利用均苯四甲酸二酐工艺废渣生产的螯合尿素及生产方法技术

本发明专利技术提供了一种利用均苯四甲酸二酐工艺废渣生产的螯合尿素及生产方法。该螯合尿素是生产均酐的有机酸废渣与尿素在磷酸盐催化剂作用下反应得到，其中有机质含量≥200g/L，N与P2O5的质量和≥200g/L；本发明专利技术还提供了一种有机钾水溶性肥，可由含有机钾的水溶液与上述螯合尿素混合而成，也可由含有机钾的水溶液与生产均酐的有机酸废渣、尿素在磷酸盐催化剂作用下的反应得到。本发明专利技术利用生产均酐的有机酸废渣作为原料，在提供螯合尿素的基础上，还获得一种优良的有机钾水性肥，不仅实现了有机酸废渣的无害化、零排放的处理，更实现了资源的综合利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用均苯四甲酸二酐工艺废渣生产的螯合尿素及生产方法，属于化工环保领域。
技术介绍
均苯四甲酸二酐(均酐)是一种有机化工中间体，以其为原料生产的工程塑料、涂料助剂、塑料助剂、粘接剂等，尤其是作为聚酰亚胺的生产原料，制备的聚酰亚胺薄膜、聚酰亚胺树脂等产品，以其优异的电绝缘、耐高低温、机械等性能在机电、电子、航空等诸多领域被广泛应用。由于均苯四甲酸二酐熔点高，制备过程的副反应多，排放物包括了废酸水和废渣。工业上生产均酐的方法通常采用液相氧化法或空气气相氧化法。不同生产方法的各环节工段会产生相应的副产品和三废排放物，例如利用均四甲苯气相氧化制备均酐过程，来自后续捕集器(通常是第三和第四捕集器)的固体产物均酐含量已经很低，作为废渣处理，这些废渣主要含有均苯四甲酸、偏苯三酸酐、4,5-二甲基苯酐、二甲基苯二甲酸、甲基苯酐、苯酐、苯甲酸等，因此，将这些废渣统称为有机酸废渣，化学成分是多元酸，可以用分子式R-(COOH)n作为通式表示，其中n＝1-4，R为C4-C10的烃类。有统计，目前国内均酐装置每年生产中产生的上述副产物以千吨计，对于这些副产物，普遍都没有处理利用而只是简单地采用集中堆积、掩埋，这不仅会污染地表和地下水，还会严重危害和破坏生态平衡。作为均酐生产的另一类重要排放，是生产过程中反应尾气洗涤和均酐水解生产均苯四甲酸时产生的大量高浓度有机酸废水，目前都采用稀释后直接进入生化池处理，这样不仅处理费用高、浪费资源，而且还无法保证完全清除废水中的酸性及某些毒性物质。现有技术中，对于均酐生产中的废水处理也有报道采用“隔油-催化氧化-中和-混凝-UFB厌氧-组合生物接
触氧化工艺-气浮”工艺，其中采用Fenton试剂催化氧化预处理，可降低废水的COD的指标，使其可生化性显著提高，有助于后续的生化处理，但是Fenton试剂预处理均酐废水的方法需要经过很多步骤，且工艺处理复杂，才能使废水达到排放标准，废水处理的成本较高。目前对于生产均苯四甲酸二酐(均酐)过程所排放的有机酸废渣并没有较好的处理方法，因此如何更合理利用均苯四甲酸二酐生产过程中排放的有机酸废渣，探索和拓宽有机酸废渣的应用途径，真正实现变废为宝，是化工环保领域面临的重大问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种利用均苯四甲酸二酐工艺废渣生产的螯合尿素及生产方法，利用生产均苯四甲酸二酐(均酐)过程的排放物-有机酸废渣作为原料生产尿素产品，实现了对生产均苯四甲酸二酐的排放物的无害化处理和高值化利用。本专利技术还提供一种有机钾水溶性肥，利用生产均苯四甲酸二酐(均酐)过程的排放物-有机酸废渣作为原料，在提供螯合尿素的基础上，进一步获得一种优良的有机钾水性肥，更提升了排放物的利用价值。本专利技术提供了一种螯合尿素，是将生产均苯四甲酸二酐产生的有机酸废渣与尿素在磷酸盐催化剂作用下反应得到的，所述反应的温度50～95℃。根据本专利技术的方法，所述有机酸废渣与尿素的重量比为1︰1-2.5，所述尿素与磷酸盐的重量比为1︰0.1-1。在具体实施过程中，有机酸废渣与尿素的反应在加热条件下进行，在磷酸盐催化剂作用下酸渣会随着反应的进行而转化为液体，并与尿素融为一体(本专利技术称其“螯合尿素”)，根据有机酸渣的转化和减少可以确定反应完成情况，为使有机酸渣能被充分利用，可通过有机酸废渣98％以上溶解作为判断反应终点。反应完成后体系一般为液体，滤除反应后的少量不溶物，可以得到液体产物，也可根据需要进一步加工浓缩，或者干燥成为固体产物。进一步地，所述螯合尿素的液体产物中有机质含量≥200g/L，N与P2O5的质量和≥200g/L。专利技术人的研究发现，当所得到的螯合尿素满足有机质
含量≥200g/L，N与P2O5的质量和≥200g/L标准，使用过程更利于有机质功效发挥，此时其固含量一般为20-70％，也可作为控制指标。本专利技术提供上述螯合尿素的制备方法，可以包括：将生产均苯四甲酸二酐产生的有机酸废渣与尿素在磷酸盐催化剂作用下进行反应，收集反应产物，反应温度50～95℃。根据本专利技术中该螯合尿素的制备方法，还包括将反应得到的产物进行过滤，收集得到液体产物，其中有机质含量≥200g/L，N与P2O5的质量和≥200g/L。在具体实施过程中，也可以对所述液体产物进行干燥制成固体产物，该固体产物中有机质含量≥20％，N与P2O5的含量之和≥20％。不论螯合尿素是液体产物，还是将该液体产物经烘干得到的固体产物，只要该液体产物满足有机质含量≥200g/L，N与P2O5的质量和≥200g/L的条件时，如前所述，此时螯合尿素的固含量一般为20-70％。本专利技术的螯合尿素制备中同时加入适量的磷酸盐，能起到催化剂的作用，使废渣中的有机酸成分更好地与尿素成为螯合态产品，最好是磷酸的有机胺盐，在催化反应的同时引入磷和氮元素，例如，比较常用的可以是磷酸二铵。本专利技术的另一方面，提供了一种有机钾水溶性肥，为含有机钾的水溶液与上述的螯合尿素混合而成，所述含有机钾的水溶液中K2O含量为20％以上，且所得到的有机钾水溶性肥中有机质含量≥200g/L；大量元素含量≥200g/L。该有机钾水溶性肥可以作为有机钾肥，是一种用于作物的有机钾冲施肥(也称追肥)，也作为钾肥原料可用于有机肥的复配。在本专利技术的一个实施方案中，所述含有机钾的水溶液还可以是含有机钾的水溶液与来自生产均苯四甲酸二酐产生的有机酸废渣、尿素在磷酸盐催化剂作用下的反应得到，所述反应的温度50～95℃，所述含有机钾的水溶液中K2O含量应该为20％以上，且所得到的有机钾水溶性肥中有机质含量≥200g/L；大量元素含量≥200g/L。本专利技术对于制备水溶性钾肥所使用的含有机钾的水溶液来源没有非常严格的限制，但其中K2O含量应不低于20％。在具体实施中，所述含有机钾的水溶液可以通过现有的技术制备得到，例如可以是每100份水中与30-70份生产均苯四甲酸二酐产生的有机酸废渣、30-70份氢氧化钾反应得
到的，调整反应产物PH值为7～7.5；也可以是按照专利申请CN104787868中记载方法：“通过对空气气相氧化法生产均酐过程中的排放物进行相应处理，得到基本呈中性的混合料液，再经溶解和过滤后收集符合要求的含钾水溶液”，按照该专利申请中记载方法所得到的有机钾溶液，经浓缩也能符合K2O含量不低于20％的要求。具体实施过程中，所述有机酸废渣与尿素的重量比为1︰1-2.5，所述尿素与磷酸盐的重量比为1︰0.1-1。本专利技术提供的利用均苯四甲酸二酐工艺废渣生产的螯合尿素及生产方法，将生产均苯四甲酸二酐(均酐)过程的排放物-有机酸废渣作为反应原料，与尿素作用，得到了一种多元有机酸螯合尿素产品，与普通尿素相比，减少了因尿素分解而造成的氮肥损失，又可促进氮的吸收，提高氮肥利用率，从而提高了尿素使用效率，所以本专利技术实现了对生产均苯四甲酸二酐的排放物的无害化处理和高值化利用，且该方法操作简单、易于实现，适合大规模推广，更利于工业化实现。本专利技术还提供一种有机钾水溶性肥，将生产均苯四甲酸二酐产生的有机酸废渣作为反应原料，作为一种尿素与有机钾的复配肥，可以代替无机钾作为农作物的钾肥，特别是，本专利技术得到的水溶性钾肥，既含有大量水溶性有机质，又可含大量元素氮/磷\本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螯合尿素，其特征在于，所述螯合尿素是将生产均苯四甲酸二酐产生的有机酸废渣与尿素在磷酸盐催化剂作用下反应得到的，所述反应的温度50～95℃。

【技术特征摘要】
1.一种螯合尿素，其特征在于，所述螯合尿素是将生产均苯四甲酸二酐产生的有机酸废渣与尿素在磷酸盐催化剂作用下反应得到的，所述反应的温度50～95℃。2.根据权利要求1所述的螯合尿素，其特征在于，所述有机酸废渣与尿素的重量比为1︰1-2.5，所述尿素与磷酸盐的重量比为1︰0.1-1。3.根据权利要求1或2所述的螯合尿素，其特征在于，所述螯合尿素为液体产物，或该液体产物经干燥得到的固体产物。4.根据权利要求3所述的螯合尿素，其特征在于，所述螯合尿素的液体产物中有机质含量≥200g/L，N与P2O5的质量和≥200g/L。5.权利要求1-4任一项所述的螯合尿素的制备方法，其特征在于，包括：将生产均苯四甲酸二酐产生的有机酸废渣与尿素在磷酸盐催化剂作用下进行反应，收集反应产物，反应温度50～95℃。6.根据权利要求5所述的螯合尿素的制备方法，其特征在于，还包括将反应得到的产物进行过滤，收集得到液体产物，其中的有机质含量≥200g/L，N与P2O5的质量和≥200g...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭伟，唐澄汉，赵云建，郭东，
申请(专利权)人：郭伟，唐澄汉，赵云建，郭东，
类型：发明
国别省市：河北;13