一种含氟废水的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种含氟废水的处理方法，所述含氟废水采用废水处理精馏系统处理，所述废水处理精馏系统包括精馏釜、填料精馏塔、冷凝器和贮液器，所述方法为：将含氟废水从精馏釜的废液进口通入，同时将吸水溶剂从溶剂进口通入，从出气口采出氟化氢，当填料精馏塔塔顶温度高于氟化氢采出温度时，停止采集；逐步升高精馏釜温度至80～150℃、0.110～0.120MPa，从出气口采出三氟乙酸，当填料精馏塔塔顶温度高于三氟乙酸采出温度时，停止采集；本发明专利技术所述废水处理方法分离效果好，产品纯度高，氟化氢回收率可达98.6%，产品纯度可达99.9%，三氟乙酸回收率可达99.0%，产品纯度可达99.8%，不产生任何三废，处理过程中产生的浓酸可重复利用。

【技术实现步骤摘要】
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本专利技术涉及一种废水处理方法，特别涉及一种含氟化氢和三氟乙酸废水的处理方法。(二)
技术介绍
三氟乙酸在工业上用途极广。三氟乙酸(trifluoroacetic acid,简称TFA)及其衍生物，包括酐、酯、过酸等在有机化学和生物化学中是非常有用的试剂，在合成化学中作为引入-CF3结构的基本原料外，它还被用作催化剂和溶剂。由于其较低的亲核性和-CF3基的化学惰性，三氟乙酸是氟化、硝化及卤化反应的优良溶剂。以三氟乙酸作催化剂对许多反应有利，如芳族化合物的烷基化、酰基化、烯烃的聚合和调聚反应以及由肟转化为酰胺的贝克曼重排等。工业生产时经常会出现氟化氢和三氟乙酸的稀溶液，往往难以回收和再利用，直接导致了资源的浪费和经济效益损失，同时也对环保增加了压力。氟化氢和三氟乙酸均与水形成共沸。氟化氢与水形成共沸，其共沸点为111-112°C，共沸组成为氟化氢(38%)和水(62%)(CN1119010A，1996);三氟乙酸与水形成沸，其共沸点为105-106°C，共沸组成为三氟乙酸(80%)和水(20%) (CA729679A，1966)，这使得要想使用常规精馏来分离氟化氢、三氟乙酸和水很难进行。也有专利提出通过去除低附加值组分氟化氢，回收高附加值组分三氟乙酸的思路。如采用氧化硅或氧化铝，生成六氟合硅酸钠或氟铝酸钠(CN101948378A ；CN202107647U),由于六氟合硅酸钠和氟铝酸钠溶度积较大(?ο-4),氟离子沉淀不彻底，导致终产品中氟含量很高，且不能回收氟化氢，均不能满足工业需求。(三)
技术实现思路
本专利技术目的是提供，通过消除三氟乙酸、氟化氢和水间的相互作用力，消除共沸现象，然后采用精馏的方式分别回收氟化氢和三氟乙酸，达到工业需求，增加经济效益。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:采用三氧化硫/浓硫酸、五氧化二磷/浓磷酸等体系吸水，将三氟乙酸和氟化氢解离，然后采用精馏的方法将三氟乙酸蒸出。同时生产硫酸/磷酸、三氟乙酸和氟化氢产品。本专利技术采用的技术方案是:本专利技术提供，所述含氟废水采用废水处理精馏系统处理；所述废水处理精馏系统包括精馏釜、填料精馏塔、冷凝器和贮液器，所述精馏釜设有废液进口、溶剂进口和废液出口，所述填料精馏塔顶部设有出气口和回流液进口，所述填料精馏塔内以石墨拉西环作为填料，所述冷凝器设有进气口和冷凝液出口，所述贮液器设有进液口、出液口和回流液出口 ；所述精馏釜顶部与填料精馏塔底部相通，所述填料精馏塔出气口与冷凝器进气口相通，所述冷凝器的冷凝液出口与贮液器的进液口相通，所述贮液器的回流液出口与填料精馏塔回流液进口相通，所述含氟废水处理方法为:将含氟废水从精馏釜的废液进口通入，同时将吸水溶剂从溶剂进口通入，所述吸水溶剂为不挥发性强酸，在0.110~0.120MPa、20~80°C条件下搅拌反应至水分被充分吸收(优选30~240min)，开启冷凝器并全回流条件下加热精馏釜至60~100°C、0.110~0.120MPa，不断调节回流比使填料精馏塔塔顶温度维持在19~28°C、0.100~0.105MPa,从出气口采出氟化氢，当填料精馏塔塔顶温度高于氟化氢采出温度时(HF的沸点在20°C左右，当HF收集得差不多，塔顶温度会高于20°C，该阶段温度升高会非常快，需在达到一个合适的温度时停止采集。过高的温度时停止，收率升高，但纯度下降)，停止采出；逐步升高精馏釜温度至80~150°C、0.110~0.120MPa，调节回流比使填料精馏塔塔顶温度维持在72~75°C、0.100~0.105MPa，从出气口采出三氟乙酸，当填料精馏塔塔顶温度高于三氟乙酸采出温度时，停止采出，精馏塔内的残液经废液出口排出后用作吸水溶剂重复使用或作为浓酸产品出售。进一步，本专利技术所述含氟废水是指含有三氟乙酸和氟化氢的水溶液，所述含氟废水中三氟乙酸质量浓度为29~40%，氟化氢质量浓度为10~18%。进一步，所述吸水溶剂为含有质量浓度30%S03的发烟硫酸、三氧化硫、五氧化二磷或质量浓度95%的浓磷酸。所述吸水剂水溶液中吸水剂的种类很多，并非仅限于优选的几种；吸水剂中的关键更在于S03、P205等，首次加入量按废水中含水量等摩尔SO3或P2O5再折算成吸水剂加入，后期只需在吸水剂残液中通入SO3或P2O5即可，通常所述吸水溶剂的质量加入量为含氟废水质量的120~920%。进一步，所述吸水溶剂加入精馏釜后，在0.1 IOMPa,20~70 V条件下搅拌反应30~240min至精懼爸内水分被完全吸收。进一步，所述氟化氢收集条件为:加热精馏釜至65~80°C、0.llOMPa，调节冷凝液回流比使填料精馏塔 塔顶温度维持在19~28°C、0.100~0.105MPa。进一步，所述三氟乙酸收集条件为:加热精馏釜至90~150°C、0.110~0.115MPa，调节冷凝液回流比使填料精馏塔塔顶温度维持在72~75°C、0.100~0.105MPa。本专利技术所具有的有益效果是:本专利技术所述废水处理方法克服氟化氢、三氟乙酸与水的相互作用，分离效果好，产品纯度高，回收率较大，氟化氢回收率可达98.6%，产品纯度可达99.9%，符合工业要求，三氟乙酸回收率可达99.0%，产品纯度可达99.8%，符合工业要求；不产生任何三废，处理过程中产生的浓酸可重复利用；设备普通，操作简单，可以与磷酸、硫酸联产工艺结合，显著提高经济效益。(四)【附图说明】图1本专利技术含氟废水处理系统图，1-精馏釜、2-废液进口、3-填料精馏塔、4-冷凝器、5-贮液器、6-出液口、7-溶剂进口、8_废液出口、9-出气口、10-回流液进口、11-进气口、12-冷凝液出口、13-进液口、14-回流液出口。(五)【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此:实施例1参照图1，本专利技术采用间歇精馏的方式利用废水处理精馏系统处理含氟废水；所述废水处理精馏系统包括精馏釜1、填料精馏塔3、冷凝器4和贮液器5，所述精馏釜I设有废液进口 2、溶剂进口 7和废液出口 8，所述填料精馏塔3顶部设有出气口 9和回流液进口10，所述填料精馏塔内以Φ3Χ3_石墨拉西环作为填料，所述冷凝器4设有进气口 11和冷凝液出口 12，所述贮液器4设有进液口 13、出液口 6和回流液出口 14 ;所述精馏釜顶部与填料精馏塔底部相通，所述填料精馏塔出气口 9与冷凝器进气口 11相通，所述冷凝器的冷凝液出口 12与贮液器的进液口 13相通，所述贮液器的回流液出口 14与填料精馏塔回流液进口 10相通。精馏釜容积约为2L，填料精馏塔塔高2m，塔体内径20mm，塔身填料为Φ3X 3mm石墨拉西环，填料部分总高约1.5m。将50g含30wt%三氟乙酸，10wt%氟化氢的工业废水从精馏釜的废液进口加入精馏釜中，再从溶剂进口加入450g含有30wt%S03的发烟硫酸，在25°C、0.1lOMPa下搅拌反应30min至水分被完全吸收，开启冷凝器并在全回流条件下加热精馏釜温度至70°C、釜压0.llOMPa，不断调节回流比控制填料精馏塔塔顶温度21~28°C、压力0.lOOMPa，从出气口采出氟化氢，当填料精馏塔塔顶温度高于28°C时停止采集。然后逐步升高精馏釜热负荷至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含氟废水的处理方法，所述含氟废水采用废水处理精馏系统处理；所述废水处理精馏系统包括精馏釜、填料精馏塔、冷凝器和贮液器，所述精馏釜设有废液进口、溶剂进口和废液出口，所述填料精馏塔顶部设有出气口和回流液进口，所述填料精馏塔内以石墨拉西环作为填料，所述冷凝器设有进气口和冷凝液出口，所述贮液器设有进液口、出液口和回流液出口；所述精馏釜顶部与填料精馏塔底部相通，所述填料精馏塔出气口与冷凝器进气口相通，所述冷凝器的冷凝液出口与贮液器的进液口相通，所述贮液器的回流液出口与填料精馏塔回流液进口相通，其特征在于：所述含氟废水处理方法为：将含氟废水从精馏釜的废液进口通入，同时将吸水溶剂从溶剂进口通入，所述吸水溶剂为不挥发性强酸，在0.110～0.120MPa、20～80℃条件下搅拌反应至水分被完全吸收，开启冷凝器并在全回流条件下加热精馏釜至60～100℃、0.110～0.120MPa，不断调节回流比使填料精馏塔塔顶温度维持在19～28℃、0.100～0.105MPa，从出气口采出氟化氢，当填料精馏塔塔顶温度高于氟化氢采出温度时，停止采集；逐步升高精馏釜温度至80～150℃、0.110～0.120MPa，调节回流比使填料精馏塔塔顶温度维持在72～75℃、0.100～0.105MPa，从出气口采出三氟乙酸，当填料精馏塔塔顶温度高于三氟乙酸采出温度时，停止采集，精馏塔内的残液经废液出口排出后用作吸水溶剂重复使用或作为浓酸产品回收。...

【技术特征摘要】
1.一种含氟废水的处理方法，所述含氟废水采用废水处理精馏系统处理；所述废水处理精馏系统包括精馏釜、填料精馏塔、冷凝器和贮液器，所述精馏釜设有废液进口、溶剂进口和废液出口，所述填料精馏塔顶部设有出气口和回流液进口，所述填料精馏塔内以石墨拉西环作为填料，所述冷凝器设有进气口和冷凝液出口，所述贮液器设有进液口、出液口和回流液出口 ；所述精馏釜顶部与填料精馏塔底部相通，所述填料精馏塔出气口与冷凝器进气口相通，所述冷凝器的冷凝液出口与贮液器的进液口相通，所述贮液器的回流液出口与填料精馏塔回流液进口相通，其特征在于:所述含氟废水处理方法为:将含氟废水从精馏釜的废液进口通入，同时将吸水溶剂从溶剂进口通入，所述吸水溶剂为不挥发性强酸，在0.110~0.120MPa、20~80°C条件下搅拌反应至水分被完全吸收，开启冷凝器并在全回流条件下加热精馏釜至60~100°C、0.110~0.120MPa，不断调节回流比使填料精馏塔塔顶温度维持在19~28°C、0.100~0.105MPa，从出气口采出氟化氢，当填料精馏塔塔顶温度高于氟化氢采出温度时，停止采集；逐步升高精馏釜温度至80~150°C、0.110~0.120MPa，调节回流比使填料精馏塔塔顶温度维持在72~75°C、0.100...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏作君，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33