RU2807449C1 - Способ регенерации хлористого лития, литиевой щелочи, диметилацетамида и изобутилового спирта или хлористого лития, литиевой щелочи и деметилацетамида из технологических растворов и сточных вод производства параарамидных волокон - Google Patents
Способ регенерации хлористого лития, литиевой щелочи, диметилацетамида и изобутилового спирта или хлористого лития, литиевой щелочи и деметилацетамида из технологических растворов и сточных вод производства параарамидных волокон Download PDFInfo
- Publication number
- RU2807449C1 RU2807449C1 RU2023109136A RU2023109136A RU2807449C1 RU 2807449 C1 RU2807449 C1 RU 2807449C1 RU 2023109136 A RU2023109136 A RU 2023109136A RU 2023109136 A RU2023109136 A RU 2023109136A RU 2807449 C1 RU2807449 C1 RU 2807449C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dmaa
- lithium
- lithium chloride
- solution
- alkali
- Prior art date
Links
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims abstract description 116
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 59
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 title claims abstract description 13
- 229940035429 isobutyl alcohol Drugs 0.000 title claims abstract description 13
- 239000003513 alkali Substances 0.000 title claims description 24
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims description 21
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 20
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims description 15
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 title abstract description 14
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 title abstract description 14
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 57
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 14
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 13
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 13
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000012453 solvate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 20
- 239000004760 aramid Substances 0.000 claims description 10
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 8
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- GNWBLLYJQXKPIP-ZOGIJGBBSA-N (1s,3as,3bs,5ar,9ar,9bs,11as)-n,n-diethyl-6,9a,11a-trimethyl-7-oxo-2,3,3a,3b,4,5,5a,8,9,9b,10,11-dodecahydro-1h-indeno[5,4-f]quinoline-1-carboxamide Chemical compound CN([C@@H]1CC2)C(=O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H](C(=O)N(CC)CC)[C@@]2(C)CC1 GNWBLLYJQXKPIP-ZOGIJGBBSA-N 0.000 claims 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 27
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 7
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 6
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 abstract description 4
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 44
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 8
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 7
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 6
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 6
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 2
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 2
- 239000002152 aqueous-organic solution Substances 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 2
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UATOFRZSCHRPBG-UHFFFAOYSA-N acetamide;hydrate Chemical compound O.CC(N)=O UATOFRZSCHRPBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000003011 anion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000011033 desalting Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 150000002641 lithium Chemical class 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к способам очистки сточных вод и регенерации органических растворителей и минеральных веществ и может быть использовано в производстве синтетических волокон для организации водооборотной системы и повторного использования диметилацетамида (ДМАА), изобутилового спирта (ИБС) и хлористого лития. Способ включает нейтрализацию исходного раствора гидроксидом лития, осаждение гидроксида железа, механическое фильтрование. Затем осуществляют микро- и ультрафильтрацию раствора с последующим разделением обратным осмосом при 0,1 МПа. Пермиат возвращают в процесс, а концентрат направляют на ректификацию с отводом чистых ДМАА и ИБС или ДМАА. Сконцентрированный раствор хлористого лития в виде сольвата с ДМАА направляют на термообработку при 210-220°С до полного удаления ДМАА и получения кристаллического хлористого лития, его растворение в пермиате. Полученный раствор направляют на электродиализ при плотности тока 0,5-10 А/дм2 с получением гидроксида лития для нейтрализации исходного раствора и 0,1-1 М соляной кислоты для промывания фильтров. Обеспечивается снижение расхода реагентов и экологичность производства параарамидиных волокон. 1 ил., 5 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к способам очистки сточных вод и регенерации органических растворителей и минеральных веществ и может быть использовано в производстве синтетических волокон для организации водооборотной системы и повторного использования диметилацетамида (ДМАА), изобутилового спирта (ИБС) и хлористого лития.
В производстве параарамидных и других синтетических волокон образуется большое количество сточных вод, представляющих собой разбавленные водные растворы, содержащие ДМАА, ИБС, хлористый литий, соляную кислоту и соединения железа.
Известен способ очистки технологических растворов и сточных вод от органических веществ адсорбцией на активированном угле и других углеродных материалах с последующей регенерацией сорбента экстракцией хлороформом (А.с. №1599312, опубл. 15.10.1990 г.), при этом регенераты после обработки углеродных материалов хлороформом направляют на ректификацию с целью выделения чистых веществ.
Недостатком данного способа является его низкая эффективность, в виду химического загрязнения очищаемой воды, ДМАА, ИБС хлороформом, кроме этого невозможность концентрирования хлористого лития, также низкая экологичность, в виду использования хлороформа, характеризующегося высокой экологической опасностью.
Известен способ очистки технологических сточных вод, содержащих диметилацетамид, включающий фильтрование обрабатываемой воды через активированный уголь и регенерацию активированного угля потоком десорбента, при этом обрабатываемую воду предварительно делят на очищенную воду - пермеат и концентрат методом баромембранного разделения с последующим фильтрованием концентрата через активированный уголь с дальнейшей регенерацией активированного угля потоком десорбента - горячим азотом с температурой 150-200°С и выделением диметилацетамида в концентрированном виде (Патент на изобретение РФ №2367623, опубл. 20.09.209 г. Бюл. №26).
Недостатком данного способа является высокий расход реагентов, а также низкая экологичность, обусловленная необходимостью очистки и утилизации технологических сточных вод, характеризирующийся высоким химическим загрязнением ДМАА, ИБС и хлористого лития.
Прототипом изобретения является способ регенерации хлористого лития, диметилацетамида (ДМАА) и изобутилового спирта (ИБС) или хлористого лития и диметилацетамида из технологических растворов производства параарамидных волокон, включающий стадию разделения ДМАА, ИБС и воды ректификацией, нейтрализацию исходного раствора гидроксидом лития, полученным в электродиализаторе с биполярными мембранами, осаждение и фильтрацию гидроксида железа, электродиализное концентрирование в электродиализаторе с непроточными камерами концентрирования при плотности тока 0,5-5 А/дм2, доупаривание части сконцентрированного раствора хлористого лития и его кристаллизацию при охлаждении в виде сольвата с ДМАА для возврата в технологический процесс для получения синтетических волокон, направление другой части сконцентрированного раствора хлористого лития в электродиализатор с биполярными мембранами для получения гидроксида лития и соляной кислоты концентрацией 0,1-1 М при плотности тока 0,5-5 А/дм2, направление частично обессоленного раствора ДМАА, ИБС и воды или ДМАА и воды на глубокую очистку в электродиализатор с ионообменным наполнителем в камерах обессоливания до остаточного содержания хлористого лития 5-50 мг/л, затем - направление его на ректификацию для получения чистых ДМАА и ИБС или ДМАА и возврат концентрата после электродиализа с ионообменным наполнителем на вход электродиализатора для концентрирования хлористого лития (Патент на изобретение РФ №2601459, опубл. 10.11.2016 г. Бюл. №31).
Недостатком данного способа является высокий расход реагентов, а также низкая экологичность, обусловленная необходимостью очистки и утилизации технологических сточных вод, характеризирующийся высоким химическим загрязнением ДМАА, ИБС и хлористого лития.
Задачей изобретения является усовершенствование способа регенерации хлористого лития, литиевой щелочи, диметилацетамида и изобутилового спирта или хлористого лития, литиевой щелочи и деметилацетамида из технологических растворов и сточных вод производства параарамидных волокон, направленное на повышение его эксплуатационных характеристик.
Техническим результатом изобретения является снижение расхода реагентов и обеспечение экологичности производства параарамидиных волокон.
Технический результат достигается тем, что способ регенерации хлористого лития, литиевой щелочи, диметилацетамида и изобутилового спирта или хлористого лития, литиевой щелочи и деметилацетамида из технологических растворов и сточных вод производства параарамидных волокон включающий нейтрализацию исходного раствора гидроксидом лития, полученным в электродиализаторе с биполярными мембранами, осаждение гидроксида железа, механическое фильтрование и промывание фильтров соляной кислотой, отделение ДМАА, ИБС ректификацией, концентрирование раствора хлористого лития и его кристаллизацию для возврата в технологический процесс, электродиализ в электродиализаторе с биполярными мембранами для получения гидроксида лития и соляной кислоты, при этом после механического фильтрования осуществляют микро- и ультрафильтрацию нейтрализованного раствора с последующим его разделением обратным осмосом при давлении 0,1 МПа, полученный пермиат возвращают в технологический процесс для приготовления технологических растворов, а концентрат направляют на ректификацию с последующим отводом полученных чистых ДМАА и ИБС или ДМАА и направлением на термообработку сконцентрированного раствора хлористого лития в виде сольвата с ДМАА при температуре 210-220°С до полного удаления из него ДМАА, который направляют в полученный после ректификации основной поток ДМАА, и получением кристаллического хлористого лития, его растворение в пермиате, направление полученного раствора на электродиализное разделение при плотности тока 0,5-10 А/дм2 с получением гидроксида лития для нейтрализации исходного раствора и соляной кислоты с концентрацией 0,1-1 М для промывания фильтров после фильтрации.
Сбор и хранение производственных сточных вод осуществляется в открытых бассейнах, в виду чего происходят естественные процессы загрязнения вод загрязнителями минерального, органического и бактериального происхождения. Данный факт создает ряд технологических проблем при возвращении данных вод в технологический цикл производства параамидных волокон. Проведение после механического фильтрования микро- и ультрафильтрации нейтрализованного и очищенного от железа раствора позволяет решить проблему загрязнений производственных сточных вод и обеспечить их очистку от коллоидных частиц и бактериальных загрязнений - дрожжевых и плесневых грибов и различных бактерий, развивающихся при сборе и отстаивании производственных сточных вод в открытых бассейнах водооборотной системы. Кроме этого, чистка от бактериальных загрязнителей позволяет увеличить срок эксплуатации фильтрующих мембран при проведении разделения предварительно очищенного технологического раствора обратным осмосом при давлении 0,1 МПа, направленного на удаление воды и получение высококонцентрированного раствора хлорид лития, ДМАА и ИБС или хлорид лития и ДМАА. Направление на ректификацию, полученного высококонцентрированного раствора хлорида лития, ДМАА и ИБС или хлорида лития и ДМАА позволяет снизить энергозатраты на проведение процесса получения чистых органических растворителей ДМАА и ИБС или только ДМАА, которые возвращают в технологический цикл на синтез волокон, что также позволяет сократить расходы на реагенты для производства парарамидных волокон.
Полученный в процессе ректификации концентрат, содержащий хлористый литий, после охлаждения высаждается в виде сольвата LiCl⋅ДМАА, который подают на термообработку в вакуумный испаритель для получения чистого кристаллического хлористого лития и конденсированного ДМАА, который соединяют с основным потоком ДМАА. При термообработке в интервале температур 210-220°С происходит разрушение сольвата с уменьшением примерно на 50% его массы с образованием кристаллического хлористого лития, после растворения которого в пермиате, полученном на стадии проведения обратного осмоса, примеси органических растворителей в полученном растворе не обнаруживаются. Известно, что при проведении процесса конверсии хлористого лития в литиевую щелочь и соляную кислоту в электродиализаторе с биполярными мембранами из водно-органических растворов, содержащих ДМАА, происходит частичная денатурация ДМАА с образованием уксусной кислоты и аминов. Использование данной литиевой щелочи, содержащей продукты денатурации, при нейтрализации исходных сточных вод или отработанных технологических растворов способствует загрязнению, как очищаемой воды, так и органических растворителей (ДМАА и ИБС). Отсутствие примеси органических растворителей при конверсии хлористого лития, полученного по заявляемому способу, в литиевую щелочь и соляную кислоту позволяет избежать загрязнения и получить в процессе обратного осмоса воду и органические растворители максимально возможной чистоты.
Таким образом, совокупность существенных признаков позволяет обеспечить снижение расхода реагентов, за счет обеспечения возможности максимальной регенерации органических растворителей ДМАА, ИБС и хлористого лития с получением высокочистых веществ, пригодных для повторного использования в производстве параарамидных волокон, а также обеспечение экологичности производства параарамидиных волокон, за счет обезвреживания промышленных сточных вод с одновременным возвращением чистой воды в технологический цикл при сохранении их высокой степени извлечения регенерируемых веществ.
Пример реализации способа
Исходный раствор нейтрализуют гидроксидом лития и направляют в реактор-нейтрализатор, в котором происходит созревание и укрупнение гидроксида железа, после чего осуществляют фильтрацию гидроксида железа, которую осуществляют в несколько стадий: на первой стадии подвергают механической фильтрации на механическом фильтре, на второй стадии - микро и ультрафильтрации с целью очистки от коллоидных частиц и бактериальных загрязнений - дрожжевых и плесневых грибов и различных бактерий, развивающихся при сборе и отстаивании производственных сточных вод в открытых бассейнах водооборотной системы. Очищенный от гидроксида железа и бактериальных загрязнений раствор, содержащий органические растворители ДМАА, ИБС и хлорид лития или ДМАА и хлорид лития, направляют на разделение обратным осмосом при давлении 0,1 МПа, в процессе которого вода проходит через полупроницаемую мембрану из более концентрированного в менее концентрированный раствор и направляется водооборотную систему для отмывки парарамидных волокон и приготовления водного раствора хлорида лития и технологических растворов для синтеза параарамидных волокон, а полученный концентрат, содержащий хлорид лития, ДМАА и ИБС или хлорид лития, ДМАА направляют на ректификацию. Полученный после ректификации чистые органические растворители ДМАА и ИБС или только ДМАА возвращают в линию на синтез волокон, а концентрат, содержащий хлористый литий, после охлаждения до 10°С высаждается в виде сольвата LiCl⋅ДМАА, который подают на термообработку в вакуумный испаритель для получения чистого кристаллического хлористого лития и конденсированного ДМАА, который соединяют с основным потоком ДМАА, полученным в процессе ректификации.
Полученный в процессе термообработки чистый кристаллический хлорид лития без примесей органических растворителей растворяют в очищенной воде (пермеате), полученной при разделении нейтрализованного, очищенного от гидроксида железа и бактериальных загрязнений раствора обратным осмосом, и направляют на рекуперацию в электродиализатор с биполярными мембранами с целью получения литиевой щелочи и соляной кислоты. При этом полученную литевую щелочь направляют на нейтрализацию соляной кислоты в исходном растворе - сточных водах и/или технологических растворах, а соляную кислоту - для промывки механического фильтра от гидроксида железа, удаленного из нейтрализованного исходного раствора.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема технологического процесса регенерации хлористого лития, литиевой щелочи, диметилацетамида и изобутилового спирта или хлористого лития, литиевой щелочи и диметилацетамида из технологических растворов производства параарамидных волокон, состоящая из нейтрализации, механической фильтрации, микро- и ультрафильтрации, процесса обратного осмоса, ректификации, термообработки, рекуперации литиевой щелочи и соляной кислоты.
Пример 1
Регенерации подвергают сточные воды, образующиеся после промывки параарамидных волокон, состав которых представлен в таблице 1.
Исходный раствор направляют в реактор-нейтрализатор, где его нейтрализуют 0,5 М гидроксидом лития. В процессе нейтрализации происходит созревание и укрупнение и осаждение гидроксидов железа, которые удаляют путем механической фильтрации раствора на механическом фильтре, который отмывают от гидроксида железа 0,3 М раствором соляной кислоты. Далее раствор подают на микро- и ультрафильтрацию с целью удаления коллоидных части и микрофлоры (ГРИБОВ). Предварительно очищенный таким образом раствор подают на разделение компонентов обратным осмосом при давлении 0,1 МПа в обратноосмотическую установку, где происходит отделение воды через полупроницаемую мембрану. Полученную очищенную воду (пермиат) возвращают в водооборотную систему для отмывки параароамидных волокон и приготовления водного раствора хлорида лития, а концентрат, содержащий ДМАА, ИБС и хлористый литий подают на ректификацию.
Полученные после ректификации чистые органические растворители ДМАА и ИБС возвращают в технологический процесс на производства параарамидных волокон, а хлористый литий в виде сольвата с ДМАА в эквимолярном соотношении (LiCl⋅ДМАА) высаждают из кубового остатка при его охлаждении до температуры 10°С, и далее подают на термообработку в вакуумный испаритель при температуре 210-220°С до постоянного веса для получения чистого кристаллического хлористого лития и конденсированного ДМАА, который соединяют с основным потоком ДМАА, полученным в процессе ректификации, а пермеат после ректификации направляют на приготовление водного раствора хлорида лития.
Полученный в процессе термообработки чистый кристаллический хлорид лития без примесей органических растворителей растворяют в очищенной воде (пермеате), полученной при разделении нейтрализованного, очищенного от гидроксида железа и бактериальных загрязнений раствора обратным осмосом и после ректификации, и направляют на рекуперацию в электродиализатор с биполярными мембранами с целью получения литиевой щелочи и соляной кислоты. Рекуперацию литиевой щелочи и соляной кислоты осуществляют в электродиализаторе, состоящем из анода и катода, выполненных из платинированного титана, биполярных мембран МБ-3, обращенных анионообменной стороной в аноду и катионообменных мембран МК-40 и анионообменных мембран МА-40. Все мембраны российского производства (производитель ОАО «Щелкиноазот». Мембраны образуют анодную, катодную, солевые, кислотные и щелочные камеры. Мембранный пакет образован трехкамерными элементарными ячейками. Площадь каждого электрода и рабочая поверхность каждой из мембран составляет 0,25 м2, число элементарных ячеек в электродиализаторе - 40 штук. Межмембранное расстояние равно 0,9 мм. Анодную и катодную камеры заполняют 0,3 М раствором гидроксида лития. Солевые, кислотные и щелочные камеры заполняют раствором хлорида лития с концентрацией 0,5 М, полученным путем растворения в очищенной воле (пермеате) регенерированного кристаллического лития. Скорость подачи раствора в анодную и катодную камеры составляет 0,1 м3/ч; скорость подачи раствора в солевые, кислотные и щелочные камеры - 1,0 м3/ч.
Далее полученный 0,3 М раствор гидроксида лития подают на нейтрализацию соляной кислоты, содержащейся в исходных стоках, а 0,3 М раствор соляной кислоты подают на механический фильтр для его отмывки от гидроксида железа. Далее технологический процесс повторяется по вышеописанной технологии.
В таблице 2 приведены концентрации регенерированных ДМАА и ИБС, а также коэффициент безвозвратной потери воды, полученные по предложенному способу, в сравнении с данными, полученными по прототипу.
Как видно из таблицы 2, при достижении практически одинаковой концентрации регенерируемых ДМАА и ИБС, а также при одинаковой степени извлечения этих растворителей безвозвратные потери воды при одном цикле регенерации в заявляемом способе в 6 раз меньше, чем в прототипе.
Пример 2
Регенерации подвергают сточные воды, образующиеся после промывки параарамидных волокон, состав которых представлен в таблице 3.
Регенерацию отработанного технологического раствора, не содержащего изобутилового спирта, осуществляют теми же методами, в той же последовательности и в тех же условиях, что и в Примере 1.
В таблице 4 приведены концентрации регенерированных ДМАА и ИБС, а также коэффициент безвозвратной потери воды, полученные по предложенному способу, в сравнении с данными, полученными по прототипу.
Из таблицы 4 видно, что коэффициент безвозвратной потери воды в заявляемом способе в 8 раз меньше, чем при регенерации сточных вод и отработанных технологических растворов, не содержащих ИБС, по известному способу.
Результаты испытаний рекуперации литиевой щелочи и соляной кислоты с использованием электродиализатора с биполярными мембранами, содержащего трехкамерные элементарные ячейки, в зависимости от плотности электрического тока приведены в таблице 5.
где
I - электрический ток, подаваемый на электродиализатор-концентратор, А;
ηLiOH - дифференциальный выход по току гидроксида лития, получаемого в щелочной камере электродиализатора-синтезатора, %;
ηHCl - дифференциальный выход по току соляной кислоты, получаемой в щелочной камере электродиализатора-синтезатора, %;
WLiOH - дифференциальные удельные энергозатраты на получение гидроксида лития в электродиализаторе-концентраторе, Вт⋅ч/моль;
WHCl - дифференциальные удельные энергозатраты на получение соляной кислоты в электродиализаторе-концентраторе, Вт⋅ч/моль;
PLiOH - дифференциальная удельная производительность электродиализатора-концентратора по гидроксиду лития, моль/(ч⋅м2);
PHCl - дифференциальная удельная производительность электродиализатора-концентратора по соляной кислоте, моль/(ч⋅м2);
Из таблицы 5 следует, что во всем интервале заявляемых плотностей тока на электродиализаторе с биполярными мембранами, процесс получения литиевой щелочи и соляной кислоты из водных растворов по заявляемому способу протекает с более высокими выходами по току по щелочи и кислоте, меньшими затратами электроэнергии и при более высокой удельной производительности по сравнению с процессами получения литиевой щелочи и соляной кислоты из водно-органических растворов на основе ДМАА и ИБС или только ДМАА. Совокупность предлагаемых признаков позволяет также расширить в 2 раза диапазон оптимальных плотностей тока с 0,5 до 10,0 А/дм2 по сравнению с прототипом (0,5-5,0 А/дм2). При плотности тока на электродиализаторе 7 А/дм2 затраты энергии на получение щелочи резко возрастали до 150-157 Вт⋅ч/моль, а на получение соляной кислоты до 168-172 Вт⋅ч/моль, а в заявляемом способе резкого увеличения затрат энергии не происходит вплоть доя плотности тока 10 А/дм2 при сохранении высокой производительности по щелочи (12,5 моль/(ч⋅м2)) и кислоте (11,2 моль/(ч⋅м2)).
Таким образом, совокупность заявляемых признаков позволяет достичь поставленного технического результата.
Claims (1)
- Способ регенерации хлористого лития, литиевой щелочи, диметилацетамида и изобутилового спирта или хлористого лития, литиевой щелочи и деметилацетамида из технологических растворов и сточных вод производства параарамидных волокон, включающий нейтрализацию исходного раствора гидроксидом лития, полученным в электродиализаторе с биполярными мембранами, осаждение гидроксида железа, механическое фильтрование и промывание фильтров соляной кислотой, отделение ДМАА, ИБС ректификацией, концентрирование раствора хлористого лития и его кристаллизацию для возврата в технологический процесс, электродиализ в электродиализаторе с биполярными мембранами для получения гидроксида лития и соляной кислоты, отличающийся тем, что после механического фильтрования осуществляют микро- и ультрафильтрацию нейтрализованного раствора с последующим его разделением обратным осмосом при давлении 0,1 МПа, полученный пермиат возвращают в технологический процесс для приготовления технологических растворов, а концентрат направляют на ректификацию с последующим отводом полученных чистых ДМАА и ИБС или ДМАА и направлением на термообработку сконцентрированного раствора хлористого лития в виде сольвата с ДМАА при температуре 210-220°С до полного удаления из него ДМАА, который направляют в полученный после ректификации основной поток ДМАА, и получением кристаллического хлористого лития, его растворение в пермиате, направление полученного раствора на электродиализное разделение при плотности тока 0,5-10 А/дм2 с получением гидроксида лития для нейтрализации исходного раствора и соляной кислоты с концентрацией 0,1-1 М для промывания фильтров после фильтрации.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2807449C1 true RU2807449C1 (ru) | 2023-11-14 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2258044C1 (ru) * | 2004-05-24 | 2005-08-10 | ООО Научно-технический центр "ЭКОСОРБ" | Способ очистки технологических сточных вод, содержащих диметилацетамид и изобутиловый спирт |
| RU2367623C2 (ru) * | 2007-02-20 | 2009-09-20 | Дмитрий Александрович Ковалев | Способ очистки технологических сточных вод, содержащих диметилацетамид |
| CN101774720A (zh) * | 2009-12-24 | 2010-07-14 | 烟台氨纶股份有限公司 | 芳纶沉析纤维的生产过程中含丁二醇和dmac废液的处理方法 |
| CN104003566A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-08-27 | 东莞市灿森新材料有限公司 | 高性能芳纶沉析纤维生产过程中多组份废液的回收方法 |
| RU2601459C2 (ru) * | 2014-08-27 | 2016-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновационное предприятие "Мембранная технология" | Способ регенерации хлористого лития, диметилацетамида и изобутилового спирта или хлористого лития и диметилацетамида из технологических растворов производства параарамидных волокон |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2258044C1 (ru) * | 2004-05-24 | 2005-08-10 | ООО Научно-технический центр "ЭКОСОРБ" | Способ очистки технологических сточных вод, содержащих диметилацетамид и изобутиловый спирт |
| RU2367623C2 (ru) * | 2007-02-20 | 2009-09-20 | Дмитрий Александрович Ковалев | Способ очистки технологических сточных вод, содержащих диметилацетамид |
| CN101774720A (zh) * | 2009-12-24 | 2010-07-14 | 烟台氨纶股份有限公司 | 芳纶沉析纤维的生产过程中含丁二醇和dmac废液的处理方法 |
| CN104003566A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-08-27 | 东莞市灿森新材料有限公司 | 高性能芳纶沉析纤维生产过程中多组份废液的回收方法 |
| RU2601459C2 (ru) * | 2014-08-27 | 2016-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновационное предприятие "Мембранная технология" | Способ регенерации хлористого лития, диметилацетамида и изобутилового спирта или хлористого лития и диметилацетамида из технологических растворов производства параарамидных волокон |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104843927B (zh) | 脱硫废水零排放工艺及系统 | |
| CN108383315B (zh) | 一种多级电驱动离子膜的废水回收装置 | |
| CN110526512B (zh) | 一种高盐高cod废水回收零排放系统及工艺 | |
| CN104445788A (zh) | 高含盐废水处理回用零排放集成工艺 | |
| JP5611261B2 (ja) | Ｋ及びＭｇの回収方法及び装置 | |
| JP2013507953A (ja) | 電気透析および直接回収方法を用いた糖化液からのキシロースの製造のための経済的な工程 | |
| CN110734166A (zh) | 一种海水高效淡化及综合利用的方法 | |
| CN109851137A (zh) | 一种脱硫废水处理系统及方法 | |
| CN105461157A (zh) | 一种高盐高有机物废水的零排放方法 | |
| CN113023844B (zh) | 一种扩散渗析结合电渗析处理含盐发酵废液的方法 | |
| CN105692989A (zh) | 黏胶纤维酸性废水的综合利用工艺 | |
| JP2015029932A (ja) | 淡水化装置及び淡水化方法、並びに淡水、塩及び有価物の併産方法 | |
| CN108658345A (zh) | 一种高盐废水精制盐的方法及系统 | |
| CN110526439A (zh) | 一种ro浓盐水的再利用方法及装置 | |
| CN103232353A (zh) | 一种从发酵液中高效分离提取l-缬氨酸的方法 | |
| CN106966536A (zh) | 浓盐水零排放膜浓缩工艺及设备 | |
| CN114105173A (zh) | 盐湖卤水提锂系统及工艺 | |
| RU2807449C1 (ru) | Способ регенерации хлористого лития, литиевой щелочи, диметилацетамида и изобутилового спирта или хлористого лития, литиевой щелочи и деметилацетамида из технологических растворов и сточных вод производства параарамидных волокон | |
| KR20180036983A (ko) | 나트륨 설페이트의 회수 방법 | |
| CN102849756A (zh) | 一种硫酸钠型卤水的提硝方法及装置 | |
| JP2004033848A (ja) | 逆浸透膜を用いたかん水製造装置及びかん水製造方法 | |
| KR101927741B1 (ko) | 해양심층수의 용존유기물질 제거 및 미네랄워터 제조방법 | |
| CN104291501B (zh) | 一种用集成膜技术处理硝酸铵废水的方法 | |
| JP4273203B2 (ja) | 高純度塩化ナトリウムの製造方法 | |
| CN215712392U (zh) | 一种高效海水综合利用系统 |