对苯二甲酸的回收方法技术

本发明专利技术涉及一种对苯二甲酸的回收方法，包括步骤：将对苯二甲酸废料制成对苯二甲酸盐溶液；制备负载过渡金属的活性炭粉；将活性炭粉、对苯二甲酸盐溶液和强氧化剂进行催化氧化反应；过滤活性炭粉并对所得滤液进行絮凝；过滤絮凝液，并使用多级膜分离系统对其分级净化；将净化后的滤液酸析，直至形成悬浊液；将悬浊物破碎，抽滤分离得到对苯二甲酸沉淀物；清洗烘干粉碎对苯二甲酸沉淀物，得到对苯二甲酸品。本发明专利技术的回收方法，结合催化氧化和膜分离耦合技术，使回收的对苯二甲酸品具备高纯度，并具有国家标准规定的一等品以上的品质。

Recovery of terephthalic acid

【技术实现步骤摘要】
对苯二甲酸的回收方法
本专利技术涉及废弃物资源化领域，特别涉及一种对苯二甲酸的回收方法。
技术介绍
对苯二甲酸(PTA)是一种重要的化学工业原料，在它的生产和其衍生产品的使用过程中，会产生大量的工业废料，如PTA生产过程中产生的水池料、化纤印染行业产生的碱减量废料等。该类废料品质低，直接利用难度较大；难生物降解，直接排放会造成较大的环境污染；通过焚烧等方法处理时，不仅易污染空气，而且造成资源浪费。对该类废料的纯化就成为了必然。公开号为CN101121655的中国专利技术专利申请公开了一种粗对苯二甲酸的纯化工艺：首先将印染废水中回收的粗对苯二甲酸，按3/10固水比投入容器并加入清水搅拌，待搅拌均匀后开始升温，并均匀加入浓度为18～27％氨水或碳酸氢铵，待溶液的pH值在8以上，升温至60～95℃范围，保温20～50分钟，使对苯二甲酸完全反应生成对苯二甲酸铵；过滤对苯二甲酸铵热溶液，除去不溶性固体微小颗粒物；然后将滤液冷却至10℃以下，析出对苯二甲酸铵晶体，过滤或离心脱除可溶性杂质，获得白色针状对苯二甲酸铵晶体；最后将对苯二甲酸铵晶体，放入真空干燥分解器，在120～180℃范围内，2～6小时，脱水并使对苯二甲酸铵分解成对苯二甲酸和氨气，所得对苯二甲酸纯度达98％以上。氨气吸收后返回溶解使用。该专利技术是采用结晶对苯二甲酸盐的方法达到脱除杂质的目的，过程能耗较高。公开号为CN1680261的中国专利技术专利公开了一种粗对苯二甲酸的提纯方法，该方法主要是将碱减量废水经酸析沉淀后获得对苯二甲酸，进一步将其球磨，使对苯二甲酸粒径达到1～5μm；然后在60℃-100℃的温度下，浸渍离心分离，获得纯度相对较高的对苯二甲酸成品，杂质含量低于0.5～1.5％。该专利技术的特色在于，粗对苯二甲酸经热水再次水洗浸渍，最大限度提高了对苯二甲酸的纯度，工艺较简单，但热水不溶的杂质无法去除，导致最终产品纯度不能稳定在99％以上。公开号为CN104710300B的中国专利技术专利公开了一种从对苯二甲酸残渣中提取对苯二甲酸的方法。将粗对苯二甲酸用粉碎机粉碎，置于少量水中，形成固液悬浮液，加入氢氧化钠溶液使悬浮颗粒溶解。再向其中加入三氯化铁与聚丙烯酰胺的混合物，将悬浮物过滤。将三甲基二氢喹啉聚合物粉末加入其中，再加入稀盐酸，并用压滤机将沉淀压滤。所得沉淀物再经丙酮洗涤烘干。该方法利用粗对苯二甲酸作为原料，提纯得到的对苯二甲酸纯度可达99.5％。该专利技术最终产品纯度较高，但需用到多种无机和有机药剂，且药剂难以再利用，处理成本较高。公开号为CN101041616的中国专利技术专利申请公开了从废料中提纯对苯二甲酸的方法，该方法先将对苯二甲酸或碱减量废料进行水洗，形成悬浮液，再加入碱类化合物，过滤得到滤液，然后在滤液中加入复合整理剂，再过滤得到滤液；在滤液中加入酸类化合物酸化，酸化沉淀的对苯二甲酸再进行水洗，脱水干燥后的对苯二甲酸含量可达到98％，然后再在加入复合溶剂，使其在110-120℃温度下溶解形成饱和溶液，降温结晶析出对苯二甲酸晶体，再加入酒精进行洗涤，过滤干燥后，可得到含量为99.5％以上的对苯二甲酸精制品。该专利技术提出的工艺路线比较长，需要消耗碱性化合物、整理剂、复合溶剂、酸性化合物、酒精等药剂，成本较高。在对苯二甲酸废料的纯化中，上述专利技术处理后的对苯二甲酸的品质相对较低，其中应用市场关注的主要质量指标如含量、色泽等，达不到工业一级品的要求，价值不高，只能作为低端原料使用。为了提高品质可以采用氧化技术进行再处理。但是采用直接投入氧化剂的氧化方法氧化反应时间长，杂质氧化不彻底，需要加热来促进反应。但是一旦加热，其副反应增加，氧化剂消耗大幅度提高，产品收率降低，且仍难达到工业一级品的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决以上问题，本专利技术提供一种产品纯度在99.7％以上，且产品品质达到GB/T32685-2016《工业用精对苯二甲酸PTA》标准中一等品要求的对苯二甲酸纯化处理方法。根据本专利技术，提供一种对苯二甲酸的回收方法，包括以下步骤：将对苯二甲酸废料制成对苯二甲酸盐溶液；制备均匀负载过渡金属的活性炭粉；将负载过渡金属的活性炭粉置于对苯二甲酸盐溶液中，并加入强氧化剂进行以过渡金属为催化剂的催化氧化反应；反应结束后，过滤活性炭粉至脱色，在滤液中投加硫酸铝絮凝；过滤絮凝液，将得到的滤液送入超滤膜分离系统净化；将净化后的滤液酸析，直至形成pH值为3-4的悬浊液；超声搅拌至悬浊液的悬浊物破碎，然后抽滤分离，得到对苯二甲酸沉淀物；清洗对苯二甲酸沉淀物，烘干粉碎得到对苯二甲酸品。其中，催化氧化反应步骤包括：催化氧化反应的温度为15℃-25℃，搅拌反应1-2h。其中，催化氧化反应步骤包括：负载过渡金属的活性炭粉、对苯二甲酸盐溶液和强氧化剂的配比范围为：2-5g:1000-1500ml:1-10ml。其中，制备负载过渡金属的活性炭粉的步骤包括：制备浓度为5％-8％的过渡金属硫酸盐溶液；将过渡金属硫酸盐溶液的pH值调整到4-5；边搅拌边将活性炭粉投入该盐溶液中，形成悬浊液，控温15℃-25℃，进行过渡金属盐在活性炭粉的负载；负载结束后，过滤得沉淀物；将沉淀物干燥、烘烤、研磨至100目，得到负载过渡金属的活性炭粉。其中，制备对苯二甲酸盐溶液的步骤包括：将对苯二甲酸废料在碱过量的条件下溶解于水，pH值控制在7～9；抽滤分离不溶杂质，得到的滤液即为对苯二甲酸盐溶液。其中，膜分离净化步骤中，超滤膜分离系统至少包括截留分子量为1000-30000级别的膜分离系统。其中，絮凝步骤中，硫酸铝与滤液的配比为0.2g：1500ml。其中，强氧化剂包括浓度为30％的双氧水；过渡金属包括铁、镍、锰、钴，对苯二甲酸废料包括精对苯二甲酸的生产废料和印染白泥；活性炭粉采用木炭基活性炭、椰壳基活性炭或竹炭基活性炭。本专利技术具备以下有益效果：1、产品品质高、应用范围广。产品达到国标GB/T32685-2016《工业用精对苯二甲酸PTA》中优等品和一等品的要求，在精对苯二甲酸适用的场合均可适用。2、药耗低、收率高。本专利技术所提供方法中药剂种类少，且均为无机药剂，价格便宜、易于购买，有效节省药耗，综合成本低于化学合成的对苯二甲酸。3、安全性更高。采用常温，常压下运行，反应条件温和，对设备要求更低，同时操作更安全更可靠。4、适应范围更强。对精对苯二甲酸(PTA)生产过程中产生的水池废料和印染行业的碱减量白泥以及其他领域产生的对苯二甲酸废料均可纯化。具体实施方式下面将根据实施例更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然说明书中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本专利技术的方法回收的对苯二甲酸的纯度符合国标GB/T32685-2016对工业用精对苯二甲酸(PTA)的技术要求。下面将通过具体的实施例的形式，对本专利技术的技术方案做进一步说明。实施例1(1)将硫酸亚铁溶于水，形成浓度为5％的溶液，调溶液pH至4-5；边搅拌边将活性炭粉末投入溶液中，控温15-25℃，1.5h后，反应结束。过滤该悬浊液，活性炭形成滤饼，清洗滤饼。将清洗后的滤饼送入鼓风烘箱，150℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对苯二甲酸的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：将对苯二甲酸废料制成对苯二甲酸盐溶液；制备均匀负载过渡金属的活性炭粉；将负载过渡金属的活性炭粉、对苯二甲酸盐溶液和强氧化剂混合，进行以过渡金属为催化剂的催化氧化反应；反应结束后，过滤活性炭粉得无色滤液，并用硫酸铝使无色滤液絮凝；过滤絮凝液，并将其送入超滤膜分离系统净化；将净化的滤液进行酸析，直至形成pH值为3‑4的悬浊液；破碎悬浊液的悬浊物，然后抽滤分离得到对苯二甲酸沉淀物；清洗烘干粉碎对苯二甲酸沉淀物，得到对苯二甲酸。

【技术特征摘要】
1.一种对苯二甲酸的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：将对苯二甲酸废料制成对苯二甲酸盐溶液；制备均匀负载过渡金属的活性炭粉；将负载过渡金属的活性炭粉、对苯二甲酸盐溶液和强氧化剂混合，进行以过渡金属为催化剂的催化氧化反应；反应结束后，过滤活性炭粉得无色滤液，并用硫酸铝使无色滤液絮凝；过滤絮凝液，并将其送入超滤膜分离系统净化；将净化的滤液进行酸析，直至形成pH值为3-4的悬浊液；破碎悬浊液的悬浊物，然后抽滤分离得到对苯二甲酸沉淀物；清洗烘干粉碎对苯二甲酸沉淀物，得到对苯二甲酸。2.如权利要求1所述的回收方法，其特征在于，催化氧化反应步骤包括：催化氧化反应的温度为15℃-25℃，搅拌反应时间为1-2h。3.如权利要求1所述的回收方法，其特征在于，催化氧化反应步骤包括：负载过渡金属的活性炭粉、对苯二甲酸盐溶液和强氧化剂的配比范围为2-5g:1000-1500ml:1-10ml。4.如权利要求1所述的回收方法，其特征在于，制备负载过渡金属的活性炭粉的步骤包括：制备浓度为5％-8％...

【专利技术属性】
技术研发人员：张林，毕飞，郑丹军，张江英，王洪声，
申请(专利权)人：北京中环膜材料科技有限公司，郑丹军，
类型：发明
国别省市：北京,11