[发明专利]一种处理三单体废水、提取硫酸钠的装置及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理三单体废水、提取硫酸钠的装置及其生产工艺，属于化工生产废水处理领域。

背景技术

    间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠（通称三单体，英文缩写SIPM）主要作为阳离子改性聚酯CDP的第三单体，由于CDP纤维中含有磺酸基，所以对阳离子染料具有良好的亲和性能，其染色的纤维色泽鲜艳，色谱齐全，并可深染，染色后所染织物色彩鲜艳，染料吸尽率高，大幅度减少了印染废水的排放。可使改性后的聚酯纤维染色更鲜艳浓厚，着色性好，同时具有抗起球效果。这种纤维既保证了阳离子易染，同时又可增加纤维的微孔，提高了纤维的上染率、透气性、吸湿性，从而进一步适应聚酯纤维的仿真丝化；此外，三单体还用于涂料、油墨、胶片、工程塑料等领域，是近几年阳离子聚酯纤维行业使用、研究、关注的重要改性剂之一。

目前，国内三单体行业大多以间苯二甲酸为原料，浓硫酸或不同SO₃含量的发烟硫酸经磺化、酯化、中和、水洗、干燥等工序制得，其中在中和工序使用Na₂CO₃或NaOH为中和剂使磺酸基—SO₃H变为磺酸钠基—SO₃Na，反应在水相中进行。

由于工艺技术的改进，目前行业上产生的中和废水量由2000年前的7-8吨废水/吨三单体降到现在的4吨废水/吨三单体左右，废水中含有三单体及其同系物、3,5-二羧基苯磺酸、甲醇、硫酸二甲酯、硫酸钠等多种成分，其CODcr值超过180000mg/L，若不处理直接排放，将对环境及人身健康造成极大危害。

产生的废水含有较高的盐分，对生化处理产生了不良的影响，因此这废水常成为一个难题。对于一些未经驯化的活性污泥而言，硫酸根含量超过 25 00mg/L就开始显示对活性污泥的抑制作用，高的硫酸根在厌氧生化过程中产生硫化氢对厌氧细菌产生严重的毒害作用，往往导致整个厌氧系统的运转失败。

现有的三单体废水处理工艺主要有以下几种：

1 、三效或四效管式降膜式蒸发器，在负压条件下运行。

该工艺优点是：（1）、使用蒸汽量较少，蒸汽热量利用充分；（2）、真空条件下操作，废水处理后再进一步进行生化处理可以达标排放，综合费用较低；（3）、可以实现连续化，操作人员较少。

不足之处是：（1）、项目投资过大，以年产3000吨/年三单体为例，废水处理装置总投资接近1800万元；（2）、由于三单体废水成分复杂，蒸发器运行一段时间后，加热器及蒸发器极易堵塞，且堵塞物硬度较大，需要停车、拆开加热器及蒸发器取出堵塞物，对整套系统运行影响很大；（3）、甲醇回收率低，经济效益差，运行成本高。

2、 萃取法，该方法经过蒸馏脱醇工序、萃取工序、反萃取工序、浓缩脱水工序、热溶精滤工序、脱水结晶工序、成品干燥工序制得间苯二甲酸-5-磺酸钠、回收甲醇等产品。

该工艺优点：（1）、采用萃取与反萃取工艺从三单体废水中提取间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠后，脱除三单体分子结构上的两个-0CH₃基团，转变为间苯二甲酸-5-磺酸钠，综合利用了废水中的三单体，间接提高了三单体的效益；（2）、在将三单体在线生产装置彻底清洗干净的前提下可与三单体使用同一条生产线，对间苯二甲酸-5-磺酸钠进行后处理。不足之处是：（1）、使用的萃取剂与反萃取剂价格昂贵，工艺过程中消耗量较大，严重影响得到的间苯二甲酸-5-磺酸钠产品经济效益；（2）、操作繁琐，制备间苯二甲酸-5-磺酸钠工艺与三单体生产工艺相比，仅减少酯化工序，其余操作类似；（3）、使用Ca(OH)₂中和硫酸，产生二次新的CaSO₄废渣污染，增加处理难度，增加项目投资；（4）、废水处理投资较大，项目投资与新建一条三单体生产装置投资接近。

3 、大孔树脂吸附法，该工艺通过蒸出甲醇、树脂吸附、热水脱附、浓缩、冷却结晶、过滤等工序获得间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠及其同系物粗品、Na₂SO₄·10H₂O、甲醇。

该工艺优点是：（1）、树脂吸附后的废水经过进一步生化处理后CODcr数值达到国家排放要求；（2）、回收了废水中的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠及其同系物粗品、Na₂SO₄·10H₂O，有一定的经济效益；（3）、操作灵活，对不同流量的废水适应性较好。