺丝放置于60℃真空烘箱中干燥过夜，在8MPa下冷压30s。
6.根据权利要求1所述的一种废水中回收乙酸乙酯的方法，其特征在于：步骤二中所述分散改性液的制备包括如下操作：将氧化石墨配制成0.5mg/mL的水溶液备用；将阳离子聚丙烯酰胺加入水溶液中配置成混合物，控制阳离子聚丙烯酰胺和氧化石墨质量比为15-18:1，将混合物置于常温下连续搅拌12h使其充分反应，制得分散改性液。
7.根据权利要求1所述的一种废水中回收乙酸乙酯的方法，其特征在于：步骤三中所述沉积一层改性膜包括如下操作：用去离子水润湿步骤一制得的纺丝后固定于真空抽滤漏斗中，用移液器取步骤二制得的分散改性液加入到抽滤装置中，用真空泵将滤液中的水分抽干，便得到渗透汽化膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310295258.8A CN116478042B (zh) | 2023-03-24 | 2023-03-24 | 一种废水中回收乙酸乙酯的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310295258.8A CN116478042B (zh) | 2023-03-24 | 2023-03-24 | 一种废水中回收乙酸乙酯的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116478042A CN116478042A (zh) | 2023-07-25 |
| CN116478042B true CN116478042B (zh) | 2023-11-24 |
Family
ID=87214656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310295258.8A Active CN116478042B (zh) | 2023-03-24 | 2023-03-24 | 一种废水中回收乙酸乙酯的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116478042B (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102489178A (zh) * | 2011-12-15 | 2012-06-13 | 合肥学院 | 用于含醇废水分离的二硫化钼渗透汽化膜的制备方法 |
| CN103467286A (zh) * | 2013-08-20 | 2013-12-25 | 天津科林泰克科技有限公司 | 一种分离乙酸乙酯-乙醇混合物的方法 |
| CN105148741A (zh) * | 2015-08-14 | 2015-12-16 | 浙江大学 | 一种无机纳米杂化荷正电聚电解质络合物渗透汽化膜的制备方法 |
| CN106964262A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-07-21 | 东华大学 | 一种纳米纤维基渗透汽化复合膜及其制备方法 |
| CN106984194A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-07-28 | 浙江大学 | 一种超疏水改性纳米纤维膜及其制备方法和应用 |
| CN107986964A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-05-04 | 肇庆市稳固化工有限公司 | 一种利用膜分离脱水的乙酸乙酯合成方法 |
| CN111760463A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-10-13 | 深圳大学 | 一种非对称膜及其制备方法与在膜蒸馏海水淡化中的应用 |
| CN112023718A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-12-04 | 南京工业大学 | 一种两性离子渗透汽化分离膜及其制备方法 |
| CN112679315A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-20 | 北京化工大学 | 一种基于离子液体混合萃取剂与隔壁塔耦合工艺分离低碳醇-水的方法 |
| CN113443963A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-28 | 郑州轻工业大学 | 一种混合离子液体萃取精馏分离乙醇、乙酸乙酯和水的方法 |
-
2023
- 2023-03-24 CN CN202310295258.8A patent/CN116478042B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102489178A (zh) * | 2011-12-15 | 2012-06-13 | 合肥学院 | 用于含醇废水分离的二硫化钼渗透汽化膜的制备方法 |
| CN103467286A (zh) * | 2013-08-20 | 2013-12-25 | 天津科林泰克科技有限公司 | 一种分离乙酸乙酯-乙醇混合物的方法 |
| CN105148741A (zh) * | 2015-08-14 | 2015-12-16 | 浙江大学 | 一种无机纳米杂化荷正电聚电解质络合物渗透汽化膜的制备方法 |
| CN106964262A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-07-21 | 东华大学 | 一种纳米纤维基渗透汽化复合膜及其制备方法 |
| CN106984194A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-07-28 | 浙江大学 | 一种超疏水改性纳米纤维膜及其制备方法和应用 |
| CN107986964A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-05-04 | 肇庆市稳固化工有限公司 | 一种利用膜分离脱水的乙酸乙酯合成方法 |
| CN111760463A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-10-13 | 深圳大学 | 一种非对称膜及其制备方法与在膜蒸馏海水淡化中的应用 |
| CN112023718A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-12-04 | 南京工业大学 | 一种两性离子渗透汽化分离膜及其制备方法 |
| CN112679315A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-20 | 北京化工大学 | 一种基于离子液体混合萃取剂与隔壁塔耦合工艺分离低碳醇-水的方法 |
| CN113443963A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-28 | 郑州轻工业大学 | 一种混合离子液体萃取精馏分离乙醇、乙酸乙酯和水的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 离子液体应用于水—乙醇—乙酸乙酯体系萃取精馏的探索研究;袁兴才;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;第B015-13页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116478042A (zh) | 2023-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101787398B (zh) | 一种净化、回收和浓缩木质纤维素预水解液中糖分的方法 | |
| CN210085330U (zh) | 用于二甲基亚砜回收的分离装置 | |
| CN102070478B (zh) | 渗透汽化—精馏耦合工艺回收水中二甲基甲酰胺的方法 | |
| CN103408514A (zh) | 一种渗透汽化法回收四氢呋喃的工艺及装置 | |
| CN113461644A (zh) | 一种在废溶剂中回收四氢呋喃的方法 | |
| CN102743981A (zh) | 一种海藻酸钠渗透汽化杂化膜的制备及其应用 | |
| CN103449967B (zh) | 一种提高丙酮加氢生产异丙醇收率的工艺及装置 | |
| CN107626186A (zh) | 一种膜分离法回收锂电池生产中n‑甲基吡咯烷酮废气的方法和装置 | |
| CN104109078B (zh) | 一种安乃近生产中乙醇回收的方法 | |
| CN101735012B (zh) | 一种分离提取2,3-丁二醇的方法 | |
| CN1186450C (zh) | 生物质发酵与膜渗透汽化制备无水乙醇的方法 | |
| CN110743372A (zh) | 一种制备甲醇和乙酸丁酯的装置和工艺 | |
| CN116478042B (zh) | 一种废水中回收乙酸乙酯的方法 | |
| CN103910605B (zh) | 一种渗透汽化系统及其精制生物正丁醇的工艺 | |
| CN214004476U (zh) | 一种渗透汽化膜分离精制nmp装置 | |
| CN214830033U (zh) | 一种电池级nmp生产系统 | |
| CN116477781A (zh) | 一种nmp回收废液的精馏提纯系统及工艺 | |
| CN212039881U (zh) | 一种制备甲醇和乙酸丁酯的装置 | |
| CN213113165U (zh) | 一种由尼龙酸制备生产混合二元酸二丁酯的连续化生产装置 | |
| CN212356909U (zh) | 一种发酵醪液蒸发浓缩与精馏联产蛋白粉系统 | |
| CN104119214B (zh) | 海藻纤维丝生产废丙酮脱水剂的回收工艺与装置 | |
| CN111909120B (zh) | 一种含水三元共沸体系的节能分离工艺 | |
| CN113173875A (zh) | 一种锂电池生产中废阳极电极浆回收n-甲基吡咯烷酮的方法 | |
| CN113813625A (zh) | Mvr与回收塔结合用于淡酒精回收的装置和方法 | |
| CN113072425A (zh) | 一种隔壁塔萃取精馏-变压精馏分离乙醇-环己醇-水的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |