一种改进的k酸合成工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及染料中间体合成工艺改进及其废水处理的技术领域，具体设及一种改 进的Κ酸合成工艺。
【背景技术】
[0002]Κ酸，学名为2-糞氨-3, 6, 8-Ξ横酸糞，无色或浅栋色粉末，微溶于热水，溶于纯碱 或烧碱溶液，与Ξ氧化铁作用呈黄绿色。Κ酸是重要的偶氮染料，活性染料及有机颜料的中 间体，用于生产阳离子染料、活性艳红K-2G、2R酸等。
[0003]目前，国内传统的K酸生产工艺为2-糞酪经浓硫酸、发烟硫酸横化得2-糞酪-6, 8 二横酸，再经KC1/化C1盐析得G盐，G盐再通过氨化、酸析及二次横化后即得K酸。
[0004] K酸生产过程中投加的大量的无机盐和部分有机原料转移到了产生的工艺废水 中，使得K酸废母液中有机物浓度高、酸度大、色度深、含盐量高、生物毒性大，属难降解难 处理的有机工业废水之一。其中无机物主要有硫酸、硫酸钢、硫酸钟、硫酸锭等，有机质为带 横酸基、胺基及径基的糞系染料中间体，直接排放会对人类和环境造成严重危害。
[0005] 电渗析技术的核屯、部件为离子交换膜，离子交换膜分为阴离子交换膜、阳离子交 换膜及双极膜Ξ种。普通的电渗析装置由阴阳离子交换膜交替构成的膜堆，其主要功能是 对电解质溶液进行浓缩淡化。双极膜电渗析是由阴阳离子交换膜和双极膜交替构成膜堆而 形成。其中，双极膜是由阴离子交换层、阳离子交换层和中间层组成的复合膜，能将水或醇 高效地解离为和0H或醇根而不产生气体。双极膜电渗析能在不添加其它任何化学试 剂的情况下，将某种电解质盐转换成相应的酸和碱，因此电渗析和双极膜电渗析是一种清 洁生产技术。该技术已广泛应用于食品加工、化工合成和环境保护等领域，由于其技术先进 性、经济竞争性和环境友好性，电渗析技术被誉为一种可持续发展技术。
[0006] 本发明利用电渗析技术的特点，将K酸废水中的无机盐通过电渗析技术转化为相 应的酸和碱溶液，再将得到的酸和碱回用至K酸生产过程中。此方法不仅实现了K酸废水 的深度处理，且资源化回收利用了废水中的有价值组分。
【发明内容】
[0007] 本发明公开了一种改进的K酸合成工艺，K酸废水经预处理、电渗析及双极膜电渗 析处理，不仅解决了K酸废水的治理问题，且资源化回收利用了废水中的酸、碱和盐。
[0008] -种改进的K酸合成工艺，K酸合成工艺为2-糞酪经一横化、盐析、氨化、酸析、二 横化得K酸产品和K酸废水；其特征在于，K酸废水处理包括W下步骤：
[0009] (1)预处理：κ酸废水经预处理去除废水中的有机杂质，所述预处理方法采用W下 一种或几种的组合：
[0010] ①微电解：将Κ酸废水调抑至2~4,投加0. 1~0. 5%活性炭和0. 5~4%铁粉， 维持体系抑稳定，揽拌反应2~化，过滤得滤液；
[00川②絮凝：向Κ酸废水中加入0. 05~1. 0 %絮凝剂，调节废水抑至8~11，快揽5~ lOmin，转速为300~50化pm;慢揽10~20min，转速为1~20化pm,过滤得滤液；
[001引③化nton氧化：调K酸废水抑至3~5,加入0.1 %~1 % Fe2邢/或化心，加入 0. 5%~2%双氧水，于40~60°C揽拌反应1~化，调节反应液抑8~11，絮凝后再过滤， 得滤液；
[0013] ④吸附：向K酸废水中加入0. 05~1. 0%的吸附剂，揽拌20~60min，过滤得滤 液；
[0014] ⑥湿式氧化：将K酸废水投入湿式氧化反应蓋，反应完成后过滤得滤液；
[0015] ⑧重氮化：将K酸废水冷却至0~10°C并调节抑至1~3,加入亚硝酸盐水溶液 进行重氮化反应，反应完成后静置0. 5~1.化，过滤得滤液；
[001引上述活性炭、铁粉、吸附剂、絮凝剂、Fe2+和/或化双氧水、亚硝酸盐水溶液的投 加量均WK酸废水的质量为基准；
[0017] (2)电渗析浓缩：将步骤（1)所得滤液经电渗析处理，得到浓水和淡水，浓水为滤 液浓缩后的盐溶液，得到的淡水再次回流至电渗析浓缩；
[0018] (3)双极膜脱盐：将步骤但）得到的浓水经双极膜电渗析处理，分别得到硫酸溶 液、氨氧化钟溶液和稀盐水，稀盐水回流至电渗析浓缩；
[0019] (4)酸碱回用：步骤（3)得到的硫酸溶液与浓硫酸混合后回用于K酸合成中的酸 析工艺和/或步骤（1)中用于调节液体抑值，氨氧化钟溶液用于吸收K酸合成工艺中产生 的HC1气体和/或回用于步骤（1)中调节液体抑值。
[0020] K酸的合成工艺，其主反应如下：
[0021] 1、2-糞酪一横化
[0022]
[0027] 4、2-糞胺-6, 8-二横酸钟酸析
[0028]
[0031] 作为优选，吸附剂可选择活性炭、活性焦、硅胶、娃藻±或活性氧化侣中的一种或 几种。进一步优选，吸附剂投加量为0.1~0.5%。
[0032] 铁碳微电解技术，又名内电解法、铁还原法、零价铁法、铁碳法等，由铁屑和碳组成 原电池，具有还原、絮凝吸附、络合及电沉积等作用。不仅能够去除部分难降解的有机物，且 能改变部分有机物的形态和结构，提高废水的可生化性。铁碳微电解在酸性条件下通过原 电池效应发生如下电极反应：
[0037]铁碳微电解的反应条件：调废水抑至2~4,投加0.1~0.5%活性炭和0.5~ 4%铁粉，维持体系抑恒定，揽拌反应2~化，过滤。
[00測絮凝的反应条件：K酸废水中加入0. 05~1. 0%絮凝剂，调节废水抑至8~11， 快揽5~lOmin，转速为300~50化pm;慢揽10~20min，转速为1~20化pm,过滤。优选 地，絮凝剂可选择硫酸亚铁、聚合硫酸铁、聚合硫酸侣、聚合氯化侣、聚合氯化铁或聚合硫酸 侣铁中的一种或几种组合，投加量为0. 1~0. 5%。进一步优选，絮凝过程中可加入PAM或 活性炭进行助滤，PAM的投加量为0. 0001 %~0. 01 %，活性炭的投加量为0. 1 %~1. 0%。
[0039]化nton试剂有化2+和Η2〇2组成，其在酸性条件下能够生成具有强氧化性的径基 自由基，具有较高的电负性或电子亲和能巧69. 3KJ)，能通过夺取有机污染物分子中的氨原 子，填充未饱和的C-C键等反应途径使污染物迅速降解，主要降解机理如下：
[0043]化nton氧化的反应条件：调Κ酸废水抑至3~5,加入0. 1 %~1 %化2+和/或 化3+，然后加入0.5%~2%双氧水，于40~60°C揽拌反应1~化，再调反应液抑8~11 絮凝后再过滤。
[0044] 湿式氧化技术是在高溫高压条件下通入空气（或〇2、&〇2等），将废水中高浓度难 降解的有机污染物在液相中氧化成易生化处理的小分子有机物、C〇2和水等无机物。
[0045] 湿式氧化的反应条件：体系抑为2~11，压力为2~8MPa，溫度为150~280°C， 反应时间为30~150min。湿式氧化反应蓋长时间使用，不可避免地对设备造成损害，为了 兼顾湿式氧化的效果，作为优选，湿式氧化的抑为3~10,压力为2~5MPa，溫度为180~ 260 °C。
[0046] 催化湿式氧化是通过加入适宜的催化剂，W降低反应所需的溫度与压力，减少反 应时间，提高氧化分解能力。作为优选，湿式氧化催化剂可选铜系催化剂和/或铁系催化 剂，投加量为0.01~2.0%。
[0047] 重氮化是指伯胺与亚硝酸在低溫下发生反应生成重氮盐的过程，脂肪族、芳香族 和杂环的一级胺均可发生重氮化反应。伯胺为重氮组分，亚硝酸为重氮化剂。因亚硝酸不 稳定，通常使用亚硝酸钢和无机酸生成的亚硝酸立即与伯胺反应，避免亚硝酸的分解。
[0048] 重氮化的反应条件：K酸废水冷却至0~10°C并调节抑至1~3,加入质量分数 为20~40 %亚硝酸盐水溶液进行重氮化反应，反应完成后静止0. 5~1. 5h，过滤。
[0049] 进一步优选，亚硝酸钢水溶液的质量分数为30%时，可在低溫下保持较好的流动 性，不易结冰，重氮化反应进行时，自始至终需要保持亚硝酸盐过量，否则会引起自我禪合 反应。
[0050] 作为优选，预处理采用湿式氧化、催化湿式氧化或铁碳微电解-芬顿氧化-絮 凝-吸附联用技术处理K酸废水效果较好。
[005。电渗析巧D)技术是将阴、阳离子交换膜交替排列于正负电极之间，并用特制的隔 板隔开，组成除盐淡化及浓缩两个系统，利用离子交换膜的选择透过性，达到溶液浓缩、淡 化、精制和提纯的效果。电渗析技术的优势在于：1、能耗低；2、无需添加其它的化学药剂， 环境污染小；3、对原水含盐量变化的适应性较强。
[0052] 作为优选，电渗析的反应条件：1-5%导电溶液为极液，电流密度为100-600A/m2， 反应溫度为0~40°C。滤液通过电渗析处理后得到的浓水即为浓缩后的盐溶液，得到的淡 水可与经过预处理的滤液混合再次回到电渗析浓缩步骤。
[0053] 双极膜电渗析是由双极膜和阴阳离子交换膜按照不同的方式组合形成的电渗析 技术，将普通电渗析的盐解离与双极膜的水分子解离结合在一起，使溶液中相应的盐离子 与双极膜水解离产生的和0H结合转化为相应的酸和碱。双极膜电渗析的特点在于：1、 双极膜水解离不产生气体或副产物，从而降低电压提高能量的利用率；2、占地少，减少投资 成本；3、在同一双极膜电渗析的膜堆上无机盐和有机盐均能转化成相应的酸和碱。
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