从废水中回收醋酸的方法技术

本发明专利技术涉及一种从废水中回收醋酸的方法，包括如下步骤：将含有醋酸的废水与萃取剂混合萃取，分离后得到萃取相溶液和萃余相溶液；将所述萃取相溶液和共沸剂通入共沸精馏塔中进行共沸精馏，分别得到共沸精馏塔塔顶产物和共沸精馏塔塔釜产物；将所述共沸精馏塔塔釜产物通入精制塔，并在所述精制塔塔顶得到醋酸产品。本发明专利技术的从废水中回收醋酸的方法，采用萃取

【技术实现步骤摘要】
从废水中回收醋酸的方法


[0001]本专利技术属于废水回收
，具体涉及一种从废水中回收醋酸的方法。

技术介绍

[0002]醋酸，又名乙酸，冰醋酸，是一种重要的有机酸和有机化工原料。纯的无水乙酸为无色的吸湿性固体，熔点为16.6℃，沸点为118℃。在高分子合成、医药、染料、香料和农药等领域都有广泛的运用。特别在精对苯二甲酸(PTA)的制备过程中会使用到大量的醋酸。因而会产生大量的醋酸废水溶液。醋酸-水体系虽没有共沸点，但是两者沸点较为接近，为高度的非理想体系。所以上述体系的分离存在较大的难度，特别对于浓度较低的醋酸废水而言。至今都还没有比较理想的醋酸回收方法。
[0003]传统上，醋酸-水体系有三种分离回收方式，第一种采用直接精馏的方式，虽然所需的塔板数较多，回流比较大，但是工艺流程简单，无需加入第三组分，所获得的产品纯度较高。第二种方式为萃取精馏工艺，利用一种沸点显著高于醋酸并与醋酸有较强亲和力的溶剂在精馏塔内进行分离，萃取剂的加入可有效拉大醋酸-水体系的相对挥发度，最终在塔顶分离出水，塔釜则为醋酸-萃取剂的混合体系，研究较多的萃取剂有二甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N-甲酰吗啉、环丁砜、烷基乙醇胺等。该工艺的特点是将萃取和精馏耦合在一个设备内，采用特殊精馏工艺方法完成醋酸-水的分离，但是萃取剂的用量较大，萃取精馏塔的操作弹性较小，复杂度较高，如设计不当容易造成液泛、淹塔等不正常的操作。第三种方式为萃取加精馏工艺的回收方式，即首先通过萃取的方式将醋酸富集到更好分离的萃取剂内，然后在通过精馏的方式进行回收，现在报道常用的萃取剂有醋酸酯类，如醋酸正丁酯，醋酸仲丁酯，醋酸异丁酯等，常用的还有三烷基氧磷、磷酸三丁酯与煤油、N235与煤油等组成的复合萃取剂。该工艺方法相比于直接精馏工艺而言，在能耗方面更为节约，同时相比于萃取精馏工艺，萃取剂的使用量更小。但是其技术发展也受到一定的制约，主要在两个方面，一个是萃取剂的高效性，即提升单级萃取率，另外一方面是萃取剂的绿色性和安全性。因此，开发一种以萃取-精馏工艺方法从废水中回收醋酸及其装置，特别是提升萃取剂的高效性和绿色安全性就显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中存在的单级萃取率低，且萃取剂循环利用率低的问题。采用本专利技术的方法，在获取醋酸产物的同时，能够提高萃取率，同时利于回收萃取剂，使得萃取剂能够得到循环利用。
[0005]为达到本专利技术目的，本专利技术提供了一种从废水中回收醋酸的方法，包括如下步骤：
[0006]S101：将含有醋酸的废水与萃取剂混合萃取，分离后得到萃取相溶液和萃余相溶液；
[0007]S102：将所述萃取相溶液和共沸剂通入共沸精馏塔中进行共沸精馏，分别得到共沸精馏塔塔顶产物和共沸精馏塔塔釜产物；
[0008]S103：将所述共沸精馏塔塔釜产物通入精制塔，并在所述精制塔塔顶得到醋酸；
[0009]其中，所述萃取剂为碳酸二酯类萃取剂，其结构如式(I)所示，其中R1和R2分别独立地选自甲基和乙基，
[0010][0011]本专利技术采用的碳酸二酯类萃取剂，由于存在二酯的关系，使得碳氧双键的氧吸电子能力更为突出，与醋酸形成氢键的能力更强。所以相比于醋酸正丁酯等萃取剂，其萃取效果更好。同时，双酯的存在使得其在水中的溶解度也较低。此外，碳酸二酯类萃取剂也能与水形成最低共沸物，最低共沸物的形成将使得体系更好分离，能携带走体系中带入的水。
[0012]优选地，所述萃取剂至少选自碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯中的一种。
[0013]本专利技术的从废水中回收醋酸的方法，采用萃取-精馏回收方式回收废水中的醋酸，由于采用了二酯类萃取剂，在获取醋酸产物的同时，提高了萃取率，同时利于回收萃取剂，使得萃取剂能够得到循环利用。本专利技术的从废水中回收醋酸的方法，绿色环保，利于商业化发展。
[0014]萃取剂的用量随废水中醋酸含量而上下波动，当废水中醋酸含量较高时，所需要的萃取剂碳酸二酯类的体积流量之比就较大，而当废水中醋酸含量较低时，所需要的萃取剂碳酸二酯类的体积流量之比就较小。具体地，在本专利技术中，所述萃取剂与所述含有醋酸的废水的体积流量之比为0.5-10:1，例如2:1,4:1,6:1,8:1,10:1及其任意组合的范围。
[0015]作为本专利技术的具体实施方式，在所述步骤S101中，含有醋酸的废水与萃取剂混合萃取的温度为15℃-35℃，流入20℃，30℃。如果混合萃取温度过高，虽然可以提升萃取分离的速率，但是会降低对醋酸的萃取率，此外还需要提供额外的热能。而当混合萃取温度过低时，虽然会增加对醋酸的萃取率，但是会显著降低萃取平衡所需的时间，降低萃取的时效性。在上述温度范围内，能够使萃取效率保持在较高的水平。
[0016]作为本专利技术的具体实施方式，所述的从废水中回收醋酸的方法，还包括如下步骤：S104：采用倾析器将所述共沸精馏塔塔顶产物进行分相，分别得到水相溶液和含萃取剂溶液，然后将所述水相溶液通入所述共沸精馏塔，将所述含萃取剂溶液收集。收集后的含萃取剂溶液可以进一步用于萃取，从而实现萃取剂的回收利用。
[0017]优选地，所述水相溶液的体积流量与所述萃取相溶液的体积流量之比为0.01-0.3:1，例如0.1:1,0.2:1,0.3:1及其任意组合的范围。进入共沸精馏塔的水的流量受到多方面因素的影响：一个是萃取相中的含水量，一个是碳酸二酯类与水形成共沸物的共沸比例。其中前者因素还受到废水中醋酸浓度和萃取剂用量的影响。当废水中醋酸浓度越高，萃取剂用量较少时，萃取后萃取相中的含水量就会较高，这时需要补充的水就较少，反之亦然。在上述比例范围内，能保证较好萃取剂碳酸二酯类从塔顶排出。
[0018]碳酸二酯类与水虽然能形成最低共沸物，但是碳酸二酯类与水是分相的。倾析器主要目的是将塔顶蒸出的共沸物静置分层。作为本专利技术的具体实施方式，所述倾析器包括导流管、分相罐、澄清罐和压力平衡管，所述导流管与所述分相罐连通，所述分相罐与所述澄清罐通过压力平衡管连通。
[0019]具体地，导流管与分相罐呈一定的倾斜角，保证共沸精馏塔塔顶馏出物延导流管
管壁顺流进入分相罐，避免对分相层和相界面造成扰动，同时导流管的管口高度要高于澄清罐的最高处，保证在澄清罐满罐的状态下，导流管内的液体不会溢流回共沸精馏塔的塔顶冷凝器内。分相罐与澄清罐之间靠两个短接管连接，相界面需要在两个短接管的之间。分相罐和澄清罐之间同时连接有压力平衡管，主要保证分相罐和澄清罐的压力是一致的，不会造成分相罐和澄清罐内的液位有高度差异。澄清罐含有两个出口，一个为在罐子的上方侧部，一个设置在底部。当所用碳酸二酯类萃取剂的密度比水大时，倾析器上方侧部的口出处一部分排出界区，一部分进入共沸精馏塔。当所用碳酸二酯类萃取剂的密度比水小，倾析器底部出口处一部分排出界区，一部分进入共沸精馏塔。
[0020]本专利技术对混合萃取的仪器不作特别限定，只要能够实现上述操作的装置，均在本专利技术的保护范围之内。具体地，在所述步骤S101中，所述混本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从废水中回收醋酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：S101：将含有醋酸的废水与萃取剂混合萃取，分离后得到萃取相溶液和萃余相溶液；S102：将所述萃取相溶液和共沸剂通入共沸精馏塔中进行共沸精馏，分别得到共沸精馏塔塔顶产物和共沸精馏塔塔釜产物；S103：将所述共沸精馏塔塔釜产物通入精制塔，并在所述精制塔塔顶得到醋酸产品；其中，所述萃取剂为碳酸二酯类萃取剂，其结构如式(I)所示，其中R1和R2分别独立地选自甲基和乙基，2.根据权利要求1所述的从废水中回收醋酸的方法，其特征在于，所述萃取剂与所述含有醋酸的废水的体积流量之比为0.5-10:1；优选地，所述萃取剂至少选自碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯中的一种。3.根据权利要求1或2所述的从废水中回收醋酸的方法，其特征在于，在所述步骤S101中，所述含有醋酸的废水与所述萃取剂混合萃取的温度为15℃-35℃。4.根据权利要求1-3任一项所述的从废水中回收醋酸的方法，其特征在于，还包括如下步骤：S104：采用倾析器将所述共沸精馏塔塔顶产物进行分相，分别得到水相溶液和含萃取剂溶液，然后将所述水相溶液通入所述共沸精馏塔，将所述含萃取剂溶液收集；优选地，所述水相溶液的体积流量与所述萃取相溶液的体积流量之比为0.01-0.3:1。5.根据权利要求4所述的从废水中...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦磊，陈亮，陈志坚，蔡立鑫，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：