专利名称：对苯二甲酸废料的分离提纯方法
技术领域：
本发明涉及对苯二甲酸生产过程中外排废料的分离、提纯方法，属于化工废弃物的回收利用。尤其是对苯二甲酸生产过程中的废料利用的方法。
对苯二甲酸废料一部分是由于精对苯二甲酸装置生产过程中，其氧化单元、精制单元及风送和料仓等系统，因跑、冒、滴、漏或事故状态时外排的对苯二甲酸固体原料；另一部分是装置本身生产过程中必须外排的含对苯二甲酸和其它有机酸的副产物。这些被污染的外排料最终进入生产装置区内的地沟系统或流入废水池并沉淀下来。目前，各对苯二甲酸装置均不再回收利用这类废料，都采取不定期打捞并直接装袋的方式，作为废品料以极低的价格外销。从扬子石化公司60万t/a精对苯二甲酸装置的生产情况看，每年外排的各种废料量约有5000～9000吨。因该废料的组成很不稳定，其中不仅含有铁、铝、钴、锰、钠等多种金属离子，有时还夹带少量细小的泥沙和草木棒等杂物，颜色有黄色、黑色、灰色等多种，不能直接作为生产增塑剂或合成纤维的原料使用。对苯二甲酸废料中的对苯二甲酸含量一般在50～60％(m/m)之间，水含量在40～30％(m/m)，其它杂质含量约10％(m/m)。
目前，对此类废料时回收和利用方法是首先加入过量的强碱(NaOH)将对苯二甲酸废料碱溶，使其中的对苯二甲酸与碱反应后，生成溶于水的对苯二甲酸钠盐，而其中的铁、铝等金属离子则生成氢氧化铁和氢氧化铝沉淀(其中的泥沙也形成沉淀)。经过滤分离得到对苯二甲酸钠溶液，分离出的固体物为废料。对于分离出的溶液，再加入过量的75％的稀硫酸在80℃下进行酸析、过滤分离，从而得到黄白色的对苯二甲酸固体料；分离出的硫酸钠溶液(含部分过量加入的硫酸)作为废水排放。固体料经进一步水洗、过滤、干燥后，得成品料，其中的对苯二甲酸含量约95％(m/m)，可作为生产增塑剂的原料，不能作为合成纤维的原料使用；过滤出的废水与酸析过程中的废水混合后外排。每吨成品料的废水排放量高达6～8t；生产过程中每吨成品料的直接原料原材料消耗费用平均高达1150元。
目前的回收工艺存在着工艺路线长，废水排放量大，废液浓度高，因而处理难度大、处理成本高等缺陷。且大量加入的稀硫酸和价格较高的烧碱等原料均无法循环再利用，资源的浪费比较严重，生产总成本偏高。另一个难以解决的问题是由于原料碱溶时，需加入过量的烧碱，因而带进的大量钠离子，很难通过水洗工艺分离干净，导致成品料经光照后立即呈现出黄色斑点，不仅影响成品的销售，也对下游增塑剂产品的生产有不利影响。
本发明的目的是提供一种简捷、高效、成本低、污水排放量小的对苯二甲酸废料的分离提纯方法。
本发明的分离提纯的方案为a.配酸与酸溶将75％～98％的硫酸和50％～95％的硝酸按体积比1∶1～9∶1分别加入到酸槽内经搅拌后成混酸，再将固体的对苯二甲酸废料加入该混酸中，酸溶温度在20℃～80℃之间连续搅拌20～40分钟；b.真空抽滤将以上过程生成的浆料在负压下用过滤网过滤，滤饼集中后送入水洗池；c.洗涤将以上过程分离出的滤饼在水洗池内用脱盐水洗涤，脱盐水与滤饼的比例在1∶1以上，洗涤温度为30℃～50℃，洗涤10～20分钟，进行第一次抽滤，对抽滤后的滤饼加水进行二次洗涤，之后进行第二次抽滤，生成对苯二甲酸固体湿滤饼送至干燥器；d.将以上生成的对苯二甲酸固体湿滤饼在室温至121℃以下干燥20～40分钟，得到对苯二甲酸固体成品。抽滤用的过滤网为200～500目的涤纶滤布。采取压差抽滤，抽滤的负压为200～500mmH2O柱。
本发明的优点在于工艺简捷高效、污水排放量小经干燥后的固体成品料，其中对苯二甲酸含量约95％(mm)可作为多种PVC电缆料增塑剂产品的生产原料。与现有工艺相比，本发明不仅省去了原工艺中的碱溶单元，而且酸溶后的酸液既可以处理后循环使用、也可以外销，因而大大降低了污水浓度，且污水排放量不到原工艺的20％；同时，生产中消耗的原辅材料成本仅为该产品售价的五分之一，每吨产品比现有工艺节省直接材料费800-900元，经济效益和环保效益明显。
下面结合实施例对本发明作进一步详述实施例1取深黑色的对苯二甲酸固体废料100g。
(1)酸配与酸溶先取75％的稀硫酸90mL，加入到500mL的烧杯内，再取50％的稀硝酸10mL，缓慢加入到500mL的烧杯内，与烧杯内原有的稀硫酸，在常温、常压下搅拌均匀。
将配制好的装有混酸的烧杯放置在可加热、温控的水浴加热器上，边搅拌边加入已称量好的对苯二甲酸废料，同时打开水浴升温并控制在78℃。经30分钟加热搅拌后，酸溶结束。
(2)真空抽滤将酸溶结束后浆料，在不断搅拌状态下，保持料液中的固体对苯二甲酸呈悬浮状态，然后用布氏漏斗，内置400目、型号为621-90的涤纶滤布进行抽气过滤，抽吸真空度为200mm水柱。抽滤出的深红色滤液收集后进行蒸发；抽干的白色(带有黄色)滤饼收集后称重，质量为61g。
(3)洗涤、干燥将真空抽滤过程中得到的对苯二甲酸滤饼61g，放入200mL的烧杯内，并将烧杯放置在可温控、加热的水浴加热器上；加入122g脱盐水，边搅拌，边升温至45℃。保持45℃状态下搅拌洗涤15分钟后，用布氏漏斗，内置400目、型号为621-90的洗纶滤布，在500mm水柱的负压下，进行一次抽气过滤。对布氏漏斗内抽干后的滤饼，停止抽吸；再均匀的喷撒6g脱盐水，进行二次抽滤。再次抽滤所得的酸性洗液收集后共135mL，作为蒸发器釜渣的溶解、洗涤用水；抽干后的白色的对苯二甲酸固体滤饼，放入烘箱内，在121℃状态下烘30分钟。经分析烘干后的成品料中，对苯二甲酸含量为95.5％，质量为54.8g。
实施例2取黄色的对苯二甲酸固体废料1000g。
(1)配酸与酸溶用量桶量取98％的稀硫酸800mL，加入到2000mL的烧杯内，再量取95％的稀硝酸400mL，缓慢加入到稀硫中，在常温、常压下搅拌均匀。
将配制好的装有混酸的烧杯放置在可加热、温控的水浴加热器上，边搅拌边加入1000g已称量的对苯二甲酸废料，在常温常压下进行酸溶，经20分钟加热搅拌后，酸溶结束。
(2)真空抽滤将酸溶结束后的浆料，在不断搅拌状态下，保持料液中的固体对苯二甲酸呈悬浮状态，然后用布氏漏斗，内置400目、型号为621-90的涤纶滤布进行抽气过滤，抽吸真空度为500mm水柱。抽滤出的红色滤液收集后用活性碳脱色备用，抽干后的白色(带有淡黄色)滤饼收集后称重，质量为681g。
(3)洗涤、干燥将真空抽滤过程中得到的对苯二甲酸滤饼681g，放入2000mL的烧杯内，并将烧杯放置在可温控、加热的水浴加热器上；加入2000g脱盐水，边搅拌，边升温至30℃。保持30℃状态下搅拌洗涤15分钟后，用布氏漏斗，内置400目、型号为621-90的涤纶滤布，在200mm水柱的负压下，进行一次抽气过滤。对布氏漏斗内抽干后的滤饼，停止抽吸，再均匀的喷撒100g(mL)脱盐水，进行二次抽滤。两次抽滤所得的酸性洗液收集后，作为酸溶釜或蒸发器釜渣的溶解、洗涤用水；抽干后的白色的对苯二甲酸固体滤饼，放入烘箱内，在90℃状态下烘40分钟。经分析，成品料中对苯二甲酸含量为96.5％，质量为600.5g。
实施例3取对苯二甲废料10kg其中黑色废料和黄色废料各3kg，灰色固体废料4kg。
(1)配酸与酸溶先量取92％的稀硫酸共8000mL(其中含有前几次实例中经蒸发或活性碳脱色后回收的母液1100mL)，加入到自制的20L的园柱形搪瓷容器内，再取75％的硝酸2000mL，缓慢加入到20L的搪瓷容器内，与桶内的浓硫酸，在常温、常压下搅拌均匀。
向配制好的装有混酸的搪瓷容器内(内置电加热器)，边搅拌、边加入对苯二甲酸废料，同时打开电加热器升温并控制溶液的温度在60～70℃之间。经40分钟加热搅拌后，酸溶结束。
(2)真空抽滤将酸溶结束后的浆料，在不断搅拌状态下，保持料液中的固体对苯二甲酸呈悬浮状态，然后用布氏漏斗，内置400目、型号为621-90的涤纶滤布分批进行抽气过滤，抽吸真空度为400mm水柱(采用小型电动真空泵抽吸)。抽滤出的深红色滤液收集后进行蒸发；抽干后的白色(带有黄色)滤饼收集后称重，质量为6.45kg。
(3)洗涤、干燥将真空抽滤过程中得到的对苯二甲酸滤饼6.45kg，放入20L已清洗过的搪瓷桶内，加入16Kg脱盐水，边搅拌，边打开电加热器升温至35～40℃。保持该温度状态下搅拌洗涤15分钟后，用布氏漏斗，内置400目、型号为621-90的涤纶滤布，在500mm水柱的负压下，分批进行抽气过滤和洗涤抽滤。两次抽滤所得的酸性洗液收集后，作为蒸发器釜渣的溶解、洗涤用水；抽干后的白色的对苯二甲酸固体滤饼，放入烘箱内，在110℃状态下烘35分钟。经分析，成品料中对苯二甲酸含量为96.1％，质量为5.68kg。
权利要求
1.一种对苯二甲酸废料的分离提纯方法，其特征在于分离提纯的方案为a.配酸与酸溶将75％～98％的硫酸和50％～95％的硝酸按体积比1∶1～9∶1分别加入到酸槽内经搅拌后成混酸，再将固体的对苯二甲酸废料加入该混酸中，酸溶温度在20℃～80℃之间连续搅拌20～40分钟；b.真空抽滤将以上过程生成的浆料在负压下用过滤网过滤，滤饼集中后送入水洗池；c.洗涤将以上过程分离出的滤饼在水洗池内用脱盐水洗涤，脱盐水与滤饼的比例在1∶1以上，洗涤温度为30℃～50℃，洗涤10～20分钟，进行第一次抽滤，对抽滤后的滤饼加水进行二次洗涤，之后进行第二次抽滤，生成对苯二甲酸固体湿滤饼送至干燥器；d.将以上生成的对苯二甲酸固体湿滤饼在室温至121℃以下干燥20～40分钟，得到对苯二甲酸固体成品。
2.根据权利要求1所述的对苯二甲酸废料的分离提纯方法，其特征在于抽滤用的过滤网为200～500目的涤纶滤布。
3.根据权利要求1或2所述的对苯二甲酸废料的分离提纯方法，其特征在于采取压差抽滤，抽滤的负压为200～500mmH2O柱。
全文摘要
对苯二甲酸废料的分离提纯方法是一种将对苯二甲酸生产过程外排废料分离、提纯的方法,其提纯的方案为:将75%～98%的硫酸和50%～95%的硝酸按体积比1∶1～9∶1分别加入到酸槽内经搅拌后成混酸,再将固体的对苯二甲酸废料加入该混酸中;将以上过程生成的浆料在负压下用过滤网过滤,滤饼集中后送入水洗池;将以上过程分离出的滤饼在水洗池内用脱盐水洗涤,生成对苯二甲酸固体湿滤饼送至干燥器;干燥20～40分钟,得到对苯二甲酸固体成品。
文档编号C07C63/00GK1338451SQ01113738
公开日2002年3月6日 申请日期2001年6月29日 优先权日2001年6月29日
发明者黄又明 申请人:中国石化集团扬子石油化工有限责任公司