[发明专利]一种处理高浓度吡啶水溶液的新工艺

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理领域，主要是一种处理高浓度吡啶水溶液的新工艺。

背景技术

吡啶是极其重要的制药、化工原料，又是良好的有机溶剂和有机合成催化剂。在农药、医药的生产过程中，要产生含吡啶10～20％的高浓度废水。吡啶有毒，是一种具有强烈恶臭气味的杂环化合物，显著但不是很强的碱性，易溶于水，在环境中不易被生物降解。吡啶-水构成恒沸体系，其恒沸组成为吡啶∶水＝57.0∶43.0(质量分数)，这给吡啶-水体系的分离带来很大困难。

处理高浓度吡啶废水，回收部分吡啶，既可实现资源的循环利用，提高经济效益，又可降低吡啶的浓度，减少对环境的污染，改善废水的可生化性。目前，有采用恒沸精馏法、加盐分相技术和溶剂萃取法回收吡啶的报道。恒沸精馏技术是先蒸除吡啶-水恒沸物，得到粗吡啶，再以甲苯、苯为脱水剂，形成甲苯-水、苯-水的共沸组成，脱除粗吡啶中的水。回收的吡啶含量≥99.5％，含水分≤0.1％。但该法采用了具有一定毒性的甲苯、苯为脱水剂，使得其应用受到限制。有文献报道以氟化钾水溶液为盐析剂的加盐分相技术分离吡啶-水，有机相中吡啶纯度为92.6％，纯度不高。采用溶剂萃取法的报道不多，在文献中仅提及该法，但未给出萃取剂的种类。而溶剂萃取法的关键是萃取溶剂的选择，既要对溶质有较大的溶解度，又要在水中几乎不溶，否则会造成溶剂损失，对水产生二次污染。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术方案的不足，而提供一种处理高浓度吡啶水溶液的新工艺，采用经济有效、环境友好的处理高浓度吡啶水溶液的溶剂，用此溶剂处理后的水经生化处理，即可达到国家排放标准。而且，该溶剂应能回收、再生后重复使用，并可从溶液中回收有用的吡啶。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种处理高浓度吡啶水溶液的新工艺，其流程包括如下步骤：

1.1)、高浓度吡啶水溶液经连续恒沸蒸馏，塔顶得到吡啶-水恒沸物(记作粗吡啶)，塔底残液几乎不含水，接近纯吡啶，可循环使用；

1.2)、在常温下将粗吡啶用生物柴油作萃取溶剂分级萃取1～10次或逆流连续萃取，溶剂与废水的体积比为5∶1～1∶10，pH值为4～10，每次萃取时间为3～30min，萃取后静置5～15min后分离；

1.3)、含吡啶及生物柴油的萃取相经减压蒸馏分别回收吡啶以及生物柴油，回收的生物柴油仍作为萃取剂循环使用，回收的萃取溶剂的性能指标基本恢复到萃取前的水平。

在本发明中当吡啶浓度大于吡啶-水的共沸组成57％时，处理步骤按1.1，1.2，1.3顺序进行；当吡啶浓度小于吡啶-水的共沸组成57％时，省去步骤1.1，直接从萃取步骤1.2开始进行。

在本发明的技术方案中，所述的萃取溶剂为含脂肪酸甲酯的生物柴油。生物柴油常压时沸程高于350℃，而吡啶的常压沸点为115℃左右，采用减压蒸馏，即可将吡啶与生物柴油分离，且分离较彻底。

萃取时，废水的PH值对萃取效果有很大影响，优选的pH值为5.0～7.0，以pH为6.0为最佳；萃取溶剂与废水的体积比为5∶1～1∶10，优选的范围为2∶1～1∶1。

本发明有益的效果是：

1、本发明采用先蒸馏出吡啶-水恒沸物，再用生物柴油作为萃取溶剂对此恒沸物进行处理，其操作方法简单，条件温和，效果显著。

2、本方法所用的萃取剂经蒸馏回收后可重复使用，回收方法经济简单，而使用效果基本不变，从而大大节约了废水处理的成本。同时，由于水和生物柴油的相互溶解度极低，常温下生物柴油在水中的溶解度仅为0.002％，使得处理后水中的生物柴油含量很小，且生物柴油又具有可生物降解的特点，这是其他萃取剂无法比拟的。

3、采用本发明的工艺，可进一步提取回收溶液中有用的吡啶。

因此，本发明的技术方案处理效果好，运行费用低，具有明显的环境效益和社会效益，有重要的应用价值。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

吡啶溶液为某厂实际物料，浓度～88％(wt％)，pH～8.2。

首先，共沸精馏88％吡啶溶液。精馏分离采用内径为22mm的玻璃柱，内装高效不锈钢三角丝填料，填料高度为0.8m。塔釜用500ml三口烧瓶，外用电热恒温夹套加热。釜液经加热汽化后，在塔顶形成汽相温度为94℃的恒沸物，冷凝，部分回流至塔，回流比为3，另一部分出料，即得到回收的粗吡啶。当汽相温度再上升后，收集过渡馏分，直到汽相温度达到100℃，共沸精馏结束，冷却，釜中残液已几乎为纯吡啶，可直接送去使用。