一种从芳构化废水中回收碘元素的方法技术

本发明专利技术公开了一种从芳构化废水中回收碘元素的方法，包括以下步骤：（1）对芳构化废水进行酸化和萃取处理，得到预处理废水；（2）向预处理废水中加入催化剂，加热条件下加入碳酸二甲酯进行反应，回收得到碘甲烷；所述的催化剂由路易斯酸溶解在醋酸中形成。该方法提高了芳构化废水中的碘元素的回收效率和利用率，可有效降低生产成本。降低生产成本。降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种从芳构化废水中回收碘元素的方法


[0001]本专利技术属于废水处理领域，具体涉及一种从芳构化废水中回收碘元素的方法。

技术介绍

[0002]异氟尔酮(3,5,5
‑
三甲基
‑2‑
环己烯
‑1‑
酮)芳构化法是目前工业上制备3,5
‑
二甲基苯酚最广泛的方法，主要采用3,5,5
‑
三甲基
‑2‑
环己烯
‑1‑
酮为原料，经高温芳构化合成3,5
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二甲基苯酚。
[0003]根据催化剂的种类，该方法主要分为均相催化法和非均相催化法。工业上均相催化剂主要是采用卤代烃，例如：专利US4086282A公开的方法中采用了碘甲烷为催化剂，专利CN101348421A公开的方法中采用四氯化碳、溴丙烷、溴丁烷、碘甲烷、碘乙烷等卤代脂肪族化合物为催化剂，专利CN104355969A公开的方法中采用了碘甲烷和溴乙烷的混合物为催化剂。上述专利普遍存在催化剂不能重复利用的问题，反应后催化剂大部分会被分解并以卤素离子的形式进入后续的废水系统中，没有提及对催化剂的回收，存在催化剂碘甲烷利用率低的问题，不但浪费价格较高的碘元素，而且造成环境污染和对设备的腐蚀。
[0004]关于芳构化催化剂回收利用的方法相关报道比较少，CN 101348236 A公开了一种碘代烷烃催化剂中碘元素的回收方法，将高温芳构化的裂解气冷凝后导入碳酸钠水溶液中，然后再经过酸化和氧化对碘进行回收。该方法仅是将碘元素氧化成了单质碘进行回收，无法作为催化剂套回反应中。
[0005]CN113603563A公开了一种芳构化催化剂回收利用的方法，高温芳构化的裂解气通过除渣，急冷、进一步冷却，再经低温下碱洗分层，然后精馏分离得到碘甲烷催化剂，套回至反应体系。虽然该方法对未分解的碘甲烷进行了回收，但是在反应过程中绝大部分催化剂（约80%）会分解并以碘离子的形式进入废水中，对于这部分碘元素是通过氧化方法转化为粗碘进行回收，碘元素的循环利用率低，从废水中将这部分碘元素回收并制成碘甲烷套用无疑是具有非常大的成本价值的。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种从芳构化废水中回收碘元素的方法，该方法提高了芳构化废水中的碘元素的回收效率和利用率，可有效降低生产成本，降低环境污染。
[0007]本专利技术的技术方案如下：一种从芳构化废水中回收碘元素的方法，包括以下步骤：（1）对芳构化废水进行酸化和萃取处理，得到预处理废水；所述芳构化废水酸化后的pH值为4~6；所述的芳构化废水中包含1~10wt%的碘化钠；（2）向预处理废水中加入催化剂，加热条件下加入碳酸二甲酯进行反应，产生的气相经过冷凝得到碘甲烷；所述的催化剂由路易斯酸溶解在醋酸中形成。
[0008]本专利技术中，所采用的催化剂的两种组分可能具有以下作用：路易斯酸可以活化碳酸二甲酯的羰基氧，醋酸可以活化碳酸二甲酯甲氧基上的氧，通过双重活化使碳酸二甲酯的甲基亲电能力显著增强，因此原本难以反应的碳酸二甲酯可以有效地进行发生，并以较高的收率得到碘甲烷。
[0009]本专利技术的方法通过从芳构化反应废水中回收碘元素，并将其制成碘甲烷，可进一步用于芳构化反应，整体上降低了生成成本，减少了环境影响，且废水中回收碘的收率可高达90%以上；用碳酸二甲酯进行碘回收，反应后副产物为碳酸盐，易于处理和转运，大大降低了环保负担，解决了现有技术中存在催化剂碘甲烷利用率低，不但浪费价格较高的碘元素，而且造成环境污染和对设备腐蚀的技术问题。
[0010]本专利技术中，所述的芳构化废水来源如下：在异氟尔酮芳构化反应中，采用碳酸钠水溶液对高温裂解气进行急冷，然后经过静置分层，油相进行下一步后处理，水相直接进入废水槽中，在此过程中产生的碘化氢会与碱反应生成碘化钠进入水相中。其中，芳构化反应条件可参考US4086862A、CN 1583697A等专利文献，为现有技术。
[0011]本专利技术中，所述的酸化进行之前，还可以包含浓缩或者稀释过程，以调节所述芳构化废水中碘化钠的含量，便于更好地进行处理。作为优选，所述的芳构化废水中包含1~5wt%的碘化钠。除了碘化钠之外，本专利技术的芳构化废水中还含有碳酸钠、碳酸氢钠、3,5
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二甲基苯酚、3,5
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二甲基苯酚的钠盐以及其他有机物及其钠盐。对于工业上常用的芳构化工艺来说，得到的芳构化废水中包括以下成分：3~3.5wt%碘化钠、2~2.5wt%碳酸钠、0.15~0.2wt%碳酸氢钠、0.1~0.2wt% 3,5
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二甲基苯酚、0.2~0.3wt% 3,5
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二甲基苯酚的钠盐以及其他有机物及其钠盐，对于该芳构化废水，可以不用进行额外的浓缩或者稀释过程，直接进行酸化。
[0012]由于所述的芳构化废水中成分复杂，影响碘的回收，需要对废水进行处理，否则收率较低。作为优选，步骤（1）中，所述芳构化废水酸化后的pH值为5~6。酸化所用的酸为盐酸、硝酸、硫酸、醋酸等常用酸中的一种，无特殊的要求。
[0013]步骤（1）中，萃取的过程非常重要，如果不进行萃取，芳构化废水中的有机物也可能会与碳酸二甲酯反应生成苯甲醚类等副产物，从而影响回收效率，萃取的溶剂可以有较多的选择，作为优选，萃取的溶剂为酯类溶剂、醚类溶剂、卤代烃类、芳烃类溶剂等，最优选为乙酸乙酯、二氯甲烷、乙醚、甲苯、四氯乙烯中的一种或者多种，这几个溶剂都可以在一定程度上减少芳构化废水中的有机物，提高碘元素的回收率。作为优选，所述的萃取溶剂与所述芳构化废水的质量比为0.3~1：1。作为进一步的优选，萃取温度为20~40℃。
[0014]本专利技术中，催化剂的种类、浓度和用量都会对碘甲烷的回收效率产生影响，作为优选，步骤（2）中，所述路易斯酸为醋酸锌、卤代锌、硫酸锌、硝酸锌中的一种或者多种，作为进一步的优选，所述的路易斯酸为氯化锌或溴化锌中的一种或者两种。作为优选，步骤（2）中，所述的催化剂中路易斯酸的浓度为40~50wt%。作为优选，步骤（2）中，所述的催化剂为所述废水中碘化钠质量的5~10wt%，所述催化剂的用量以路易斯酸和醋酸的总质量计。
[0015]作为优选，步骤（2）中，加热温度为55~75℃；该反应温度可以使反应较好地发生，并且使得碘甲烷容易析出。作为优选，步骤（2）中，所述的碘甲烷通过对溢出气相进行冷凝后得到。
[0016]作为优选，所述碳酸二甲酯在加热条件下采用滴加的方式加入，滴加时间为1~3小时，滴加完成之后继续保温20~60min。
[0017]作为优选，步骤（2）中，所述碳酸二甲酯与所述芳构化废水中碘离子的摩尔比1.0~1.1:1。
[0018]同现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：（1）本专利技术对芳构化反应废水中的碘元素进行回收利用，并制备得到碘甲烷，进一步用于芳构化反应中，彻底解决了现有技术存在催化剂碘甲烷利用率低的问题，降低了价格较高的碘素的浪费，避免了造成环境污染和对设备的腐蚀。
[001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从芳构化废水中回收碘元素的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）对芳构化废水进行酸化和萃取处理，得到预处理废水；所述芳构化废水酸化后的pH值为4~6；所述的芳构化废水中包含1~10wt%的碘化钠；（2）向预处理废水中加入催化剂，加热条件下加入碳酸二甲酯进行反应，回收得到碘甲烷；所述的催化剂由路易斯酸溶解在醋酸中形成。2.根据权利要求1所述的从芳构化废水中回收碘元素的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的芳构化废水中包含1~5wt%的碘化钠。3.根据权利要求1所述的从芳构化废水中回收碘元素的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述芳构化废水酸化后的pH值为5~6。4.根据权利要求1所述的从芳构化废水中回收碘元素的方法，其特征在于，步骤（1）中，萃取所用的萃取溶剂为乙酸乙酯、二氯甲烷、乙醚、甲苯、四氯乙烯中的一种或者多种。5.根据权利要求1所述的从芳构化废水中回收碘元素的方法，其特征在于，所述路易斯酸为醋酸锌、卤代锌...

【专利技术属性】
技术研发人员：李守垒，毛建拥，王伟港，王丰阳，胡鹏翔，王盛文，范金皓，
申请(专利权)人：山东新和成精化科技有限公司浙江新和成股份有限公司，
类型：发明
国别省市：