[发明专利]一种羧甲基纤维素钠生产过程废水中氯化钠和乙醇酸钠的色谱分离方法

说明书

技术领域

本发明属于化工分离领域，涉及一种脱盐技术，具体涉及一种羧甲基纤维素钠生产过程废水中氯化钠和乙醇酸钠的色谱分离方法。

背景技术

羧甲基纤维素钠(Sodium Carboxymethyl Cellulose，简称CMC)，是一种水溶性的阴离子纤维素衍生物，属于线型结构高分子化合物，为白色或浅黄色纤维状粉末，无毒无臭无味，有吸湿性，在水中成胶体状态。因其水溶液具有良好的增稠、增黏、保水、稳定以及吸湿性能，因此在食品、日用化工、纺织、印染涂料、生物医药等领域用途广泛，被誉为工业味精。据不完全统计，到2005年，我国CMC生产量在7万吨以上，其中石油开采3 000~4 000t，陶瓷18 000~20 000 t，洗涤剂1 000 t，食品20 000 t左右，化妆品7 000 t左右，造纸10 000 t左右，印染、纺织、涂料、皮革、塑料、黏结剂和医药等在8 000 t左右，需求量呈上升趋势。

CMC制备目前主要有两种方法：水媒法和溶媒法。尽管具体工艺有所不同，但基本反应原理和反应物质并没有很大变更。CMC是由天然纤维素经碱化后，再与氯(代)乙酸或氯(代)乙酸钠盐反应制得。因为反应体系为碱性，在水的存在下会伴随着一些副反应发生，有氯化钠、羟乙酸钠及羟乙酸等副产物生成。为了得到合格的产品，制备过程中还有中和、洗涤以及分离过程，目的是去除氯化钠以及乙醇酸钠等副产物。因此，在CMC的生产过程中，伴随着大量废水的产生，废水成分复杂，COD高达60000 mg/L，pH为8~10，温度为20~40℃，直接排放会对环境造成严重的污染。

目前，国内外CMC厂家对生产过程废水的处理方法为直接蒸发干燥，不仅处理成本昂贵，更是造成其中有用物质的浪费。国内外对从CMC生产过程废水PWW (process waste water)中有用物质的回收利用研究较少。1991年，阎丽等人曾报道了从羧甲基纤维素的生产废液制备羟基乙酸的可行性，在分离出CMC的滤液中加水促进水解反应，生成更多的乙醇酸钠，将含有乙醇酸钠的乙醇溶液经酸化，在催化剂存在下进行酯化反应，减压蒸馏得羟基乙酸乙酯，再经水解得到羟基乙酸。

研究发现，CMC生产过程废水PWW中主要成分为氯化钠和乙醇酸钠，两者在PWW中所占的比重为20~25%，其中乙醇酸钠是一种有机合成中间体，在工业上有着重要的应用。未曾有报道关于对CMC生产过程废水PWW中的氯化钠和乙醇酸钠进行分离回收利用。因此，若能开发一种工艺，不仅可以解决PWW的排放问题，同时能够回收其中的氯化钠和乙醇酸钠，将具有巨大的社会效益和经济效益。

发明内容

本发明的目的是基于以上设想而提供一种操作简单、成本低廉、分离度高、绿色环保的羧甲基纤维素钠生产过程废水中氯化钠和乙醇酸钠的色谱分离方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种羧甲基纤维素钠生产过程废水中氯化钠和乙醇酸钠的色谱分离方法，该方法包括以下步骤：（1）对羧甲基纤维素钠生产过程废水进行澄清过滤，收集滤液；（2）对滤液进行浓缩，得到浓缩液，浓缩倍数为1~5倍；（3）调节浓缩液的pH为7~9作为进料液，在20~100℃下，进入装填专用色谱填料的色谱柱，以水作为洗提剂进行色谱分离，分别收集洗提液和残留液；（4）获得两种盐的固体纯品。其中洗提液为乙醇酸钠，残留液为氯化钠。

采用微滤或超滤对羧甲基纤维素钠生产过程废水进行过滤；所述的微滤膜孔径为20~100nm；所述的超滤膜的截留分子量MWCO为3~10 kDa。

所述的澄清过滤中，操作温度为20~45℃，原料液pH为8~10。

步骤（2）中，所述的浓缩倍数是指原料液和浓缩液的体积之比。采用反渗透或热浓缩对滤液进行浓缩，所述的热浓缩为常压浓缩、减压浓缩、薄膜浓缩或多效浓缩中的一种。

浓缩液中氯化钠的质量百分浓度（w/w）为13~40%，乙醇酸钠的质量百分浓度（w/w）为9~30%。

所述的浓缩液采用盐酸溶液或氢氧化钠溶液进行pH调节。

所述的洗提剂所使用的水为去离子水、脱盐水或蒸馏水。

所述色谱柱的温度为20~100℃，色谱柱径高比为1:1~50，进料量为0.05BV~5BV，进料浓缩液质量浓度为22~70%，进料液的pH为7~9，洗提流速为0.1BV/h~5BV/h。

所述的色谱柱的温度条件为20~100℃。