申请日2012.06.15
公开(公告)日2012.10.03
IPC分类号C07C51/02; C07C63/26
摘要
本发明公开了一种以碱减量废水为原料制备对苯二甲酸的方法，是以碱减量废水为原料，包括酸析工艺过程，其控制酸析反应过程中反应溶液的pH=3-4.1,反应温度为70-85℃;酸析过程中的搅拌速度350-420r/min。通过控制反应过程中酸析反应的溶液PH值，反应温度与搅拌速度等制备出可应用于制备对苯二甲酸氢钾的对苯二甲酸产品，生产工艺简单，生产成本低。
权利要求书
1.一种以碱减量废水为原料制备对苯二甲酸的方法，以碱减量废水为原料，包括酸析工艺过程，其特征是控制酸析反应过程中反应溶液的pH=3-4.1,反应温度为70-85℃;酸析过程中的搅拌速度350-420r/min。
2.依据权利要求1所述的碱减量废水为原料制备对苯二甲酸的方法，其特征是所述酸析反应过程中控制加入酸液的浓度为20-30Wt%，加入速度为3.5-4.5ml/min;所述酸液为硫酸溶液。
3.依据权利要求1所述的碱减量废水为原料制备对苯二甲酸的方法，其特征是所述酸析反应结束后，生成的对苯二甲酸，经压滤得到的滤液回收后再返回到酸析反应装置中继续循环利用。
说明书
以碱减量废水为原料制备对苯二甲酸的方法
技术领域：本发明涉及一种制备对苯二甲酸的方法，特别是一种以碱减量废水为原料制备对苯二甲酸的方法。
背景技术：对苯二甲酸以下简称PTA，是合成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET、涤纶)、聚对苯二甲酸丁二醇(PBT)等聚酯的基础化工原料，目前生产PTA主要普遍采用精对二甲苯(PX)空气催化氧化法。 随着我国国民经济快速持续发展，对涤纶级和工程塑料PET的需求十分强劲，据统计我国PET的生产量已超过日本，加工量已超过美国，成为全球PET生产、加工及消费大国。由于生产PTA的原料对二甲苯(PX)价格不断攀升，PTA的需求量巨大，虽然我国建成和在建的十几万吨及几十万吨级PTA生产装置有多条， 但从需求的态势来分析，PTA仍难满足国内需求，仍需大量进口。
所以碱减量废水为原料生产PTA一直是人们关注的课题。采用可行有效的方法从废水中回收PTA，既是贯彻可持续发展战略，实现废弃资源的再利用，又能大大提高后续污水处理的可生化性，提高废水处理达标率。
据估算每万平方米涤纶织物将产生30～50吨的碱减量废水，约占印染废水总量的10～15%，而COD量占印染废水总量达到50～70%。据不完全统计2010年我国涤纶产量达到2180万吨，约可产生碱减量废水9.2亿吨，其中含PTA约100万吨。由于碱减量废水中污染物浓度高，碱性大，微生物降解性差，常常使污水处理系统的生化池遭受破坏性冲击，使得碱减量废水成为印染行业污染重，处理难度大的废水。
中国专利申请号为200610053828.9《一种色纤碱减量废水的处理与回收工艺》其对碱减量工艺产生的浓稀两股废水分质处理，先采用脱色剂进行脱色，然后通过酸析法与膜法相结合，从碱减量废水中回收PTA，回收率可达90%。虽然其回收率高，回收的PTA应用范围更广，但其回收工艺复杂，设备投资大，生产成本高，难以在实际的工业化生产中应用 。
发明内容：本发明提供一种以碱减量废水为原料制备对苯二甲酸的方法，其主要以碱减量废水为原料，通过控制反应过程中酸析反应的溶液PH值，反应温度与搅拌速度等制备出可应用于制备对苯二甲酸氢钾的对苯二甲酸产品，生产工艺简单，生产成本低。
本发明以碱减量废水为原料制备对苯二甲酸的方法，是以碱减量废水为原料，包括酸析工艺过程，其控制酸析反应过程中反应溶液的pH=3-4.1,反应温度为70-85℃;酸析过程中的搅拌速度350-420r/min。
本发明所述酸析反应过程中优选控制加入酸液的浓度为20-30Wt%，加入速度为3.5-4.5ml/min;所述酸液为硫酸溶液。
所述酸析反应结束后，生成的对苯二甲酸，经压滤得到的滤液，回收后再返回到酸析反应装置中继续循环利用。
本发明以碱减量废水为原料，经沉淀、酸析、洗涤、中和、脱水及干燥等工艺过程生产对苯二甲酸的新工艺，碱减量废水中PTA的回收率达90%，回收的PTA酸值≥450 (KOH) mg /g，或≥450 (NaOH) mg /g，灰分≤0.11%。
碱减量废水中的对苯二甲酸二钠溶于碱性水溶液中，而在酸析过程中和硫酸发生中和反应，析出难溶于水的沉淀物PTA和硫酸钠。
本发明方法改变了传统工艺中酸析反应母液直接排放造成废水污染，中和反应母液循环利用，提高了原料硫酸等的利用率。革除传统处理回收工艺中的碱溶、活性炭除杂等高能耗、高物耗工序。
若碱减法量废水不经处理直接排放，将对环境特别是对水质及水生物造成巨大的危害，并造成宝贵的PTA资源白白的浪费。本发明从碱减量废水中回收PTA，工艺中结晶母液可循环利用，对降低污水处理系统中生化池的压力，实现废水的达标排放作用重大，生产工艺简单，生产成本低，可操作性强，实现工业化连续生产。
本发明生产工艺流程如下：碱减量废水原料→集水调节池→沉淀→酸析反应→压滤→废水陈化、生化处理→沉降排放。
工艺说明：先将碱减量废水汇集到集水池，后送往调节池对PH值进行适当调节。随后碱减量废水被送到沉淀池。在沉淀池中加入絮凝剂，使得碱减量废水中的一些杂质及固体颗粒被除去，而后将该碱减量废水送往酸化反应塔中进行酸析反应;反应结束后，废水送去压滤，得到PTA粗产品。经压滤得到的滤液，回收后再返回到酸析反应装置中继续循环利用。废水送往生化处理、生化处理后废水经沉降达标排放;沉淀池产生的污泥一并送往污泥浓缩池，处理后卫生填埋。
利用本发明方法生产的对苯二甲酸产品经江西省分析测试中心检测，各项指标均达到质量要求。
产品名称：对苯二甲酸，
检验类别：委托，
委托单位：万载县建坤化工有限公司，
样品状况：固体，
检验环境条件：温度：24℃，湿度：70%，
检验项目 检验结果
灰分 0.11%
酸值 478 (NaOH)mg/g 。
附图说明：图1为本发明方法生产的对苯二甲酸产品的红外光谱图。
由本发明红外光谱图与标准PTA的红外光谱图进行对照，本发明的谱图的吸收峰位置和标准PTA的吸收峰几乎一样，但还有些微小差异，表明本发明回收的PTA产物中存在少量杂质，可应用于制备对苯二甲酸氢钾等产品。
具体实施方式:下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
本发明生产对苯二甲酸的方法是以碱减量废水为原料进行生产，先将碱减量废水汇集到集水池，然后送往调节池对PH值进行适当调节;随后将经调节好的碱减量废水送到沉淀池;在沉淀池中加入絮凝剂，使得碱减量废水中的一些杂质及固体颗粒被除去，得到除杂后的碱减量废水，而后将该碱减量废水送往酸化反应塔中，进行酸析反应;控制酸析反应过程中反应溶液的反应温度为70-85℃，酸析反应过程中的搅拌速度350-420r/min。以硫酸溶液作为本发明酸析反应过程中加入的酸液，并控制加入硫酸溶液的质量浓度为20-30Wt%，其滴加速度为3.5-4.5ml/min;反应结束后，得到反应液进行压滤，得到PTA粗产品，经压滤得到的滤液，回收后再返回到酸析反应装置中继续循环利用，实现了工艺中结晶母液可循环利用。PTA粗产品经后续处理即为PTA产品，废水送往生化处理、生化处理后废水经沉降达标排放。
实施例1
以浙江省绍兴某纺织印染有限公司排放的碱减量废水为本发明原料，经检测该碱减量废水中的有机物含量(COD)在10000～40000mg/L之间，PH≥12，BODs为1600;将该碱减量废水汇集到集水池，然后送往调节池对PH值进行适当调节，使其由强碱性变为中性左右;随后将上述经调节好的碱减量废水送到沉淀池;在沉淀池中加入絮凝剂，使得碱减量废水中的一些杂质及固体颗粒被除去，得到除杂后的碱减量废水，而后将该碱减量废水送往酸化反应塔中，进行酸析反应;在酸析反应过程中，加入质量浓度为25%的硫酸溶液，控制滴加硫酸溶液的速度在4.2ml/min，反应温度为80℃，酸析反应过程中的搅拌速度400-420r/min，并控制酸析反应过程中反应溶液的pH=3-4.1。反应结束后，把得到含对苯二甲酸的反应液进行压滤，得到结晶体PTA粗产品;压滤后滤液回收，回收的滤液以母液的形式再加入到酸析反应塔中循环再利用，把得到的PTA粗产品经后续处理即为PTA产品，废水送往生化处理，排放的废水COD不超过800mg/L，PH在7-9废料填埋。经检测生产出的PTA产品符合质量要求。
实施例2
除下述说明的情况外，其余与实施例1相同，在酸析反应过程中，加入质量浓度为28%的硫酸溶液，控制滴加硫酸溶液的速度在4 ml/min，反应温度为75℃，反应过程中的酸析搅拌速度390r/min，并控制酸析反应过程中反应溶液的pH=4。