本發(fā)明涉及bdo有機廢物處理,具體涉及一種bdo焦油的回收處理方法。
背景技術(shù):
1、1,4-丁二醇(簡稱bdo)是一種重要的有機和精細化工原料,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、紡織、造紙、汽車和日用化工等領(lǐng)域。工業(yè)中最常用的1,4-丁二醇的生產(chǎn)方法是炔醛法,以乙炔和甲醛為原料,在催化條件下反應(yīng)生成1,4-丁炔二醇,再經(jīng)過加氫合成1,4-丁二醇粗品,濃縮精制得到1,4-丁二醇產(chǎn)品。1,4-丁二醇粗品在精制過程中會產(chǎn)生大量的bdo廢液(簡稱lbdo),bdo廢液中含有1,4-丁二醇(10wt%~40wt%)、甲醇、高沸雜醇、醚類低聚物(約30wt%,由1,4-丁二醇分子間脫水而形成)、氫氧化鈉、水、甲酸鈉和少量高聚物。
2、1,4-丁二醇是生產(chǎn)四氫呋喃的原料。四氫呋喃為無色透明液體,溶于水、乙醇、乙醚、丙酮、苯等,是性能優(yōu)良的有機溶劑,主要用作溶劑、化學(xué)合成中間體、分析試劑。在四氫呋喃的生產(chǎn)過程中,為了降低原料成本,四氫呋喃的生產(chǎn)通常采用bdo廢液作為原料,先去除bdo廢液中的水和輕相,再進行精餾,得到1,4-丁二醇和bdo焦油(即精餾釜底液),1,4-丁二醇可用于四氫呋喃的生產(chǎn)。
3、bdo焦油中含有醚類低聚物(約75wt%,由1,4-丁二醇分子間脫水而形成)、高聚物(約15wt%)、甲酸鈉(約10wt%)、少量的氫氧化鈉、固體廢渣及催化劑等,黏度高,難以處理。bdo焦油為危化品,外協(xié)處理費用較高,目前采用的處理方法通常為焚燒或者套用的方式。直接焚燒處理,可以將其轉(zhuǎn)化為熱量進行利用,并回收無機鹽,然而,在bdo廢液的精餾過程中,由于釜底液的黏度越來越高,有部分1,4-丁二醇被包裹在其中,無法被順利蒸餾出來,導(dǎo)致bdo焦油含有部分1,4-丁二醇,后續(xù)被直接焚燒處理會造成原料1,4-丁二醇的利用率低。將bdo焦油套用回至bdo廢液中,由于bdo焦油中重組分含量高,重組分雜質(zhì)一直在系統(tǒng)內(nèi)套用,高聚物和無機鈉鹽會留在系統(tǒng)內(nèi),導(dǎo)致1,4-丁二醇的品質(zhì)受影響,四氫呋喃粗品中雜質(zhì)含量高,進而增加后續(xù)四氫呋喃產(chǎn)品的精制難度,甚至影響四氫呋喃產(chǎn)品的品質(zhì)。
4、為了進一步提高bdo廢液中的1,4-丁二醇的利用率,降低原料成本,增加經(jīng)濟效益,提高產(chǎn)品市場競爭力,需要對bdo焦油進一步回收處理。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對上述問題,本發(fā)明提供一種bdo焦油的回收處理方法,在顯著提高工業(yè)級咔唑純度的基礎(chǔ)上,降低了高純度咔唑的制備成本。
2、為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:
3、第一方面,本發(fā)明提供一種bdo焦油的回收處理方法,包括以下步驟:
4、s1,向bdo焦油中加入熱水進行稀釋,然后向所得bdo焦油水溶液中加入酸性催化劑,于130℃~150℃進行裂解反應(yīng)和脫水環(huán)合反應(yīng),得輕相物質(zhì)和裂解液;
5、s2,將所述裂解液于30℃以下進行結(jié)晶,然后加入溶劑,并調(diào)節(jié)體系的ph為中性,固液分離,得無機鹽和第一母液;
6、s3,將所述第一母液進行蒸發(fā),得溶劑和殘液;
7、s4,將所述殘液進行焚燒,并收集熱量。
8、相對于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明提供的bdo焦油的回收處理方法,采用熱水對稠黏的bdo焦油進行稀釋溶解,以方便后續(xù)裂解反應(yīng)和脫水環(huán)合反應(yīng)的進行;酸性催化劑的加入,可以使醚類低聚物發(fā)生裂解反應(yīng)解聚為1,4-丁二醇,同時也促使1,4-丁二醇發(fā)生脫水環(huán)合反應(yīng)生成四氫呋喃,此外,酸性催化劑還可以與醋酸鈉反應(yīng)生成無機鹽,進而可以通過后續(xù)操作將無機鹽分離出來;通過限定裂解反應(yīng)和脫水環(huán)合反應(yīng)的溫度,可以進一步促進裂解反應(yīng)和脫水環(huán)合反應(yīng)的發(fā)生,并使反應(yīng)進行得更加徹底,輕相物質(zhì)的收率高,品質(zhì)好。裂解反應(yīng)和脫水環(huán)合反應(yīng)后所得的裂解液中含有無機鹽和高聚物,通過降溫結(jié)晶,配合溶劑溶解高聚物,可得到純度較高的無機鹽;通過蒸發(fā)去除第一母液中的溶劑,最后將殘液進行焚燒,將殘液轉(zhuǎn)化為熱量進行利用。
9、本發(fā)明提供的bdo焦油的回收處理方法,可進一步提高bdo廢液的利用率,降低采用bdo廢液生產(chǎn)四氫呋喃的生產(chǎn)成本(成本可降低約40%以上),同時降低碳排放。
10、需要說明的是,本發(fā)明中的輕相物質(zhì)的主要成分為四氫呋喃、水、甲醇、正丁醇及其他低沸雜醇。將輕相物質(zhì)進行分離后,可以回收利用;無機鹽和蒸發(fā)得到的溶劑也可回收利用。
11、優(yōu)選的,s1中,所述bdo焦油包括以下質(zhì)量百分含量的組分:醚類低聚物70%~80%、高聚物10%~20%、甲酸鈉6%~12%、1,4-丁二醇0~5%和雜質(zhì)2%~3%;所述雜質(zhì)包含氫氧化鈉和固體廢渣。
12、示例的,s1中,bdo焦油為bdo廢液脫除水、輕相物質(zhì)和1,4-丁二醇后的精餾釜底液。
13、優(yōu)選的,s1中,所述熱水的溫度為80℃~95℃。
14、優(yōu)選的,s1中,所述bdo焦油和所述熱水的質(zhì)量比為1:(0.4~0.6)。
15、本發(fā)明中,適量的熱水可以稀釋溶解粘稠的bdo焦油,使bdo焦油的粘度適中,更利于后續(xù)裂解反應(yīng)和脫水環(huán)合反應(yīng)的順利進行。經(jīng)熱水稀釋后的bdo焦油的溫度為80℃~90℃。
16、優(yōu)選的,s1中,所述酸性催化劑為質(zhì)量濃度20%~30%的硫酸溶液。
17、優(yōu)選的,s1中,所述bdo焦油水溶液和所述酸性催化劑的質(zhì)量體積比為100g:(2~4)ml。
18、本發(fā)明通過控制酸性催化劑的加入量,可以保證反應(yīng)體系的ph=1~4,更有利于裂解反應(yīng)和脫水環(huán)合反應(yīng)的進行;同時,硫酸溶液可以與甲酸鈉反應(yīng),生成硫酸鈉。
19、優(yōu)選的,s1中,所述裂解反應(yīng)和脫水環(huán)合反應(yīng)的時間為1h~4h。
20、示例的,s1中,裂解反應(yīng)和脫水環(huán)合反應(yīng)在塔式反應(yīng)器內(nèi)進行,氣態(tài)輕相物質(zhì)由塔頂排出進行分離回收,裂解液存于塔底。
21、需要說明的是,本發(fā)明s1中的裂解反應(yīng)和脫水環(huán)合反應(yīng)在相同的反應(yīng)條件下同時進行。
22、優(yōu)選的,s2中,所述裂解液和所述溶劑的質(zhì)量體積比為100g:(90~110)ml。
23、特定量的溶劑可以保證bdo焦油中的高聚物完全溶于溶劑中,從而保證了無機鹽的品質(zhì)。
24、優(yōu)選的,s2中,采用氫氧化鈉調(diào)節(jié)所述體系的ph為中性。
25、本發(fā)明采用氫氧化鈉來中和過量的酸性催化劑,同時又不影響無機鹽的收集與分離。
26、優(yōu)選的,s4中,將所述殘液于30℃以下進行結(jié)晶,固液分離,得無機鹽和第二母液;將所述第二母液進行焚燒,并收集熱量。
27、本發(fā)明將殘液再次進行結(jié)晶,從殘液中進一步分離出無機鹽,進一步提高bdo廢液的利用率。
28、優(yōu)選的,s2和s4中,所述結(jié)晶的溫度為10℃~30℃,結(jié)晶時間為3h~10h。
29、優(yōu)選的,s2和s4中,所述無機鹽為硫酸鈉。
30、進一步優(yōu)選的,s2和s4中,將所述無機鹽采用溶劑進行洗滌,得濕硫酸鈉和洗滌液;將所述濕硫酸鈉于80℃~95℃進行干燥,得十水硫酸鈉。
31、更優(yōu)選的,s2和s4中,所述洗滌的次數(shù)為3次~4次,每次洗滌中所述無機鹽與所述溶劑的質(zhì)量體積比為1kg:(3~4)l。
32、通過上述操作,本發(fā)明制得的十水硫酸鈉的質(zhì)量含量≥98%。
33、更優(yōu)選的,s4中,將所述第二母液和所述洗滌液進行蒸發(fā),得溶劑和第二殘液;將所述第二殘液進行焚燒,并收集熱量。
34、本發(fā)明將第二母液和洗滌液再次進行蒸發(fā),進一步分離出溶劑,從而進一步提高了bdo廢液的利用率。
35、優(yōu)選的,s2和s4中,所述溶劑選自甲醇、乙醇或丙酮。
36、優(yōu)選的,s3和s4中,所述蒸發(fā)采用常壓蒸發(fā),所述蒸發(fā)的溫度為50℃~80℃。
37、示例的,s3和s4中,當溶劑為甲醇時,蒸發(fā)的溫度為63℃~65℃;當溶劑為乙醇時,蒸發(fā)的溫度為76℃~79℃;當溶劑為丙酮時,蒸發(fā)的溫度為54℃~57℃。