公布日：2022.06.10
申请日：2022.03.22
分类号：C02F1/26(2006.01)I;C02F1/20(2006.01)I;C07C231/24(2006.01)I;C07C233/05(2006.01)I;C02F101/34(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N
摘要
本申请涉及一种含DMAC工业废水的回收处理工艺，属于含DMAC废水处理的领域，包括以下工艺步骤：S1、萃取，以萃取剂对废水进行多级逆流萃取，萃取至废水中DMAC的含量低于0.5%，停止萃取，得到油相和水相，所述萃取剂为二氯甲烷；S2、分离，取步骤S1中的油相，蒸去萃取剂，得到回用的DMAC。本申请具有废水处理回收DMAC不易产生二次污染并且设备所需占地面积小的效果。
权利要求书
1.一种含DMAC工业废水的回收处理工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：S1、萃取，以萃取剂对废水进行多级逆流萃取，萃取至废水中DMAC的含量低于0.5％，停止萃取，得到油相和水相，所述萃取剂为二氯甲烷；S2、分离，取步骤S1中的油相，蒸去萃取剂，得到回用的DMAC；所述步骤S1的废水中还添加有浓度为5～10g/L的泡腾颗粒，所述泡腾颗粒包括以下质量份的原料：
所述泡腾颗粒的原料还包括被膜，所述被膜的喷涂量为酸剂和碱剂总质量的20-22％所述酸剂由酸组分和聚乙二醇按照质量比(2～3)：1混合得到；所述碱剂由碱组分和聚乙二醇按照质量比(2～3)：1混合得到；所述脱模剂为椰子油和正丁醇无规聚醚按照质量比1：(1～1.5)的混合物；所述被膜包括以下质量百分比的组分：
所述固化剂为马来酸和氯化铝按照质量比(1～1.2)：1的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种含DMAC工业废水的回收处理工艺，其特征在于：所述步骤S1中，萃取剂和废水的体积比为(1.5～2)：1。
3.根据权利要求1所述的一种含DMAC工业废水的回收处理工艺，其特征在于：所述酸组分为酒石酸、富马酸、柠檬酸和苹果酸中的至少一种；所述碱组分为碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钾和碳酸氢钾中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种含DMAC工业废水的回收处理工艺，其特征在于：所述脱模剂为椰子油和正丁醇无规聚醚按照质量比1：1.3的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种含DMAC工业废水的回收处理工艺，其特征在于：所述泡腾颗粒通过以下工艺制备得到：A1、备料，将酸剂的各原料混合均匀并造粒过筛，得到酸剂；将碱剂的各原料混合均匀并造粒过筛，得到碱剂；A2、压制，将步骤A1中得到的酸剂、碱剂混合，混合均匀后喷入脱模剂，混合均匀后压制造粒，取出后得到粗胚；A3、包被，在步骤A2得到的粗坯上喷涂被膜并干燥，得到泡腾颗粒。
6.根据权利要求5所述的一种含DMAC工业废水的回收处理工艺，其特征在于：所述步骤A2具体包括以下工艺步骤：A21、预浸，将步骤A1中得到的酸剂和碱剂放入熔融的聚乙二醇中，取出干燥后得到预包覆的酸剂和碱剂；A22、压制，将步骤A21中预包覆的酸剂和碱剂与脱模剂混合，混合均匀后压制造粒，取出后得到粗坯。
发明内容
为了改善目前常见的含DMAC废水处理回收工艺设计不合理的问题，本申请提供一种含DMAC工业废水的回收处理工艺。
本申请提供的一种含DMAC工业废水的回收处理工艺采用如下的技术方案：
一种含DMAC工业废水的回收处理工艺，包括以下工艺步骤：
S1、萃取，以萃取剂对废水进行多级逆流萃取，萃取至废水中DMAC的含量低于0.5％，停止萃取，得到油相和水相，所述萃取剂为二氯甲烷；
S2、分离，取步骤S1中的油相，蒸去萃取剂，得到回用的DMAC。
通过采用上述技术方案，用萃取剂对废水中的DMAC进行萃取，由于DMAC的沸点为约164℃，二氯甲烷的沸点为约40℃，萃取剂的沸点与DMAC的沸点差异较大，萃取后只需将萃取剂蒸去，即可得到纯度较高的DMAC。
可选的，所述步骤S1中，萃取剂和废水的体积比为(1.5～2)：1。
通过采用上述技术方案，为了在萃取效果成本之间获得平衡，需要控制萃取剂和废水的体积比，发明人通过大量实验，发现结合逆流萃取工艺时，萃取剂和废水的体积比为(1.5～2)：1时能够以较低的成本获得较好的萃取效果。
可选的，所述步骤S1的废水中还添加有浓度为5～10g/L的泡腾颗粒，所述泡腾颗粒包括以下质量份的原料：
【1】
所述泡腾颗粒的原料还包括被膜，所述被膜的喷涂量为酸剂和碱剂总质量的20-22％；
所述酸剂由酸组分和聚乙二醇按照质量比(2～3)：1混合得到；
所述碱剂由碱组分和聚乙二醇按照质量比(2～3)：1混合得到。
通过采用上述技术方案，在酸剂和碱剂外进一步包覆一层被膜，能够延缓泡腾颗粒的崩解起始时间，因此，泡腾颗粒加入时不会立刻崩解产生气体。随着逆流萃取的进行，泡腾颗粒外包覆的被膜掉落，酸剂和碱剂遇水产生大量气体，泡腾作用使得萃取剂和废水充分分散接触，促使废水中低含量的DMAC快速转移到萃取剂中。
一般来说，逆流萃取过程中的前几级逆流萃取的萃取效果较好，随着萃取级数的增加，废水中DMAC的含量越来越低，萃取难度越来越大，即使以萃取效果较好二氯甲烷作为萃取剂，也需要较多级逆流萃取才能获得较好的萃取效果。
发明人在做对照实验时发现，进一步增加泡腾颗粒，能够以更少的逆流萃取级数获得近似的萃取效果，从而缩短萃取周期，提高萃取效率。
可选的，所述酸组分为酒石酸、富马酸、柠檬酸和苹果酸中的至少一种；和/或，所述碱组分为碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钾和碳酸氢钾中的至少一种。
通过采用上述技术方案，酸组分和碱组分溶于水后会剧烈反应产生大量二氧化碳气体，从而产生泡腾效应，提高废水和萃取剂的接触面积，提高萃取效果。
可选的，所述脱模剂为椰子油和正丁醇无规聚醚按照质量比1：(1～1.5)的混合物。
通过采用上述技术方案，发明人发现，在将泡腾颗粒压制成型并取下后，进一步喷涂被膜之前，泡腾颗粒总是容易掉粉，发明人探究原因时发现，很大原因是压制成型时取出的过程中泡腾颗粒容易与模具发生粘连，取出过程中泡腾颗粒受到较大外力，容易导致泡腾颗粒的结构松散从而导致掉粉。
椰子油和正丁醇无规聚醚都是较为常用的脱模剂，但是，相较于两者之一单独使用，以椰子油和正丁醇无规聚醚复配使用，最终压制得到的泡腾颗粒掉粉率明显降低。这说明椰子油和正丁醇无规聚醚具有良好协同润滑、脱模效果。
可选的，所述脱模剂为椰子油和正丁醇无规聚醚按照质量比1：1.3的混合物。
通过采用上述技术方案，发明人发现，当脱模剂中椰子油和正丁醇无规聚醚的质量比为1：1.3时，制得的泡腾颗粒掉粉率特别低，这说明在此配比下，两者具有更好的协同润滑、脱模效果。
可选的，所述被膜包括以下质量百分比的组分：
【2】
通过采用上述技术方案，海藻酸钠和果胶在固化剂的作用下固化成膜，从而对整个泡腾颗粒形成包裹，而海藻酸钠和果胶固化交联后的特性决定了，其在水中的溶解速度并不快。因此，可以在进行萃取操作之前，直接将泡腾颗粒加入到废水中，泡腾颗粒并不会立刻崩解，只有随着逆流萃取的进行，泡腾颗粒表面的被膜脱落，内部的酸剂和碱剂遇水反应并产生剧烈的反应，促进萃取的进行。
可选的，所述固化剂为马来酸和氯化铝按照质量比(1～
1.2)：1的混合物。
通过采用上述技术方案，马来酸和氯化铝反离子溶液能够引起马来酸和果胶的固化交联，从而对泡腾颗粒形成良好的包覆。
发明人发现，相较于单纯使用马来酸或单纯使用氯化铝作为固化剂，以马来酸和氯化铝复配作为固化剂，能够进一步延缓泡腾颗粒的释放节点，从而使泡腾颗粒生效于逆流萃取的后段，提高后段低DMAC含量废水的萃取效果，从而降低所需的逆流萃取级数。
此外，发明人意外发现，若固化剂选用较为常规的氯化钙，虽然同样能够取得良好的泡腾和促进萃取的效果，但是强烈的泡腾效果导致必须在废水中加入消泡剂，否则逆流萃取中会产生大量泡沫。而以马来酸和氯化铝作为固化剂时，即使不添加消泡剂也并未产生大量泡沫。发明人在进一步做对照实验时发现，在以马来酸和氯化铝作为固化剂的基础上，脱模剂不论少了椰子油还是少了正丁醇无规聚醚，逆流萃取时都会产生大量泡沫。这意味着，固化剂和脱模剂之间存在协同消泡的作用。这可能是由于，椰子油中含有大量的月桂酸，而月桂酸和正丁醇无规聚醚在路易斯酸的催化下会发生酯化封端反应，而反应产物具有良好的抑泡、消泡性能。而氯化铝是一种路易斯酸，因而可能对椰子油和正丁醇无规聚醚的反应具有催化效果，从而生成了消泡效果良好的产物。当然，其实氯化钙也是路易斯酸，但是发明人做对照实验时发现氯化钙作为固化剂时，体系中仍然会产生较大量的泡沫，这可能是由于氯化钙的催化活性不足。
可选的，所述泡腾颗粒通过以下工艺制备得到：
A1、备料，将酸剂的各原料混合均匀并造粒过筛，得到酸剂；将碱剂的各原料混合均匀并造粒过筛，得到碱剂；
A2、压制，将步骤A1中得到的酸剂、碱剂混合，混合均匀后喷入脱模剂，混合均匀后压制造粒，取出后得到粗胚；
A3、包被，在步骤A2得到的粗坯上喷涂被膜并干燥，得到泡腾颗粒。
通过采用上述技术方案，酸碱分别造粒，能够大大降低制备过程中反应的可能，进一步将脱模剂喷入，压制造粒后，脱模剂能够大大降低酸剂、碱剂与模具之间粘连的可能，取出时粗坯的完整度提高，不易掉粉。
可选的，所述步骤A2具体包括以下工艺步骤：
A21、预浸，将步骤A1中得到的酸剂和碱剂放入熔融的聚乙二醇中，取出干燥后得到预包覆的酸剂和碱剂；
A22、压制，将步骤A21中预包覆的酸剂和碱剂与脱模剂混合，混合均匀后压制造粒，取出后得到粗坯。
通过采用上述技术方案，在粗坯上喷涂被膜时，由于被膜液干燥前含有大量水分，而各自造粒后得到酸剂和碱剂表层均存在酸组分和碱组分，此时喷涂被膜液容易导致酸组分和碱组分反应。在喷涂被膜之前，进一步在酸剂和碱剂外包覆熔融的聚乙二醇，能够大大降低酸组分和碱组分反应的可能，减少损失。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请通过对大量萃取剂的实验和筛选，发现以二氯甲烷作为萃取剂时，能够很好的将废水中的DMAC萃取分离，且由于二氯甲烷的沸点较低，只需在较低的温度下将二氯甲烷蒸去即可得到纯度较高的DMAC；
2.通过在萃取前的废水中加入带有被膜的泡腾颗粒，能够使得泡腾颗粒在逆流萃取的后段产生泡腾作用，促使后段废水中低含量的DMAC向萃取剂中转移，减少逆流萃取所需级数；
3.通过限定脱模剂的组成和配比，能够获得更好的脱模效果，以降低泡腾颗粒的掉粉率；
4.通过限定被膜中各组分的组成和配比，特别是固化剂的组成和配比，能够与脱模剂协同获得良好的抑泡、消泡作用。
（发明人：朱伟文;孟芫茹）