专利名称：糠醛废水治理及回收醋酸丁酯、硫酸铵、醋酸铵、乙酰胺和乙腈工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种污水处理新工艺，特别是一种糠醛废水治理及回收醋酸丁酯、硫酸铵、醋酸铵、乙酰胺和乙腈工艺。
众所周知，糠醛是重要的化工原料。我国糠醛工业大多以玉米芯为原料，年产量约五万余吨。因其工艺不完善，糠醛废水的排放不仅浪费资源，而且造成环境的严重污染，废水所经之处农作物枯萎，鱼虾绝迹，甚至危及生活用水的水源。经环境监测结果证实，糠醛废水中含有醋酸1.0％-2.5％，糠醛0.2％-0.5％及多种有机化合物，呈黄色酸性，PH＜2，COD值约15000mg/l，超过规定的废水排放标准150倍。目前，大多生产厂都没有理想的废水治理工艺，为此，科技人员曾提出许多治理方案，但至今仍无实际应用先例。
常用的糠醛废水治理工艺综述如下一、醋酸钠法采用氢氧化钠中和糠醛废水中的醋酸至醋酸钠，然后将其作为低压锅炉供水，使其浓度蒸发至15％-25％，最后将其浓缩盐转化成醋酸。
该方法的弊端在于糠醛未分离出来，回收的醋酸钠质量低劣，而氢氧化钠价格昂贵，不经济。因此，该方法已被淘汰。
二、萃取法采用三烷基胺类萃取剂以萃取法回收废水中的醋酸，在进行生产试验时发现，因糠醛干扰，致使萃取剂中毒，故废水难以治理。
三、电渗析法采用新兴的膜分离技术从糠醛废水中回收醋酸。经预处理的糠醛废水用电渗析(ED)回收醋酸以控制排放水的水质，再以ED浓缩醋酸，经萃取、精馏制得副产物醋酸。在试验过程中发现，膜易被污染或堵塞，悬浮物的沉积结垢易使水流分布不均，电阻增加，导致极化，被迫停止试生产。其原因在于预先对糠醛废水性质了解不够，糠醛化学性质多变易氧化聚合，电渗析法难以适应。
四、厌氧法厌氧处理技术是一种生物法，它能有效去除有机污染物并使其通过微生物作用，将有机化合物转变为甲烷和二氧化碳。该法投资大、运行费用高，工艺控制条件要求严格。
五、间歇式活性污泥法(SBR)SBR法是近十几年来活性污泥处理系统中较引人注目的一种废水处理工艺。但该处理工艺的自动控制技术要求较高、工程运行操作管理较为复杂，投资较大，影响其推广应用。
本发明的目的是提供一种糠醛废水治理及回收醋酸丁酯、硫酸铵、醋酸铵、乙酰胺和乙腈工艺，该工艺流程容易控制，运行平稳，与其它现有处理工艺相比，不仅能有效将醋酸铵从废水中分离出来，并进一步生产醋酸丁酯、硫酸铵、、乙酰胺和乙腈，而且处理后的净化水可直接用于锅炉给水，明显降低废水处理的运行费用。
本发明的目的是这样实现的先将废水冷却至室温，过滤后，滤液放入装有多功能高分子聚合物吸附剂的相转移分离装置内，在装置内的吸附剂作用下进行处理，使之连续排出PH值为7-8中性净化水，然后在分离装置内以氨性分离液分离出糠醛母液和醋酸铵母液，再分别进行蒸发浓缩，进一步精制即获得糠醛和醋酸铵，氨性分离液的用量是糠醛废水量的十分之一。
上述分离出的糠醛母液用醛气蒸发浓缩，蒸馏冷凝液返回用作氨性分离液，釜底残留物即为毛醛，送至糠醛初馏塔回收糠醛。
上述分离出的醋酸铵母液经进一步蒸发浓缩至浓度为40％时，用浓度为93-98％的浓硫酸过量2％的用量酸化，析出硫酸铵结晶，经离心过滤，即得硫酸铵产品。
上述醋酸铵母液酸化、离心过滤后，滤液置于合成釜中，加入丁醇，其重量与滤液重量之比为2∶1，在116℃条件下，回流4-6小时，在89-92℃进行精馏，冷凝液在分水器中分出水层、酯层，将酯层的30％回流到合成塔中，其余收集为粗酯，然后按常规方法进行精馏，收集124-126℃馏份，为醋酸丁酯成品。
上述分离出的醋酸铵母液经进一步蒸发浓缩至浓度为40％时，在105-112℃蒸发浓缩至饱和溶液状态，有醋酸铵结晶析出，趁热抽滤，醋酸铵饱和溶液冷却后，析出醋酸铵结晶，经离心过滤，即得醋酸铵产品。
将上述固体醋酸铵置于脱水釜中，加热使醋酸铵脱水，生成乙酰胺，在负压下，于120-150℃馏出，或在常压下，于210-216℃蒸馏制得，经冷析，即得固体乙酰胺产品。
将上述固体乙酰胺置于蒸馏釜中，加入液体乙酐其重量之比为1∶1-2，搅拌，缓缓加热，即发生脱水反应，生成乙腈，收集77-80℃馏份，即得含水乙腈液体，用42％氢氧化钠溶液萃取，分出有机层，即得含水量小于3％的乙腈液体，将其置于蒸馏釜中，加入五氧化二磷，其重量比为1∶0.05，重新蒸馏，收集77-82℃馏份，即得乙腈产品。
所用氨性分离液为浓度5-7％的氨水，它由浓氨水直接配制或由浓氨水和糠醛母液的蒸馏冷凝液配制。
所用多功能高分子聚合物吸附剂采用市售506型聚苯乙烯吡啶树脂，II型多孔阴树脂，LDX-602型吸附剂，GDX-103型吸附剂。
由于本发明采用相转移技术对糠醛废水进行综合治理，该工艺流程容易控制，操作方便、运行平稳，它从根本上改变了现有治理工艺，不仅可以将糠醛和醋酸铵从糠醛废水中有效地分离出来，并加以回收，进一步生产醋酸丁酯、硫酸铵、乙酰胺和乙腈，而且处理后的废水变成净化水，可以直接用于锅炉给水，从而实现糠醛生产的零排放。由于不使用昂贵的设备和原料，所以明显降低废水处理的运行费用。因此，本发明极易推广应用。
以下结合实施例对本发明作进一步描述，但该工艺流程中对醋酸丁酯、硫酸铵、醋酸铵、乙酰胺和乙腈的回收并不受实施例的限制。
实施例一取糠醛厂废水10L，用滤纸过滤，滤液进入装有高分子聚合物GDX-103型吸附剂的相转移分离装置内，控制流速为50ml/分，连续排出中性净化水，PH值7-8，COD去除率达95％以上。然后在分离装置内用由浓氨水直接配制的氨性分离液1L，将糠醛及醋酸进行分离。糠醛母液进一步蒸发浓缩，获得毛醛约2.5.ml。醋酸铵母液进一步蒸发浓缩，浓度约为40％。用浓度为93-98％的浓硫酸过量2％的用量酸化，析出硫酸铵结晶，经离心过滤，即得硫酸铵产品。
醋酸铵母液酸化、离心过滤后，滤液置于合成釜中，加入丁醇，其重量与滤液重量之比为2∶1，在116℃条件下，回流4-6小时，在89-92℃进行精馏，冷凝液在分水器中分出水层、酯层，将酯层的30％回流到合成塔中，其余收集为粗酯，然后按常规方法进行精馏，收集124-126℃馏份，为醋酸丁酯成品。
实施例二
糠醛厂废水冷却后，经砂滤器过滤，滤液进入装有多功能高分子聚合物506型聚苯乙烯吡啶树脂吸附剂的分离装置内，控制流速为5m3/小时，连续排出中性净化水，PH值7-8，COD去除率95％以下，作锅炉供水。然后在分离装置内用废水量十分之一用量的由浓氨水和糠醛母液的冷凝液配制的氨性分离液，分离出糠醛母液和醋酸铵母液。糠醛母液用醛气进一步蒸发浓缩，蒸馏冷凝液返回用作氨性分离液，釜底残留物即为毛醛，纯度为85％，送糠醛初馏塔回收糠醛。醋酸铵母液进一步蒸发浓缩，浓度约为40％，在105-112℃蒸发浓缩至饱和溶液状态，有醋酸铵结晶析出，趁热抽滤，醋酸铵饱和溶液冷却后，析出醋酸铵结晶，经离心过滤，即得醋酸铵产品。日产量约1.5吨。
实施例三将实施例二中获得的固体醋酸铵置于脱水釜中，加热使醋酸铵脱水，生成乙酰胺，在负压(10-100MMHG)下，于120-150℃馏出，或在常压下，于210-216℃蒸馏制得，经冷析，即得固体乙酰胺产品，纯度约达95％。
实施例四将实施例三中获得的固体乙酰胺置于蒸馏釜中，加入液体乙酐其重量之比为1∶1-2，搅拌，缓缓加热，即发生脱水反应，生成乙腈，收集77-80℃馏份，即得含水乙腈液体，用42％氢氧化钠溶液萃取，分出有机层，即得含水量小于3％的乙腈液体，将其置于蒸馏釜中，加入五氧化二磷，其重量比为1∶0.05，重新蒸馏，收集77-82℃馏份，即得乙腈产品，纯度约达99％。
权利要求
1.一种糠醛废水治理工艺，其特征在于先将废水冷却至室温过滤后，滤液放入装有多功能高分子聚合物吸附剂的相转移分离装置内，在装置内吸附剂作用下进行处理，使之连续排出PH值为7-8中性净化水，然后在分离装置内以氨性分离液分离出糠醛母液和醋酸铵母液，再分别进行蒸发浓缩，进一步精制即获得糠醛和醋酸铵，氨性分离液的用量是糠醛废水量的十分之一。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于分离出的糠醛母液用醛气蒸发浓缩，蒸馏冷凝液返回用作氨性分离液，釜底残留物即为毛醛，送至糠醛初馏塔回收糠醛。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于分离出的醋酸铵母液经进一步蒸发浓缩至浓度为40％时，用浓度为93-98％的浓硫酸过量2％的用量酸化，析出硫酸铵结晶，经离心过滤，即得硫酸铵产品。
4.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于醋酸铵母液酸化、离心过滤后，滤液置于合成釜中，加入丁醇，其重量与滤液重量之比为2∶1，在116℃条件下，回流4-6小时，在89-92℃进行精馏，冷凝液在分水器中分出水层、酯层，将酯层的30％回流到合成塔中，其余收集为粗酯，然后按常规方法进行精馏，收集124-126℃馏份，为醋酸丁酯成品。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于分离出的醋酸铵母液经进一步蒸发浓缩至浓度为40％时，在105-112℃蒸发浓缩至饱和溶液状态，有醋酸铵结晶析出，趁热抽滤，醋酸铵饱和溶液冷却后，析出醋酸铵结晶，经离心过滤，即得醋酸铵产品。
6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于将固体醋酸铵置于脱水釜中，加热使醋酸铵脱水，生成乙酰胺，在负压下，于120-150℃馏出，或在常压下，于210-216℃蒸馏制得，经冷析，即得固体乙酰胺产品。
7.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于将固体乙酰胺置于蒸馏釜中，加入液体乙酐其重量之比为1∶1-2，搅拌，缓缓加热，即发生脱水反应，生成乙腈，收集77-80℃馏份，即得含水乙腈液体，用42％氢氧化钠溶液萃取，分出有机层，即得含水量小于3％的乙腈液体，将其置于蒸馏釜中，加入五氧化二磷，其重量比为1∶0.05，重新蒸馏，收集77-82℃馏份，即得乙腈产品。
8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所用氨性分离液为浓度5-7％的氨水，它由浓氨水直接配制或由浓氨水和糠醛母液蒸馏冷凝液配制。
9.根据权利要求1所述的工艺，其特征在多功能高分子聚合物吸附剂采用506型聚苯乙烯吡啶树脂，II型多孔阴树脂，LDX-602型吸附剂，GDX-103型吸附剂。
全文摘要
一种糠醛废水治理工艺,其先将废水冷却至室温,过滤后,滤液放入装有多功能高分子聚合物吸附剂的相转移分离装置内,在装置内的吸附剂作用下进行处理,使之连续排出pH值为7－8中性净化水,然后在分离装置内以氨性分离液分离出糠醛母液和醋酸铵母液。糠醛母液蒸发浓缩,冷凝液返回用作氨性分离液,釜底残留物即为毛醛,送至糠醛初馏塔回收糠醛。醋酸铵母液经相应处理分别从废水中分离出来醋酸铵,并进一步生产醋酸丁酯、硫酸铵、乙酰胺和乙腈,而且处理后的净化水可直接用于锅炉给水,明显降低废水处理的运行费用。
文档编号C07C233/03GK1327953SQ01114038
公开日2001年12月26日 申请日期2001年6月6日 优先权日2001年6月6日
发明者水志良 申请人:水志良