申请日2015.09.08
公开(公告)日2015.12.09
IPC分类号C02F103/36; C02F9/10
摘要
本发明公开了一种用于间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠工艺废水处理的复合沉降剂、双晶体离心机以及工艺;其中复合沉降剂由乙二醇和丙三醇混合组成，其在中性、低温的溶液中不会与溶液中的其他物质发生反应，并且能有效的降低三单体和硫酸钠在水中的溶解度，使得浓缩液中的三单体和硫酸钠结晶析出;同时通过设有双层旋转过滤组件的双晶体离心机进行固液分离，其能够将沉降后物料分离成硫酸钠、粗三单体以及沉降剂水溶液，分离方式设计巧妙、简单实用，大大简化了分离工艺;并且本发明整个处理过程均为物理过程，无化学过程，不会产生新的物质，也不会产生新的废水，能够基本实现三单体生产废水零排放，而且效益可观，具有极高的经济效益和环境效益。
权利要求书
1.一种用于间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠工艺废水处理的复合沉降剂，其特征在于：由乙二醇和丙三醇按照质量比5:5~7:3混合而成。
2.根据权利要求1所述的用于间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠工艺废水处理的复合沉降剂，其特征在于：所述乙二醇和丙三醇的质量比为6:4。
3.一种用于间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠工艺废水处理的双晶体离心机，其特征在于：包括机体以及其内依次间隔套装的双层旋转过滤组件，所述双层旋转过滤组件同轴安装且均通过传动机构与驱动电机连接，且其中内层旋转过滤组件上过滤介质的孔径大于外层旋转过滤组件上过滤介质的孔径。
4.根据权利要求3所述的用于间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠工艺废水处理的双晶体离心机，其特征在于：所述内层旋转过滤组件上的过滤介质为过滤网、外层旋转过滤组件上的过滤介质为滤布。
5.根据权利要求3或4所述的用于间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠工艺废水处理的双晶体离心机，其特征在于：所述外层旋转过滤组件与内层旋转过滤组件的转速比为6:1。
6.应用权利要求1或2任一所述复合沉降剂的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠工艺废水综合回收利用工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、蒸发工序：将三单体工艺废水精馏脱除甲醇后，进行蒸发浓缩至体积为浓缩前体积的30-40%，其中蒸发得到的蒸汽冷凝水转为工艺用水回用，蒸发浓缩得到的浓缩液转入下道工序;
(2)、沉降工序：将蒸发工序得到的浓缩液降温至30-35度，然后向其中加入占其体积3-5%的复合沉降剂，然后在搅拌下结晶;之后在搅拌的条件下送入分离工序;
(3)、分离工序：将经过沉降工序处理后的浓缩液根据粒径不同分别分离得到间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠晶体、硫酸钠晶体以及母液;然后将间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠晶体转至精制工序进行精制处理得到成品，将分离得到的母液转至复合沉降剂回收工序;
(4)、复合沉降剂回收工序：将分离工序得到的母液通过精馏处理回收复合沉降剂;回收后的复合沉降剂转至步骤(2)循环使用。
7.应用权利要求1或2任一所述复合沉降剂以及权利要求3-5任一所述双晶体离心机的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠工艺废水综合回收利用工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、蒸发工序：将三单体工艺废水精馏脱除甲醇后，进行蒸发浓缩至体积为浓缩前体积的30-40%，其中蒸发得到的蒸汽冷凝水转为工艺用水回用，蒸发浓缩得到的浓缩液转入下道工序;
(2)、沉降工序：将蒸发工序得到的浓缩液降温至30-35度，然后向其中加入占其体积3-5%的复合沉降剂，然后在搅拌下结晶;之后在搅拌的条件下送入分离工序;
(3)、分离工序：将经过沉降工序处理后的浓缩液通过双晶体离心机分离得到间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠晶体、硫酸钠晶体以及母液;然后将苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠晶体转至精制工序进行精制处理得到成品，将分离得到的母液转至复合沉降剂回收工序;
(4)、复合沉降剂回收工序：将分离工序得到的母液通过精馏处理回收复合沉降剂;回收后的复合沉降剂转至步骤(2)循环使用。
8.根据权利要求6或7所述的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠工艺废水综合回收利用工艺，其特征在于，所述步骤(3)中的精制处理为将分离得到的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠晶体通过水洗方式进行精制，所述水洗中的洗水来自于步骤(1)蒸发工序得到的蒸汽冷凝水;所述步骤(3)分离得到的硫酸钠晶体通过水洗方式进行精制，水洗产生的废水套用至步骤(1)的三单体工艺废水中。
9.根据权利要求6或7所述的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠工艺废水综合回收利用工艺，其特征在于，所述步骤(1)蒸发工序采用的蒸发浓缩设备为Mvr蒸发器;所述步骤(1)中蒸发工序中将三单体工艺废水进行蒸发浓缩至体积为浓缩前体积的35%。
10.根据权利要求6或7所述的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠工艺废水综合回收利用工艺，其特征在于，所述步骤(4)复合沉降剂回收工序精馏处理后的底料回收套用至步骤(1)的三单体工艺废水中。
说明书
用于间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠工艺废水处理的复合沉降剂、双晶体离心机以及工艺
技术领域
本发明涉及化工废水处理技术领域，具体涉及间一种苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠工艺废水的处理设备及工艺。
背景技术
间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠(俗称三单体)，分子式为C10H9O2SNa，主要用于合成阳离子可染聚酯(CDP)的第三单体，使CDP聚酯纤维对阳离子燃料具有良好的亲和性能，使CDP纤维可以常压染色，染色后色泽鲜艳、色谱齐全、色牢度高、不易褪色，并且具有良好的抗静电性、吸湿性、抗起球性和透气性，穿着舒适。生产方法为采用不同浓度的发烟硫酸或三氧化硫对间苯二甲酸进行磺化，再经甲醇酯化、纯碱或火碱中和、分离、精制而制得产品;分离过程产生的母液以及分离后水洗三单体产生的废水均具有高盐，高COD的特性，其中硫酸钠的含量为5%左右，三单体的含量为4%左右，围着本质上均为盐，但目前现有技术还没有明确的技术手段能够将二者通过结晶后进行分离;因此，目前三单体工艺废水的处理方法都处于试验阶段，现有技术多以萃取法为主，此法成本高，而且还产生新的废水，无法被三单体生产企业所接受。但是三单体工艺废水直接排出系统，又对环境造成污染;因此如何对三单体工艺废水进行回收处理一直是困扰本行业实现节能减排、清洁生产的一个重大问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠工艺废水处理的复合沉降剂、双晶体离心机以及废水综合回收利用工艺，解决现有技术中三单体工艺废水难以回收利用的问题。
首先本发明提供一种用于间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠工艺废水处理的复合沉降剂，其应用于三单体工艺废水中其一能够降低硫酸钠在水中的溶解度而结晶析出且能够增大硫酸钠的结晶颗粒，其二能够降低三单体在水中的溶解度而结晶析出，最终实现硫酸钠和三单体均结晶析出且二者粒径出现明显梯度，即硫酸钠结晶颗粒大、三单体结晶颗粒小;上述复合沉降剂具体组成为：由乙二醇和丙三醇按照质量比5:5~7:3混合而成;进一步优选为：所述乙二醇和丙三醇的质量比为6:4。
其次本发明提供一种用于间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠工艺废水处理的双晶体离心机，双晶体离心机用于将沉降后的得到的硫酸钠、低三单体根据粒径不同进行分离，其技术方案是：包括机体以及其内依次间隔套装的双层旋转过滤组件，所述双层旋转过滤组件同轴安装且均通过传动机构与驱动电机连接，且其中内层旋转过滤组件上过滤介质的孔径大于外层旋转过滤组件上过滤介质的孔径。优选的，所述内层旋转过滤组件上的过滤介质为过滤网、外层旋转过滤组件上的过滤介质为滤布;所述外层旋转过滤组件与内层旋转过滤组件的转速比为6:1。双晶体离心机的原理是基于充分考虑了硫酸钠结晶颗粒大、三单体结晶颗粒小的特性，因此设计了两层过滤结构，通过设置孔径不同的过滤介质来实现硫酸钠和三单体的分别分离，克服了现有常规离心机只能实现单一的固液分别、而不能在固液分离的同时对不同粒径的结晶体同步分离的弊端。当然，上述双晶体离心机的应用范围不限于本发明中硫酸钠和三单体结晶体的分离，也能够适用于其他行业类似的分离需求，同时为多种结晶物料的分离开拓了设计思路。
接着我们提供一种间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠工艺废水综合回收利用工艺，其具体步骤如下，且其中步骤(2)沉降工序采用的复合沉降剂即上文所述的复合沉降剂：
(1)、蒸发工序：将三单体工艺废水精馏脱除甲醇后，进行蒸发浓缩至体积为浓缩前体积的30-40%，其中蒸发得到的蒸汽冷凝水转为工艺用水回用，蒸发浓缩得到的浓缩液转入下道工序;
(2)、沉降工序：将蒸发工序得到的浓缩液降温至30-35度，然后向其中加入占其体积3-5%的复合沉降剂，然后在搅拌下结晶;之后在搅拌的条件下送入分离工序;所述结晶时间优选为1小时;
(3)、分离工序：将经过沉降工序处理后的浓缩液根据粒径不同分别分离得到间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠晶体、硫酸钠晶体以及母液;然后将间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠晶体转至精制工序进行精制处理得到成品，将分离得到的母液转至复合沉降剂回收工序;
(4)、复合沉降剂回收工序：将分离工序得到的母液通过精馏处理回收复合沉降剂;回收后的复合沉降剂转至步骤(2)循环使用。
为了进一步提高上述间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠工艺废水综合回收利用工艺得到产品的回收质量、收率以及中水回用的利用率，我们对上述方案做进一步改进：
所述步骤(3)中的精制处理为将分离得到的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠晶体通过水洗方式进行精制，所述水洗中的洗水来自于步骤(1)蒸发工序得到的蒸汽冷凝水。由于蒸发得到的蒸汽冷凝水，其洁净度很高，完全能够直接用于三单体水洗工艺，既实现了工艺水的回用、减少新鲜水的用量，同时也能保证三单体精制后的产品质量。
所述步骤(3)分离得到的硫酸钠晶体通过水洗方式进行精制，水洗产生的废水套用至步骤(1)的三单体工艺废水中。通过上述水洗精制的硫酸钠晶体烘干后纯度可达到99%以上。
所述步骤(1)中蒸发工序采用的蒸发浓缩设备为Mvr蒸发器;所述步骤(1)中蒸发工序中将三单体工艺废水进行蒸发浓缩至体积为浓缩前体积的35%。
所述步骤(4)中复合沉降剂回收工序精馏处理后的底料回收套用至步骤(1)中的三单体工艺废水中。
本发明中的复合沉降剂在中性、低温的溶液中不会与溶液中的其他物质发生反应，并且能有效的降低三单体和硫酸钠在水中的溶解度，使得浓缩液中的三单体和硫酸钠结晶析出;同时通过双晶体离心机能够将沉降后物料分离成硫酸钠、粗三单体以及沉降剂水溶液，分离方式设计巧妙、简单实用，大大简化了分离工艺;通过本发明的综合回收利用工艺处理后，三单体工艺废水中三单体和硫酸钠的回收率分别达到93%以上(最高超过95%)和90%以上(最高超过93%)，精制后的三单体达到优级标准，精制后硫酸钠晶体纯度可达到99%以上，并且整个处理过程均为物理过程，无化学过程，不会产生新的物质，也不会产生新的废水，能够基本实现三单体生产废水零排放，而且效益可观，具有极高的经济效益和环境效益。