[发明专利]一种吸附树脂及其合成方法和用于处理废水的方法

说明书

本发明提供了一种吸附醛类树脂及制备方法和应用。所述树脂氨基富含氨基、肼基极性基团，含量为普通改性大孔树脂10‑20倍，同时氨基与肼基发挥协同效应，对醛类有更好的去除效果且易经过酸/碱再生，性能稳定。本发明中废水经过共沸塔、汽提塔、树脂吸附后得到COD小于1000mg/L、总醛小于500mg/L水溶液，可进行生化处理。本发明有效降低了废水处理成本或实现废水中有机物资源化再利用，降低废气排放量，实现经济和环保价值。

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种吸附树脂及其合成方法和用于处理废水的方法。

背景技术

甲基丙烯酸生产主要包括丙酮氰醇法和异丁烯氧化法。丙酮氰醇法采用浓硫酸作为催化剂、剧毒氢氰酸作为原料导致产能受限、设备投资高。异丁烯法原料充足，经济环保，是主要生产方式。

异丁烯氧化法中异丁烯在催化剂作用下，经过一段或两段氧化得到含有甲基丙烯酸的气体，气态产物经冷却回收热量、水吸收后得到含30wt％～60wt％甲基丙烯酸水溶液。粗酸水溶液中还包括醋酸、丙烯酸、丙酸、马来酸等高沸点酸类和丙酮、甲醛、丙烯醛、甲基丙烯醛等杂质。因甲基丙烯酸与水共沸，且与醋酸、丙烯酸等分子间存在氢键采用普通精馏的方法无法得到高品质甲基丙烯酸产品，难实现长周期稳定运行。

为克服以上问题目前工业上通常采用萃取法精制提纯甲基丙烯酸。常用萃取剂包括氯苯、甲苯、环己烷、甲基丙烯酸甲酯等溶剂。因粗甲基丙烯酸水溶液浓度低，一吨甲基丙烯酸产品产生约2-2.5t废水。以年产量为5万吨装置为例，每小时产生废水量为13.5-15.0t/h。

废水中包含90.0wt％水和10wt％有机物，有机物主要为3wt％-8wt％醋酸、0.5wt％-2.0wt％丙烯酸、0.5wt％-2.0wt％甲基丙烯酸、0.05wt％-1.0wt％丙酸、0.1wt％-1.0wt％总醛、0.01wt％-0.1wt％阻聚剂等。废水COD大于20万mg/L且含有对微生物有毒害作用的甲醛，不能直接生化处理。

上述酸类物质与水之间存在氢键，简单多效蒸发后的清液中醋酸、甲基丙烯酸、丙烯酸等含量仍较高，COD＞80,000mg/L。

普通精馏浓缩方案中因甲基丙烯酸与水共沸，浓缩后清液中甲基丙烯酸含量高，且必须在高回流比条件下才能降低塔顶醋酸含量，得到塔顶废水COD为40,000-60,000mg/L，不满足生化处理的要求。

目前行业内全部采用热力焚烧方式处理，设备投资高。废水中水含量高，焚烧热值低；热力焚烧废水需消耗大量燃料气，废气排放总量大。虽然焚烧炉都配备热量回收装置，副产蒸汽，但废水最终以气体形式排放大气，因水汽化潜热高，导致热量回收率低，焚烧处理成本一般为300-500元/吨。

废水中醋酸含量高，未回收资源化再利用直接焚烧处理造成资源浪费。

基于以上背景，有必要研发一种甲基丙烯酸生产过程中废水的经济、环保新处理方法，以有效降低废水处理成本或实现废水中有机物资源化再利用，降低废气排放量，实现经济和环保价值。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种富含极性基团的吸附树脂，该树脂克服了普通聚苯乙烯类大孔树脂不含极性基团或仅含少量吸附基团，在吸附醛类物质时分子间作用力弱导致吸附量小、吸附效果差等缺陷。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种大分子吸附树脂，该吸附树脂富含极性基团，具有如下结构：

其中，R为H原子或二乙烯苯中1或2个双键参与反应后的残基，m₀为二乙烯苯结构的重复单元数，m₁为乙烯基苯肼结构的重复单元数，m₂为含侧氨基的羟基苯乙烯结构的重复单元数，n为α-氨基-β羟基丁酸自聚结构重复单元数；