[发明专利]一种从工业废水中回收醋酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于分离工程技术领域，涉及一种对低浓度醋酸废水的处理方法，特别是从含低浓度醋酸的废水中回收醋酸的方法。

背景技术

在醋酸纤维素、醋酸烷基酯类、乙烯酮、甘油、环氧链烷酸，丙烯酸和丙烯酸酯等化工产品的生产过程中，以及在金属处理过程和醋酸发过程中都产生大量含低浓度醋酸的工业废水，这些废水若不加以处理，不仅会污染环境，而且会造成醋酸资源的损失，因此从醋酸废水中分离并回收醋酸具有经济和社会两方面的效益。目前，从工业醋酸废水中分离并回收稀醋酸的方法主要有萃取法，膜分离法和吸附法。

利用有机溶剂从废水中萃取并回收稀醋酸是常用一种方法，如美国专利US，4100189.利用丁醇和醋酸丁酯组成的混合物作萃取剂从醋酸浓度为0.5～3％的水溶液中回收醋酸。中国专利CN1141302以三烷基胺作为萃取剂从废水中分离回收醋酸分离。中国专利CN101172941A采用12-16碳原子的叔胺与正烷醇和煤油的混合物为萃取剂，从工业废水中分离回收醋酸，收率达到75％～98％。虽然萃取法能够有效回收废水中的稀醋酸，但对于醋酸，大多数有机萃取剂的分配系数都比较小，因此，萃取剂的用量较大，使后续分离工段的能耗增加，且容易引起二次污染。

膜分离法回收废水中稀醋酸的技术近年来也被探究和关注。如[J].Desalination.2000，129(3)：283-288采用双极膜电渗析法回收废水(含醋酸0.2％)中的醋酸，结果表明，此法在技术上具有可行性，而且可以处理醋酸含量高达达70％的废水。[J].2004 AIChE Annual Meeting，2004.11，687-692研究了利用阴离子交换膜从DI水溶液和酸性半纤维素水解产物中分离醋酸的效果，发现此交换膜表现出良好的性能。膜分离法是一种安全环保的方法，但其技术的可行性，很大程度上取决于膜的性能和寿命，特别是工业废水对膜污染的危害性，尚需深入研究。

吸附法是处理低浓度醋酸废水的有效方法，其特点是首先利用固体吸附剂将稀醋酸从废水中或其他物料中吸附分离出来，然后通过不同的方法使醋酸脱附并回收，不同的吸附剂或脱附方法构成了不同的技术特点。[J].Separation Science and Technology.2001，36(12)：2623-2646^]采用阳离子交换树脂作为吸附剂，从醋酸乙酯中吸附脱除作为杂质的醋酸，吸附后树脂用醋酸乙酯与乙醇混合物进行解吸，然后通过精馏加以分离回收。日本专利昭53-135920采用活性炭从废水中吸附分离醋酸，然后采取向吸附柱中通入气体或将吸附剂取出离心脱水的方法，脱除吸附剂床层中的部分残存水后，再用加热再生的方法脱附并回收醋酸，以提高回收醋酸的浓度。中国专利CN01125273采用活性炭从废水中吸附分离醋酸，然后用甲醇水溶液洗涤吸附柱，使醋酸脱附，吸附剂再生。含有甲醇和醋酸的脱附液继续与阳离子交换树脂催化剂接触，生成乙酸甲酯产品，通过精馏加以回收。

发明内容

首先选择一种对醋酸具有良好吸附性能的吸附剂，将醋酸从废水中吸附分离出来，然后利用分步加热的方法使被吸附的醋酸脱附并回收，同时使吸附剂再生。

通常，由于吸附剂床层中的毛细管作用，再生前床层内通常会残余大量水分，使得加热脱附后的醋酸浓度被稀释，达不到循环利用的要求或导致后续提浓的困难，因此，本发明设想采用分步加热的方法解决这个问题，即分步控制加热温度，第一步升温至水分的汽化温度，以脱除吸附剂床层的部分残余水分，第二步继续升温至醋酸的脱附温度，脱附并回收醋酸，回收醋酸的浓度可通过第一步升温时残余水的脱除率来调节。

本发明提供了一种从低浓度醋酸废水中的分离、提浓和回收醋酸的简易有效方法。采用此法，既可以通过吸附剂的选择，分离醋酸，净化废水，又可以通过分步热再生温度的选择和控制，有效地提高回收醋酸的浓度，设备简单，控制方便，操作弹性大，回收醋酸可直接返回到工业常规醋酸分离装置中进一步提浓，得到高纯度醋酸产品，是一种集废水处理与资源回收为一体的方法。

本发明所说的方法主要步骤如下：

(1)将醋酸含量≤4％废水通入填充了固体吸附剂的吸附柱中，直至吸附达到饱和流出点，废水流速为0.5～3.0BV/h，以流速1.0BV/h为佳。所说的吸附剂为活性炭、分子筛、沸石、金属氧化物等固体吸附剂，优选的吸附剂为椰壳类活性炭。

在吸附柱穿透点以前流出的废水，直接排放；穿透点与饱和点之间流出的废水返回废水储槽。