[发明专利]糠醛工业废水治理及制备醋酸丁脂工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种糠醛工业废水处理新方法，特别是一种糠醛工业废水治理及制备醋酸丁酯工艺。

背景技术

目前，由于糠醛是重要的化工原料，所以糠醛厂已成为全国各地分布广泛的骨干企业。尤其是我国东北地区的主要作物是玉米，而玉米芯又是生产糠醛的好原料，因此，东北地区有近70家糠醛厂。这些企业沿用多年的生产工艺，先将玉米芯中的戊聚糖用硫酸催化水解成戊糖，再进一步脱水制备糠醛。在水解过程中，用高压水蒸气将水解产生的糠醛及其它副产挥发性物质带出水解锅，形成醛气。醛气中一般含糠醛4-6％，醋酸1-2％，还有少量低沸物。醛气经冷凝后进入初馏塔，在塔顶得到糠醛与水共沸物，初馏塔底排出含醋酸及少量糠醛的工业废水。因其工艺不完善，使得醋酸随初馏塔塔底的废水排了出去。糠醛工业废水一般均未处理而直接排放，经环境监测结果证实，醋酸平均浓度为1.5％，糠醛的浓度根据各糠醛厂的设备不同有所差别，但大致在0.1％左右。这不仅造成环境污染，而且浪费了最宝贵的水资源和紧缺的化工原料醋酸。现有企业解决糠醛工业废水主要的方法有：

(1)厌氧生物治理法：该方法投入大，运行费用高。其最大的缺点是对工艺控制条件要求苛刻，如温度控制要求过高等，很不适合对东北地区糠醛厂的工业污水进行处理。辽宁某糠醛厂曾用此方法治理工业废水，投资90多万元，因无法确保微生物的存活条件，一直没有取得理想的治理效果。

(2)萃取法提取醋酸：该方法投资较大，而且萃取剂易因糠醛干扰中毒，亦即再生困难，故影响其推广应用。

(3)相转移方法提取醋酸：该方法比前两种方法有很大进步，使用装有吸附剂的相转移分离装置，从水相中将醋酸与水分离到有机相中来。经蒸发浓缩成含醋酸的有机浓缩液，再使用此浓缩液与乙醇反应生成乙酸乙脂。但实际应用表明，该方法也存在许多问题。其中最主要的问题是相转移剂吸附容量小，使得废水中的醋酸没有从水相中完全转移出来，而进入了锅炉循环水中。虽然对锅炉没有影响，但大部分资源被浪费了，不利于项目的推广。废水中的醋酸提出率低(小于50％)，分离效果较差。如在吉林某糠醛厂实施该方法，所生产出的有机浓缩液与设计标准产量，即醋酸的产量与废水中醋酸的含量，相差上百倍，而且得到的浓缩液中含醋酸的比例最多不超过7％。因其与设计值(＞40％)相比，差距太大，不能达到设计的浓缩效果。有机浓缩液中醋酸浓度达不到标准就无法进行后续乙醋乙脂的生产。

综上所述，许多糠醛厂都没有理想的工业废水治理工艺。全国糠醛企业深受环境危机的压力，迫切希望解决这个困扰已久的糠醛工业废水治理难题。因此，解决糠醛工业废水的治理难题不只关系到环保问题，更关系到糠醛行业未来的生存与发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种糠醛工业废水治理及制备醋酸丁脂工艺，该工艺方法所用原料来源充足、价格便宜，与其他离子交换法水处理工艺相比，分离效果显著，流程运行稳定、易操作，上行制水，下行再生，具有逆流再生工艺中树脂再生效果和出水水质好，再生过程又具有顺流再生工艺的特点。其再生剂利用率高，再生自耗水用量低，节水。    

本发明的目的是这样实现的：先将糠醛工业废水过滤，经换热器冷却降温至50-60℃，然后泵入装有大孔强、弱碱性离子交换树脂的双室浮动离子交换器内进行处理，醋酸根及糠醛与离子交换树脂的交换基功能团交换，吸附在离子交换树脂上，使得浮动离子交换器出口的水PH值在6-8之间，当PH值低于6，并迅速降低时，立即进行脱附操作，使用糠醛工业废水量10％的浓度为5-10％的氨水，对离子交换树脂进行脱附，亲和力小的糠醛先被脱附下来，得到糠醛和氨水与醋酸铵的混合液；然后加入过量氨水，使亲和力较大的醋酸根离子脱附下来，与氨水反应生成中间产品醋酸铵溶液，再分别蒸发浓缩，进一步精制处理，则分获糠醛和醋酸。

上述双室浮动离子交换器内，上室装有大孔强碱性离子交换树脂，下室装有大孔弱碱性离子交换树脂。

上述分离出的糠醛和氨水与醋酸铵的混合液进行真空蒸馏处理，蒸出的氨气及水经真空泵吸收后重新配成10％的氨水循环使用，余下的毛醛，进入初馏塔重新蒸馏，回收糠醛。

上述分离出的中间产品醋酸铵溶液进行蒸馏处理，当浓度为40-50％时，用浓度为90-98％的浓硫酸酸化，PH值达1-2，使醋酸铵与硫酸完全反应生成硫酸铵溶液和醋酸的混合物。

对上述硫酸铵溶液和醋酸的混合物再进行蒸发，将醋酸蒸馏后得到硫酸铵晶体，蒸发出去的醋酸，放入反应釜内冷却后与丁醇进行常规脂化反应生成醋酸丁脂。