[发明专利]综合利用甲硝唑羟化合成废水生产甲酸酯类的方法及装置

权利要求书

1.一种综合利用甲硝唑羟化合成废水生产甲酸甲酯或甲酸乙酯的方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)在羟化釜完成羟化合成反应后，甲酸未参加羟化合成反应，仍然留在羟化釜液体物料中，通过缓慢加入过量醇类(甲醇或乙醇)进行酯化反应，加入醇类的量，按如下计算：

W_醇类＝W_式量+W_醇类过量

设加入甲酸的质量为Q(Kg)

则：W_醇类＝W_式量+W_醇类过量＝Q/46×M_醇类+0.05×Q/46×M_醇类＝1.05×Q/46×M_醇类；

其中，M_醇类为所加入的醇类的相对分子量；

即缓慢将质量为W_醇类的醇类加入到羟化釜中，并在不低于60℃下保温回流酯化反应2小时，使甲酸尽量反应完全；酯化反应或直接在羟化釜中进行，或将羟化釜中的物料转移到单独的专用的酯化反应釜中进行；

(2)酯化反应完成后，随即将物料转移到蒸馏釜，进行常压蒸馏，蒸馏出甲酸甲酯或甲酸乙酯、醇类及醇类水溶液；

(3)将蒸馏出的甲酸甲酯或甲酸乙酯、醇类及水混合物送精馏塔进行精馏分离，精馏塔顶得到产品甲酸甲酯或甲酸乙酯，塔中收得醇类，塔底物主要是醇类水溶液；甲酸甲酯或甲酸乙酯送甲酸酯类贮罐，醇类送醇类贮罐，醇类水溶液送醇类水溶液贮罐；

所述的精馏塔或采用单塔工艺或多塔工艺；

所得甲酸甲酯或甲酸乙酯含量≥97％、含水率≤0.02％，可作为化工产品外售；回收的醇类供生产循环利用；醇类水溶液送污水处理站；

(4)将蒸馏釜底物甲硝唑、前体化合物2-甲基-5-硝基咪唑及副产物乙二醇、乙二醇甲酸酯、乙二醇单甲醚、硫酸二甲酯、硫酸二甲醚、还有未知衍生物、甲酸钠和硫酸钠水溶液按照甲硝唑生产原来的“中和-分离-精制”工艺进行中和→过滤→脱色→压滤→冷却结晶→离心→干燥操作，制取甲硝唑成品，同时回收2-甲基-5-硝基咪唑；

(5)将“中和-分离-精制”工艺过程中的三次母液经减压蒸馏浓缩→结晶→离心分离收得硫酸钠，作副产品出售；

离心分离后的母液中的甲酸钠和硫酸钠的含量很低，采用“蒸发—电化学高级氧化—生化”工艺进行处理；

工艺过程包括：蒸发母液中的水分，蒸发过程中的蒸气经喷射水泵循环冷却后排入污水站；用电化学氧化技术对废水进行改性，在电化学直接氧化-还原和间接氧化-还原的协同作用下，废水得以氧化-还原、降解、改性，达到可生化降解的要求，然后再进行生化处理，直至达到国家相关废水排放标准后排放；蒸馏釜底高沸残留物焚烧处理。

2.一种综合利用甲硝唑羟化合成废水生产甲酸甲酯或甲酸乙酯方法的装置，包括酯化反应釜(4)、气液分离器(6)、蒸馏釜Ⅰ(7)、精馏塔(8)、冷凝器(9)、冷却器Ⅰ(10)、冷却器Ⅱ(11)、甲酸酯类贮罐(12)、醇类贮罐(13)、醇类水溶液贮罐(14)、蒸馏釜Ⅱ(3)、喷射水泵Ⅰ(5)、结晶锅(2)、离心机(1)、母液贮罐(17)、蒸馏釜Ⅲ(16)和喷射水泵Ⅱ(15)，其特征在于：所述气液分离器(6)的进料口和出料口与酯化反应釜(4)连接；所述酯化反应釜(4)的出料口与蒸馏釜Ⅰ(7)的进料口连接；所述蒸馏釜Ⅰ(7)的馏分蒸气出口与精馏塔(8)的气体进口连接，所述精馏塔(8)的塔顶气体出口与冷凝器(9)的进口连接，所述冷凝器(9)的出口通过带阀门的三通分别与冷却器Ⅱ(11)的进料口和精馏塔(8)的液体进口连接，所述精馏塔(8)的塔中出口与冷却器Ⅰ(10)的进料口连接，所述精馏塔(8)的塔底液体出口与醇类水溶液贮罐(14)进口连接，所述冷却器Ⅰ(10)和冷却器Ⅱ(11)的出口分别与醇类贮罐(13)和甲酸酯类贮罐(12)进口连接；所述蒸馏釜Ⅰ(7)的釜底液体物料按原工艺制取甲硝唑后送入蒸馏釜Ⅱ(3)中，所述蒸馏釜Ⅱ(3)的蒸气出口与喷射水泵Ⅰ(5)连接，所述蒸馏釜Ⅱ(3)釜底物料出口与结晶锅(2)的进料口连接，所述结晶锅(2)的液体出口与离心机(1)的进料口连接，所述离心机(1)的液体出料口与母液贮罐(17)的进料口连接，所述母液贮罐(17)的出口与蒸馏釜Ⅲ(16)的进料口连接，所述蒸馏釜Ⅲ(16)的蒸气出口与喷射水泵Ⅱ(15)连接。