一种改进的h酸生产工艺的制作方法

文档序号:9410061阅读:1266来源:国知局
一种改进的h酸生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及废水处理技术领域,具体涉及一种改进的H酸生产工艺。
【背景技术】
[0002]H-酸,又名1-氨基-8-萘酚-3, 6-二磺酸,如结构式(I)所示,无色晶体,是一种 重要的染料中间体,主要用于生产酸性、活性染料和偶氮染料,也可用于制药工业。
[0003]
[0004] H-酸微溶于冷水,易溶于热水、纯碱和烧碱等碱性溶液中。在酸析工序中加入硫酸 (或盐酸)析出H-酸单钠盐,过滤后的H酸废水属典型的高浓度、高色度、高生物毒性的有 机废水。
[0005] 现有的H-酸生产方法以萘为原料,经磺化、硝化得1-硝基-3, 6, 8-萘三磺酸,经 氨水中和、铁粉还原得1-氨基-3, 6, 8-萘三磺酸三铵盐,再经T-酸离析、T-酸过滤、T-酸 洗涤及溶解,T-酸清净压滤,碱熔,H-酸离析得到H-酸膏状物。
[0006] 其中,碱熔过程为:在高压釜中加入固碱、液碱和T酸溶液,升温减压蒸馏脱水,降 温至100°C加入甲醇,升温至200°C,保持一段时间后,降温在80~90°C之间减压脱甲醇,最 后降温出料。
[0007]T酸离析工段中,用部分H酸母液和硫酸洗涤T酸。
[0008]H酸离析过程为:在室温下,将硫酸升温至60°C,然后加入碱熔物料后,升温至 95°C,保持一段时间后,降温至60°C过滤,用清水洗涤滤饼,抽干后出料。
[0009] H酸废水中的主要有机污染物为萘及萘系衍生物,主要无机物为硫酸钠及铵盐,而 且相比其它含萘系有机物的废水,具有其特殊性:
[0010] ⑴污染物成分复杂,浓度高,在生产过程中排出的H-酸母液,含有大量萘系衍生 物,C0D高达几万mg/L,成分复杂;
[0011] ⑵酸性强,pH大约在1~2之间;
[0012] (3)色度深,大约IX105左右,一般呈棕黄至黑褐色;
[0013] (4)毒性大,H酸属于稠环芳烃,具有强烈的生物毒性,废水若不经处理直接排放, 将严重污染环境,对人体也有很大危害;
[0014] (5)不易生物降解,由于萘环是由10个碳原子组成的离域的共辄31键,结构相当 稳定,难以降解。
[0015] 现有的H酸生产工艺中,通常对H酸离析废水进行萃取;然后,进行浓缩盐蒸,得到 的硫酸钠做固废处理或者回用。由于硫酸钠的产量过剩,且浓缩盐蒸的成本高、获得的硫酸 钠盐品质较差,应用范围窄。H酸生产工艺中用到大量硫酸、氢氧化钠及氨水,若可以从工艺 内获得这些原料,则会大幅提高废水中资源的利用率,降低H酸生产成本。
[0016] 本发明通过对工艺及工艺废水研究,解决了这一问题。

【发明内容】

[0017] 本发明提供了一种改进的H酸生产工艺,对H酸生产过程中产生的废水进行回收 利用,不仅降低了废水的排放量,同时降低了H酸生产过程的原料成本。
[0018] -种改进的H酸生产工艺,精萘依次经磺化、硝化、中和、还原、T酸离析、碱熔、H酸 离析制备得到H酸,其特征在于,H酸离析废水依次经湿式氧化、后处理以及双极膜处理,得 到硫酸和氢氧化钠,将所得硫酸和氢氧化钠溶液回用至工业生产过程中。
[0019] 例如,将硫酸回用至H酸离析工段,氢氧化钠回用至碱熔和/或硝化工段。
[0020] 本发明提供的方法对现有的H酸生产工艺进行了改进,对H酸生产过程中产生的 废水进行资源回收以及循环利用,达到清洁生产的目的。
[0021] 本发明提供的方法首先采用湿式氧化将H酸离析废水中的有机物降解为小分子 物质,然后,通过后处理进一步去除废水中的杂质,最后,利用双极膜将废水中的盐电解为 硫酸和氢氧化钠,并将硫酸和氢氧化钠回用至相应的工段。
[0022] H酸离析时用到的底水为质量分数为15-20%的稀硫酸,本方法回收到的硫酸溶 液可用来配制底水。
[0023] 氢氧化钠溶液可用于硝化工段的脱硝过程,或者浓缩后用于碱熔工段。硝化过程 中产生的亚硝基硫酸加水后产生大量氮氧化物尾气,利用回收到的碱溶液吸收该尾气,生 成的亚硝酸盐溶液可用于重氮反应。
[0024] H酸生产过程中的T酸离析工段产生的废水可以采用与H酸离析废水相同的方法 进行处理以及回用,T酸离析废水依次经湿式氧化、后处理以及双极膜处理,得到硫酸和氨 水,硫酸和氨水回收利用于工业生产中。
[0025] 硫酸回用方法同上;氨水用于中和工段,中和过程采用质量分数为20%左右的氨 水,通常预先配好,本发明回收的氨水可用来配置氨水。
[0026] 作为优选,H酸离析废水或T酸离析废水进行湿式氧化的条件为:pH为2~11,压 力为2~8MPa,温度为18〇~3〇0°C。
[0027] H酸离析废水和T酸离析废水虽然可以采用相同的处理方法进行处理,但实际进 行的却是两个独立的处理过程,因此,H酸离析废水和T酸离析废水的处理条件可以不同, 依据各自的废水情况进行选择,以下优选的处理条件范围对H酸离析废水和T酸离析废水 均适用。
[0028] 湿式氧化能够将大分子降解为小分子,但是降解的效果依据分子结构的不同而略 有不同,湿式氧化需在高温高压下进行,条件较为苛刻,为了兼顾实施成本以及处理效果, 优选地,H酸离析废水或T酸离析废水进行湿式氧化的条件为:pH为2~11,压力为2~ 8MPa,温度为180~300°C。进一步优选,pH为5~9,压力为2~6MPa,温度为180~280°C。 再优选,pH为6~8,压力为2~5MPa,温度为180~250°C。
[0029] 湿式氧化的目的在于将废水中的有机物降解为小分子,降低C0D值,由于湿式氧 化的条件比较严苛,长时间使用,不可避免地对设备造成损害,为了兼顾湿式氧化的效果, 优选地,湿式氧化的时间为1~6h。进一步优选,湿式氧化的时间为1~4h。
[0030] 湿式氧化后COD值显著降低,得到的溶液需要进行后处理,以进一步除去小分子 物质,为了达到理想的效果,优选地,采用絮凝、吸附剂吸附中的至少一种方式对H酸离析 废水或T酸离析废水进行后处理。
[0031] 若采用絮凝做后处理,则絮凝剂为FeS04 ? 7H20、聚合氯化铝、聚合硫酸铁中的一种 或几种,投加量为湿式氧化后的废水质量的0. 1-1 %。
[0032] 为了保证絮凝的效果,采用絮凝剂做后处理时,加入助凝剂,助凝剂可以选择PAM, 投加量为湿式氧化后废水质量的0. 0001-0. 005%。
[0033] 为了使絮凝完毕后易于进行过滤,采用絮凝剂做后处理时,加入助滤剂,助滤剂可 以选择活性炭,投加量为为湿式氧化后废水质量的〇. 02-0. 5%。
[0034] 助凝剂和助滤剂依据需要加入,可以同时加,也可以仅加入其中一种。
[0035] 若采用吸附剂做后处理,吸附剂的加入量为待处理溶液质量的0. 02~1%。加入 活性炭之前,将pH值调节至6~8。
[0036] 作为优选,H酸离析废水或T酸离析废水进行双极膜处理的工艺条件为:单片膜电 压〈2. 5V,电流密度为100~600A/m2,反应温度1~40°C。
[0037] 双极膜采用导电溶液做极液,极液的浓度为1-5%。再优选,极液为以下两种水溶 液中的一种:
[0038]I、硫酸铵水溶液;
[0039]II、硫酸钠水溶液、硫酸钾水溶液、氯化钠水溶液中的一种或几种混合。
[0040] 为了得到更好的湿式氧化效果,优选地,湿式氧化前对H酸离析废水或T酸离析废 水进行预处理,预处理采用微电解处理,微电解处理任选以下方式之一:
[0041] a、微电解试剂由废水质量0. 5-2 %的铁粉和废水质量0. 02-1 %的活性炭粉组成 时,保持pH为2-5,搅拌反应1-4小时;
[0042] b、微电解试剂为铁碳试剂时,铁碳试剂与废水的体积比为1:1~9,保持pH为 2-5,曝气反应1-4小时。
[0043] 本发明与现有技术相比,具有以下有益效果:
[0044](1)本发明对H酸生产过程中产生的H酸离析废水和T酸离析废水采用湿式氧化、 后处理以及双极膜处理,得到的酸和碱回用至H酸生产的相应工段中,不仅提高了原料的 利用率,而且减少了废水的产生。
[0045] (2)本发明提供的H酸废水工艺能够减小废水的排放量,且能够显著降低废水中 的C0D值,C0D的去除率在90%以上;
[0046](3)本发明提供的处理方法适于连续化生产,易于在工业上推广应用。
【具体实施方式】
[0047] 实施例1
[0048]H酸废水,呈黑色,COD= 26030mg/L,色度 8100 倍,pH= 2。
[0049] (1)湿式氧化:将H酸废水调节至pH= 6,然后打入湿式氧化釜中,升温至260°C、 压力6MPa,通入空气氧化2h后降温。
[0050] 测得出釜废水显橙黄色,pH= 4. 5、COD= 2083mg/L,NH3-N= 164. 2mg/L。
[0051] ⑵吸附:将步骤⑴的出釜废水调节至中性pH= 7,加入质量分数为0? 1% (以 调节pH后的废水的质量为基准)的活性炭搅拌吸附0. 5h后过滤,得到的滤液几乎无色透 明,色度去除率达98 %,C0D去除率达99 %,含盐量4 %。
[0052] (3)双极膜处理:利用双极膜对步骤(2)所得滤液进行处理,得到质量分数为10% 的硫酸以及质量分数为8%的氢氧化钠水溶液,双极膜处理的工艺条件为:质量浓度为3% 的硫酸钠溶液为极液,单片膜电压为2. 4V,电流密度为300A/m2,反应温度30°C。
[0053] 实施例2
[0054]H酸废水,呈黑色,COD=26030mg/L,色度8100倍,pH=2。
[0055] (1)湿式氧化:将H酸废水pH调节至8,然后打入湿式氧化釜中,升温至250°C、压 力6MPa,通入空气氧化1. 5h后降温。
[0056]测得出釜废水显橙黄色,pH= 4. 5、COD= 2483mg/L,NH3-N= 165.Omg/L。
[0057] (2)吸附
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1