本发明属于精细化学品领域范畴，是一种一步法合成N –苯基马来酰亚胺生产过程中产生高浓度、高酸度废水的处理方法。
背景技术：
N-苯基马来酰亚胺（简称：N-PMI）是刚性耐热单体N-取代基马来酰亚胺中最简单，也是最重要的产品之一。其外观为浅黄色片状晶体，分子量173.17，熔点88～90℃，沸点162～163℃/1.6×103Pa，难溶于水，可溶于乙醇、丙酮、氯仿中，对人体毒性不大，对粘膜有刺激性。主要应用于ABS树脂和PVC树脂的耐热改性剂，也可以用于UP树脂和玻璃钢等材料。它具有提高耐热性程度高，与各种热塑性树脂的相容性好，无毒，热稳定性好等优点。除此之外，还可以是聚丙烯、聚氯乙烯的交联剂；可用来制造粘合剂，改善金属和橡胶的粘合作用；能制造难燃塑料的添加剂、杀菌剂、杀虫剂、防锈剂等；可以作为聚合物的原料和改性剂；并可用作医药和农药中间体以及防污剂。
国外有日本大八化学公司、美国杜邦公司、德国拜尔公司等少数几家大的公司生产N-PMI，国际市场的产量在8万吨以上。目前由于市场的需求，需要大量从国外（主要是日本）进口，2010年从国外进口12000吨。市场上N-PMI价格在55000元~60000元/吨，而主要原料苯胺的价格3245元/吨，顺酐的价格为7770元/吨。合成N-PMI需要大约0.6吨苯胺和0.8吨顺酐，成本不是很高，但是合成难度大，反应不容易控制，而且由于该产品合成工艺产生的废水COD高，很难进行生化处理，预处理的稀释倍数大，因此三废处理这块的成本反而高于生产成本，这也是造成目前国内市场上生产N-PMI的厂家不多的原因之一。
目前，针对N-苯基马来酰亚胺废水的专利和论文很少，有些提到了废水处理也是一带而过，没有具体进行探讨。现有工艺还是着重通过采用环保的催化剂对N-PMI的生产技术进行改进，以期减少对环境的污染。或者是寻找一种对顺酐溶解度更高的溶剂，达到减少废液数量的目的。CN1915496A、CN101875626A、CN102909074A介绍的是固载型催化剂在合成N-苯基马来酰亚胺工艺上的应用。JP62273952A 采用金属锡和锡化合物的元素（如氯化亚锡）作为脱水催化剂合成N-苯基马来酰亚胺。JP04295462A 采用丙烯腈作为溶剂合成N-PMI。李志富，孟庆建，孟琳等在《N-苯基马来酰亚胺合成工艺的改进》一文中研究用乙酸乙酯作溶剂、醋酸酐作脱水剂、醋酸钠作催化剂合成N-PMI，该工艺优点是溶剂无毒，且便于回收利用。但溶剂回收率不高，成本较高，且在生成物后处理的过程中，需要用大量的水来稀释乙酸酐，造成废水很多。以上专利或文章均未从根本上解决N-苯基马来酰亚胺合成工艺的三废问题。
CN102874986A公开了一种N-苯基马来酰亚胺生产过程中含有机物废水的处理方法,首先将该含有机物的废水在20~40℃、0.1~0.15MPa条件下以10ml/分钟的速率通过装有酸性树脂的处理柱，再以相同的压力条件及速率通过装有碱性树脂的处理柱，最后将得到除去有机物的废水排入厌氧池进行常规化处理。该专利中的N-苯基马来酰亚胺废水中的酸含量为3~8wt%。而实际上，经分析，一步合成N-苯基马来酰亚胺工艺中原始废水的反应水中顺丁烯二酸的含量在6~15%，水洗水的酸性催化剂和顺丁烯二酸的总酸度为28.65~35.72%，中和水中顺丁烯二酸钠的含量为24.73~34.53%。这些废水均要经过预处理或稀释后才能达到该专利中废水的酸含量要求，否则会对树脂处理柱产生严重破坏。而预处理的流程也很复杂，稀释的成本也很高。而且该树脂处理柱也有一定的价格成本，吸附废水达到饱和后，仍旧需要进行脱附，脱附时会有废水废气产生，不是特别环保。
技术实现要素：
本发明提出一种一步法合成N –苯基马来酰亚胺过程中产生的高浓度、高酸度的原始废水处理工艺。其独特之处在于不需要经过废水预处理工序，直接能将反应过程产生的反应水和后处理时水洗、中和工序产生的所有废水回收并进行套用，整个过程不产生废水。其工艺包括将水洗水和中和水的过滤，滤出水和反应水的混合，并加入一种有机溶剂进行共沸蒸馏，蒸出水全部套用于下批反应的水洗水。剩余釜液经过过滤后，所得液相用于下一批共沸蒸馏的有机溶剂。过滤后的固相和水洗、中和滤渣混合后当工业垃圾高温焚烧，能烧去90%的固体，仅剩10%左右的固废。
以一种一步法生产N –苯基马来酰亚胺工艺所产生的废水为例，该法每吨产品约产生反应水0.13吨，萃取水1.06吨，中和水0.7吨。三种废水的COD都在200000ppm左右，如果直接当做废水处理，按预处理的稀释量计算，一吨废水预处理成本约为8000元，每吨产品将增加成本15120元。如果按照本方法处理，每吨产品约产生固废0.122吨，固废焚烧的成本是每吨5000元左右，故处理成本为610元。而混合水蒸馏，每吨约耗费蒸汽0.6吨，而每吨蒸汽的成本是160-180元， 1.19吨混合水能耗成本是128元，故三废处理的总成本是每吨738元。因此既操作简单，有成本低廉，还不产生废水，很适合工业化生产，是一条绿色环保的工艺。
具体过程如下：将N–苯基马来酰亚胺水洗水和中和水分别带真空抽滤，滤除有机残渣。剩余的过滤水和反应水混合，加入水总量18~ 40%（较佳18~ 32%）的有机混合溶剂进行共沸蒸馏。蒸出的水套用于反应液后处理的水洗工序，将蒸馏的釜液过滤出滤渣后和之前水洗水、中和水的滤渣混合，送去焚烧。滤液作为有机溶剂再次用于下一批的共沸蒸馏。
本发明高浓度、高酸度的原始废水是由采用一步法合成N-苯基马来酰亚胺的新工艺中所有的水相，由反应水、水洗水、中和水三项组成。其中反应水中有机酸的含量在2~15%，水洗水中有机酸的含量为28.65~35.72%，中和水中有机盐的含量为24.73~34.53%，该废水浓度大，酸含量高，很难进行生化处理。如果对水相中的有机物进行回收后套用于合成反应阶段，会使反应中毒，大大影响产品收率和质量，故该废水中物质不具备回收的意义。
本发明将水洗水和中和水进行过滤，可以减少水中的固含量，降低共沸蒸馏时的能耗，且过滤时带一定真空，一方面可以节约过滤时间，还降低滤渣中的含水量，较佳真空度为-0.032~-0.056Mpa。
本发明将于过滤后的滤出水和反应水混合后再进行蒸馏，并需要加入一种有机溶剂进行混合蒸馏，该有机溶剂的沸点100~169℃，为苯、甲苯、二甲苯、氯化苯、乙醇、丙酮，N,N’-二甲基甲酰胺，N,N’-二甲基乙酰胺中的两种和三种组成，有机溶剂中两种溶剂的体积比是1:4~10，或三种溶剂的体积比是1:4~10:32~50。优选苯、甲苯、二甲苯、氯化苯、丙酮，N,N’-二甲基甲酰胺，N,N’-二甲基乙酰胺中沸点在106~155℃之间的两种溶剂。
本发明共沸蒸馏时加入于有机溶剂，可以保证蒸出水的质量，该有机溶剂的用量以反应水和水洗、中和过滤水总量的18~ 32%为宜，过多会增加蒸馏时的能耗，过少则起不到防止有机物随水分蒸发带出的效果。
本发明共沸蒸馏的出水率在69.5%~72.8%，可以优化为70%~72.23%，蒸出水中有机物的含量在0.5~1.8%，可以优化为0.5~1.35%之间。共沸蒸馏后的釜液温度在88~139℃之间时为液相，冷却至室温后过滤，所得液相用于下一批共沸蒸馏的有机溶剂，过滤后的固相和水洗、中和滤渣混合后当工业垃圾高温焚烧。
本发明相对于现有技术:（1）本发明直接可对生产工艺中的原始废水进行处理，包括反应水，水洗水和中和水。（2）本发明先要将水洗水和中和水进行过滤，因为过滤可以节约时间，还能节省能耗。（3）本发明将水洗和中和的过滤出水和反应水混合后加入有机溶剂共沸蒸馏，一方面能使蒸馏时的低沸组分留在有机相中，防止温度升高时随着水份带出而影响蒸出水的质量，控制蒸出水的有机物含量在0.5~1.8%，另一方面也方便将釜底的残渣放出，将残渣过滤，剩下的溶剂可重复使用。（4）本发明蒸馏时出水率在70~72.23%，和水洗工序时的洗水用量持平。（5）本发明蒸馏出的蒸出水能够全部套用于水洗工序，使得整个N-苯基马来酰亚胺生产工艺都不产生废水，仅产生少量固废。由于固废组成是碳氢化合物，故可焚烧掉90%。焚烧过程中产生CO2气体，对环境 不产生毒害。（6）本发明成本低廉，较适合工业化生产，是一条绿色环保的工艺路线。
具体实施方式
实施例1
将194.1g酸含量为30.72%的萃取水，和30.4g盐含量24.73%的中和水在-0.025Mpa下过滤20min,共得到9.3g滤渣，176.4g滤出水。将过滤水与27.3g酸含量为2.6%的反应水混合，加入60ml甲苯和二甲苯的混合溶剂进行共沸蒸馏，出水166.8g，其中有机物含量为1.5%。将釜液冷却到室温过滤，得滤渣14.4g，滤液75ml。将滤渣混合后焚烧，得固体2.5g。将蒸馏出水套用于一步合成N-苯基马来酰亚胺的水洗工序，得到含量为99.23%的成品。
实施例2
操作条件同实施例1，加入70ml N,N’-二甲基甲酰胺和二甲苯的混合溶剂进行共沸蒸馏，出水170.2g，其中有机物的含量是0.9%。将釜液冷却到室温过滤，得滤渣13.9g，滤液97ml。将滤渣混合后焚烧，得固体2.0g。将蒸馏出水套用于一步合成N-苯基马来酰亚胺的水洗工序，得到含量为98.53%的成品。
实施例3
操作条件同实施例1，将183.3g酸含量为32.34%的萃取水，和28.7g盐含量34.53%的中和水在-0.035Mpa下过滤20min,共得到10.6g滤渣，170.8g滤出水。将过滤水与27.3g酸含量为5.6%的反应水混合，加入65ml甲苯和二甲苯的混合溶剂进行共沸蒸馏，出水153.4g，其中有机物含量为1.8%。将釜液冷却到室温过滤，得滤渣13.2g，滤液83ml。将滤渣混合后焚烧，得固体2.7g。将蒸馏出水套用于一步合成N-苯基马来酰亚胺的水洗工序，得到含量为98.67%的成品。
本发明的保护范围不仅限于以上实施例，凡是权利要求书上提到的，以及本领域技术人员能类推到的变形均在保护范围内。