RU2052388C1 - Method for reclaiming spent highly-acid cationite - Google Patents
Method for reclaiming spent highly-acid cationite Download PDFInfo
- Publication number
- RU2052388C1 RU2052388C1 SU5029146A RU2052388C1 RU 2052388 C1 RU2052388 C1 RU 2052388C1 SU 5029146 A SU5029146 A SU 5029146A RU 2052388 C1 RU2052388 C1 RU 2052388C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- regeneration
- concentration
- acetate
- solutions
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам выделения отработанных катализаторов из растворов и может быть использовано при извлечении ацетат-формиатов кобальта и марганца из остатков производства карбоновых кислот и их сложных эфиров, в частности диметилтерефталата. The invention relates to methods for the separation of spent catalysts from solutions and can be used in the extraction of cobalt and manganese acetate formates from the residues of the production of carboxylic acids and their esters, in particular dimethyl terephthalate.
Известен способ извлечения цветных металлов из сульфатных растворов и пульп сорбцией сульфокатионитами, например КУ-2, с последующей регенерацией [1] в соответствии с которым регенерация никеля и кобальта осуществляется раствором хлористого кальция. A known method for the extraction of non-ferrous metals from sulfate solutions and pulps by sorption by sulfocathionites, for example KU-2, followed by regeneration [1] in accordance with which the regeneration of nickel and cobalt is carried out with a solution of calcium chloride.
Недостаток этого способа необходимость дополнительной стадии переведения хлорида кобальта в соль кобальта органической кислоты. The disadvantage of this method is the need for an additional step of converting cobalt chloride to a cobalt salt of an organic acid.
Известен способ извлечения ионов кобальта или ионов кобальта и марганца из ацетатных растворов [2] включающий пропускание уксуснокислого раствора ацетатов металлов через сильнокислотный катионит КУ-2-8чС в NH
Наиболее близким по технической сущности является способ регенерации отработанного сильнокислотнго катионита в СО2+, Mn2+-форме при извлечении ионов кобальта и марганца из экстракта смолистого остатка производства диметилтерефталата, включающий промывку катионита обессоленной водой и обработку его регенерирующим агентом-уксуснокислым раствором ацетата натрия [3]
Недостаток данных способов необходимость использования свежей уксусной кислоты для получения раствора регенерирующего агента.The closest in technical essence is the method of regeneration of spent strongly acidic cation exchange resin in the CO 2+ , Mn 2+ form when extracting cobalt and manganese ions from the resinous residue extract from the production of dimethyl terephthalate, including washing the cation exchange resin with demineralized water and treating it with a regenerating agent, sodium acetate, acetic acid solution 3]
The disadvantage of these methods is the need to use fresh acetic acid to obtain a solution of a regenerating agent.
Цель изобретения удешевление процесса за счет применения регенерирующего агента, получаемого на основе кислой воды производства диметилтерефталата, а также уменьшение количества сточных вод. The purpose of the invention is to reduce the cost of the process by using a regenerating agent obtained on the basis of acidic water of dimethyl terephthalate production, as well as reducing the amount of wastewater.
Поставленная цель достигается тем, что регенерация отработанного сильнокислотного катионита сорбция ионов кобальта и марганца проводится: на сильнокислотном катионите в NH
При разработке технологических схем, основанных на применении ионного обмена, основным условием является выбор регенерирующего агента, т.к. основные эксплуатационные расходы падают не на износ ионитов и их потерю, а на регенерацию и переработку регенерата до готовой продукции. When developing technological schemes based on the use of ion exchange, the main condition is the choice of a regenerating agent, since The main operating costs do not fall on the wear of ion exchangers and their loss, but on the regeneration and processing of the regenerate to the finished product.
Для регенерации катионитов применяют растворы кислот или растворы солей. Применение того или иного регенерирующего раствора определяется схемой переработки регенератора до готовой продукции. Наиболее распространена кислотная регенерация катионитов, в результате которой катионит переводится в водородную форму, которая имеет преимущество на стадии сорбции. For the regeneration of cation exchangers, acid solutions or salt solutions are used. The use of one or another regenerating solution is determined by the scheme of processing the regenerator into finished products. The most common is the acid regeneration of cation exchangers, as a result of which the cation exchange resin is converted to the hydrogen form, which has an advantage in the sorption stage.
При необходимости получения регенерата, представляющего собой раствор ацетата или формиата, или ацетат-формиата кобальта сложность заключается в том, что сильнокислотные катиониты практически не регенерируются растворами уксусной или муравьиной кислот, а также их смесью. If it is necessary to obtain a regenerate, which is a solution of acetate or formate, or cobalt acetate formate, the difficulty lies in the fact that strongly acid cation exchangers are practically not regenerated by solutions of acetic or formic acids, as well as their mixture.
Получение растворов ацетата, формиата или ацетат-формиата кобальта на стадии регенерации сильнокислотного катионита возможно только в результате применения солевой регенерации, т.е. использования в качестве регенерирующего агента растворов ацетата, формиата или ацетатформиата металла, ион которого является менее сорбируемым, чем ион кобальта. Obtaining solutions of cobalt acetate, formate or acetate formate at the stage of regeneration of strongly acidic cation exchanger is possible only as a result of the use of salt regeneration, i.e. the use of solutions of a metal acetate, formate or acetate formate as a regenerating agent, whose ion is less adsorbed than cobalt ion.
В качестве регенерирующего агента возможно применение растворов ацетатов, формиатов или ацетат-формиатов щелочных металлов или аммония. As a regenerating agent, it is possible to use solutions of acetates, formates or acetate formates of alkali metals or ammonium.
Кислая сточная вода производства диметилтерефталата представляет собой водный раствор уксусной и муравьиной кислот, метанола, а также содержит в незначительных количествах метилацетат, метилформиат, параксилол, метилбензоат. Acid wastewater from the production of dimethyl terephthalate is an aqueous solution of acetic and formic acids, methanol, and also contains small amounts of methyl acetate, methyl formate, paraxylene, methyl benzoate.
Состав кислой сточной воды производством диметилтерефталата представлен в табл.1. The composition of acidic wastewater by the production of dimethyl terephthalate is shown in Table 1.
Раствор ацетат-формиата аммония получают путем нейтрализации уксусной и муравьиной кислот, содержащихся в кислой сточной воде, водным аммиаком. A solution of ammonium acetate formate is obtained by neutralizing acetic and formic acids contained in acidic wastewater with aqueous ammonia.
Раствор ацетат-формиата натрия получают путем нейтрализации уксусной и муравьиной кислот, содержащихся в кислой сточной воде, гидроокисью натрия. A solution of sodium acetate formate is obtained by neutralizing the acetic and formic acids contained in acidic wastewater with sodium hydroxide.
Пределы изменения концентрации ацетат-формиата аммония и ацетат-формиата натрия соответствуют пределам изменения суммарной концентрации уксусной и муравьиной кислот в сточной воде. The limits for changing the concentration of ammonium acetate formate and sodium acetate formate correspond to the limits for changing the total concentration of acetic and formic acids in wastewater.
При выборе оптимального режима регенерации ионитов основными факторами являются:
концентрация раствора регенерирующего агента;
продолжительность регенерации ионита;
концентрация целевого компонента в товарном регенерате;
масса регенерирующего агента, необходимая для достижения заданной степени регенерации ионита;
стоимость регенерирующего агента.When choosing the optimal mode of regeneration of ion exchangers, the main factors are:
concentration of a solution of a regenerating agent;
ionite regeneration duration;
the concentration of the target component in commodity regenerate;
the mass of the regenerating agent necessary to achieve a given degree of regeneration of the ion exchanger;
cost of a regenerating agent.
Согласно теории равновесной динамики сорбции концентрация целевого компонента в товарном регенерате должна увеличиваться с ростом концентрации регенерирующего агента. Экспериментальная возможность концентрации целевого компонента от концентрации раствора регенерирующего агента, приводимая в ряде работ по кислотной и солевой регенерации компонентов, имеет максимум при концентрациях регенерирующего агента 3-4 г ·экв/л. При увеличении концентрации последнего концентрация целевого компонента в товарном регенерате уменьшается из-за ухудшения кинетических показателей процесса в результате снижения зерен катионита. В соответствии с вышеуказанным не рекомендуется применение регенерирующих агентов с концентрацией более 2,5 г ·экв/л. According to the theory of equilibrium dynamics of sorption, the concentration of the target component in the commodity regenerate should increase with increasing concentration of the regenerating agent. The experimental possibility of the concentration of the target component on the concentration of the solution of the regenerating agent, given in a number of works on acid and salt regeneration of components, has a maximum at a concentration of the regenerating agent of 3-4 g · equiv / L. With an increase in the concentration of the latter, the concentration of the target component in the commodity regenerate decreases due to the deterioration of the kinetic parameters of the process as a result of a decrease in cation exchanger grains. In accordance with the above, the use of regenerating agents with a concentration of more than 2.5 g · equiv / l is not recommended.
Для уменьшения затрат массы регенерирующего агента на восстановление обменной емкости катионита необходимо применять растворы регенерирующего агента возможно меньших концентраций. To reduce the cost of the mass of the regenerating agent to restore the exchange capacity of the cation exchange resin, it is necessary to use solutions of the regenerating agent of the lowest possible concentrations.
Однако использование разбавленных растворов регенерирующего агента приводит к получению регенератов с низкой концентрацией целевого компонента, затрудняя тем самым их дальнейшее использование. However, the use of dilute solutions of a regenerating agent leads to the production of regenerates with a low concentration of the target component, thereby complicating their further use.
Применение для регенерации катионитов растворов кислот и солей с концентрацией менее 0,5 г экв/л нецелесообразно. The use for the regeneration of cation exchangers of solutions of acids and salts with a concentration of less than 0.5 g equiv / l is impractical.
Зависимость затрат массы регенерирующего агента, необходимой для достижения определенной степени регенерации, от концентрации последнего имеет минимум и широкую область концентрации, близких к минимальным. The dependence of the cost of the mass of the regenerating agent necessary to achieve a certain degree of regeneration on the concentration of the latter has a minimum and a wide concentration range close to the minimum.
Для сокращения продолжительности стадии регенерации катионита необходимо выбирать концентрации регенерирующего агента, близкие к концентрации, обеспечивающей минимальные затраты массы реагента. To reduce the duration of the stage of regeneration of cation exchanger, it is necessary to choose the concentration of the regenerating agent, close to the concentration that provides the minimum cost of the mass of the reagent.
Окончательный выбор концентрации регенерирующего агента определяется схемой переработки регенерата до готовой продукции и технико-экономическими показателями процесса. The final choice of the concentration of the regenerating agent is determined by the scheme of processing the regenerate into finished products and the technical and economic indicators of the process.
В производстве диметилтерефталата в качестве катализатора используются растворы ацетатов кобальта и марганца, а также растворы ацетат-формиатов кобальта и марганца. Оптимальным вариантом является регенерация катионита КУ-2-8чС раствором ацетат-формиата аммония или раствором ацетат-формиата натрия, имеющим концентрацию 1,5 г· экв/л, при этом получают наибольшую концентрацию ионов Со2+, Mn2+ в товарном регенерате.In the production of dimethyl terephthalate, solutions of cobalt and manganese acetates and solutions of cobalt and manganese acetate formates are used as a catalyst. The best option is the regeneration of KU-2-8hC cation exchanger with a solution of ammonium acetate formate or a sodium acetate formate solution having a concentration of 1.5 g equiv / l, while the highest concentration of Co 2+ , Mn 2+ ions in the commodity regenerate is obtained.
Кроме того, концентрация ионов Со2+, Mn2+ в товарном реагенте при регенерации катионита КУ-2-8чС вышеуказанными растворами соответствует их концентрации в растворе катализатора окисления параксилола, предусмотренной технологическим регламентом производства диметилтерефталата.In addition, the concentration of Co 2+ , Mn 2+ ions in the commercial reagent during the regeneration of KU-2-8hC cation exchanger with the above solutions corresponds to their concentration in the solution of the para-xylene oxidation catalyst provided for by the technological regulations for the production of dimethyl terephthalate.
Состав кислой сточной воды не всегда позволяет получить концентрацию регенерирующего агента, равную 1,5 г экв/л. По этой причине в табл.2-3 представлены другие концентрации регенерирующего агента. Предлагаемое техническое решение состоит в подборе регенерирующих агентов для регенерации сильнокислотного катионита КУ-2-8чС Со2+, Mn2+-форме и в получении этого агента в результате нейтрализации кислой сточной воды производства диметилтерефталата.The composition of acidic wastewater does not always allow to obtain a concentration of a regenerating agent equal to 1.5 g equiv / l. For this reason, Table 2-3 shows other concentrations of the regenerating agent. The proposed technical solution consists in the selection of regenerating agents for the regeneration of the strongly acidic cation exchanger KU-2-8chC Co 2+ , Mn 2+ form and in the preparation of this agent as a result of neutralization of acidic wastewater from the production of dimethyl terephthalate.
Традиционно для регенерации сильнокислотных катионитов в формах ионов тяжелых металлов применяют растворы сильных минеральных кислот: серной, соляной, азотной. Соответственно товарный регенерат получают в виде раствора хлорида, сульфата или нитрата металла. Traditionally, for the regeneration of strongly acidic cation exchangers in the form of heavy metal ions, solutions of strong mineral acids are used: sulfuric, hydrochloric, nitric. Accordingly, commodity regenerate is obtained in the form of a solution of metal chloride, sulfate or nitrate.
Раствор уксусной или муравьиной кислот, или их смесей сильнокислотный катионит КУ-2-8чС в Со2+ или Со2+, Mn2+-форме не регенерируют. Кислая сточная вода производства диметилтерефталата также не регенерирует вышеуказанный катионит в Сo2+ или Со2+, Mn2+-форме.A solution of acetic or formic acids, or mixtures thereof, strongly acidic cation exchanger KU-2-8hC in Co 2+ or Co 2+ , Mn 2+ form does not regenerate. Acid wastewater from the production of dimethyl terephthalate also does not regenerate the above cation exchange resin in the Co 2+ or Co 2+ , Mn 2+ form.
Подобраны дополнительные регенерирующие агенты, позволяющие получать товарный регенерат в виде раствора ацетат-формиатов кобальта и марганца. Additional regenerating agents have been selected that make it possible to obtain commercial regenerate in the form of a solution of cobalt and manganese acetate formates.
Удешевление процесса является следствием подбора регенерирующих агентов, удовлетворяющих требованиям технологии получения диметилтерефталата и получаемых на основе отходов производства диметилтерефталата. The cheaper process is a consequence of the selection of regenerating agents that meet the requirements of the technology for the production of dimethyl terephthalate and obtained on the basis of waste products of dimethyl terephthalate.
Экономический эффект на 1 л катионита отношение затрат на регенерацию катионита раствором ацетата аммония к затратам на регенерацию катионита раствором ацетата-формиата аммония или отношение затрат на регенерацию катионита раствором ацетата натрия к затратам на регенерацию катионита раствором ацетат-формиата натрия. The economic effect per 1 liter of cation exchanger is the ratio of the costs of cation exchanger regeneration with a solution of ammonium acetate to the costs of cation exchanger regeneration with a solution of ammonium acetate or the ratio of the costs of cation exchanger regeneration with a solution of sodium acetate to the costs of cation exchanger regeneration with a sodium acetate formate solution.
П р и м е р 1. Через колонку диаметром 0,025 м, заполненную 136 мл сильнокислотного катионита КУ-2-8чС в Со2+, Mn2+-форме, содержащего 406,7 мг· экв. Со2+ и 38,3 мг· экв. Mn2+ при температуре помещения пропускают регенерирующий раствор ацетат-формиата аммония, имеющий концентрацию 1,5 г· экв/л, полученный путем нейтрализации уксусной и муравьиной кислот, содержащихся в кислой сточной воде, водным NH3.PRI me
При регенерации катионита выделяют три фракции:
первая фракция (оборотный регенерат) в количестве 130 мл с концентрацией ионов кобальта и марганца менее 0,03 г ·экв/л;
вторая фракция (товарный регенерат) в количестве 615 мл с концентрацией ионов кобальта и марганца 0,590 г· экв/л;
третья фракция (оборотный регенерат) в количестве 980 мл с концентрацией ионов кобальта и марганца менее 0,07 г· экв/л.During the regeneration of cation exchanger, three fractions are distinguished:
the first fraction (reverse regenerate) in an amount of 130 ml with a concentration of cobalt and manganese ions of less than 0.03 g · equiv / l;
the second fraction (commercial regenerate) in an amount of 615 ml with a concentration of cobalt and manganese ions of 0.590 g · equiv / l;
the third fraction (reverse regenerate) in an amount of 980 ml with a concentration of cobalt and manganese ions of less than 0.07 g · equiv / L.
Первую и третью фракции (оборотные регенераты) объединяют и применяют при следующей регенерации в качестве добавки к раствору ацетат-формиата аммония. The first and third fractions (reverse regenerates) are combined and used in the next regeneration as an additive to the solution of ammonium acetate formate.
Результаты, полученные в следующих примерах, представлены в табл.2-5. The results obtained in the following examples are presented in table.2-5.
П р и м е р 2. Повторяется пример 1 с той разницей, что проводится регенерация катионита КУ-2-8чС в Со2+, Mn2+-форме.PRI me
П р и м е р 3. Повторяется пример 1 с той разницей, что проводится регенерация навески катионита КУ-1 в Со2+-форме.PRI me R 3. Repeat example 1 with the difference that the regeneration of a sample of cation exchanger KU-1 in the Co 2+ form.
П р и м е р 4. Повторяется пример 1 с той разницей, что проводится регенерация навески катионита КУ-1 в Со2+, Mn2+-форме.PRI me R 4. Repeat example 1 with the difference that the regeneration of a sample of cation exchanger KU-1 in the Co 2+ , Mn 2+ form.
П р и м е р 5. Повторяются примеры 1,2,3,4 с той разницей, что в количестве регенерирующего агента используют раствор ацетат-формиата натрия. PRI me R 5. Repeat examples 1,2,3,4 with the difference that in the amount of regenerating agent use a solution of sodium acetate formate.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5029146 RU2052388C1 (en) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | Method for reclaiming spent highly-acid cationite |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5029146 RU2052388C1 (en) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | Method for reclaiming spent highly-acid cationite |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2052388C1 true RU2052388C1 (en) | 1996-01-20 |
Family
ID=21597797
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5029146 RU2052388C1 (en) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | Method for reclaiming spent highly-acid cationite |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2052388C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111018268A (en) * | 2019-12-31 | 2020-04-17 | 南京大学 | Resin coupling denitrification method |
-
1992
- 1992-02-24 RU SU5029146 patent/RU2052388C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 463456, кл. B 01D 15/04, 1968. 2. Авторское свидетельство СССР N 1445774, кл. B 01J 39/00, B 01J 49/00, 1988. 3. Патент СССР N 1053735, кл. B 01J 23/94, 1980. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111018268A (en) * | 2019-12-31 | 2020-04-17 | 南京大学 | Resin coupling denitrification method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4479877A (en) | Removal of nitrate from water supplies using a tributyl amine strong base anion exchange resin | |
RU2091365C1 (en) | Acid anhydrides containing also ionic metal impurities | |
CA1186075A (en) | Method for partially desalinating water with a weakly acid and strongly basic ion exchanger materials and subsequently regenerating the ion exchanger materials | |
US6080315A (en) | Process for the partial desalination of water | |
RU2052388C1 (en) | Method for reclaiming spent highly-acid cationite | |
US4299922A (en) | Method for regenerating anion exchange resins in bicarbonate form | |
US4705637A (en) | Process for reducing the wash water requirement of weakly basic anion exchangers | |
US3429835A (en) | Regeneration of weak base anion exchange resins | |
RU2226429C2 (en) | Selective separation of iron by treatment with ion- exchange resin containing groups of diphosphonic acids | |
RU2049073C1 (en) | Process for ion-exchange purification of sewage and industrial solutions from copper and nickel ions | |
RU2226177C2 (en) | Method of sorption recovery of uranium from solutions and pulps | |
US3359199A (en) | Process for demineralization of polar liquids, especially water | |
US3975267A (en) | Liquid treating system | |
JP2003315496A (en) | Method for regenerating ion-exchange resin and method for refining regenerant used for it | |
US3391078A (en) | Regeneration of anion exchange resins | |
US3438891A (en) | Process for demineralizing polar liquids and for regenerating ion exchange resins | |
RU2055640C1 (en) | Heavy metals salts-bearing solutions treatment method | |
RU2072326C1 (en) | Method of desalting water | |
SU1265150A1 (en) | Method of reclaiming cationite and anion exchanger filters of the first and second stages in process of water demineralization | |
SU1047843A1 (en) | Method of na-cl ionizing of water | |
RU2074122C1 (en) | Method of thermally desalting water | |
RU2163569C1 (en) | Water treatment process | |
RU2239605C1 (en) | Method of frying water from strong acid anions | |
JP2003047960A (en) | Method and apparatus for treating nitrate ion-containing wastewater | |
SU1032810A1 (en) | Method of producing rare metals |