Cmc廢水中羥基乙酸鈉提取方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種CMC廢水中羥基乙酸鈉提取方法。具體在于以下步驟：提取母液，CMC含鹽廢水通過MVR蒸發(fā)器蒸發(fā)，去除80%的無機(jī)鹽,剩下的是含鹽10?15%，水分在35?50%的有機(jī)物，得到母液；母液中35?50%的有機(jī)物其中90%是羥基乙酸鈉；將母液的PH值用氫氧化鈉調(diào)節(jié)到10，60℃左右趁熱過濾，用乙醇溶劑從液體中提取，得到粗品羥基乙酸鈉固體；然后再用硫酸酸化并作催化劑，用甲醇進(jìn)行酯化，得到羥基乙酸甲酯，最后水解轉(zhuǎn)化為純度達(dá)到70%的羥基乙酸溶液。優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)完善，使用方便，CMC廢液經(jīng)處理后，鹽分被有效地脫除、產(chǎn)生一部分達(dá)到工業(yè)回用水標(biāo)準(zhǔn)的再生水，剩余的濃縮廢液用于進(jìn)一步的化學(xué)處理，得到有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的化工產(chǎn)品。
【專利說明】
CMC廢水中羥基乙酸鈉提取方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及CMC廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種CMC廢水中羥基乙酸鈉提取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]羧甲基纖維素鈉，簡稱CMC，是纖維素的羧甲基化衍生物，又名纖維素膠，是最主要的離子型纖維素膠。CMC于1918年由德國首先制得，并于1921年獲得專利而見諸于世，此后便在歐洲實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。當(dāng)時(shí)只為粗產(chǎn)品，用作膠體和粘結(jié)劑。1936-1941年，對CMC工業(yè)應(yīng)用的研究相當(dāng)活躍，并發(fā)表了幾個(gè)具有啟發(fā)性的專利。第二次世界大戰(zhàn)期間，德國將CMC用于合成洗滌劑。CMC的工業(yè)化生產(chǎn)開始于二十世紀(jì)三十年代德國IGFarbenindustrie AG。此后，生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量逐步有了明顯的改進(jìn)。1947年，美國Π)Α根據(jù)毒物學(xué)研究證明:CMC對生理無毒害作用，允許將其用于食品加工業(yè)中作添加劑，起增稠作用。CMC因具有許多特殊性質(zhì):其吸濕程度與大氣溫度和相對濕度有關(guān)，當(dāng)?shù)竭_(dá)平衡后，就不再吸濕；
CMC水溶液具有優(yōu)良的粘結(jié)、增稠、乳化、懸浮、成膜、保護(hù)膠體、保持水分、抗酶解以及代謝惰性等性能;CMC水溶液與錫、銀、鋁鉛、鐵、銅及某些重金屬相遇時(shí)，會發(fā)生沉淀反應(yīng)，CMC水溶液與鈣、鎂、食鹽共存時(shí)，不會產(chǎn)生沉淀，但會降低CMC水溶液的粘度。CMC水溶液遇到酸時(shí)，會析出酸式CMC沉淀。但耐酸型CMC對酸溶液具有一定的抵抗力;CMC水溶液與水溶性動物膠、甘油乙二醇、山梨醇、阿拉伯膠、果膠以及可溶性淀粉等水溶液，均能互混共溶，CMC固狀物在、苯、乙酸酯類、四氯化碳、蓖麻油、玉米油、花生油、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、三氯乙烷，汽油、甲乙酮、甲苯、二甲苯、松節(jié)油等物如增稠、粘結(jié)、成膜、持水、乳化、懸浮等，而得到廣泛應(yīng)用。近年來，不同品質(zhì)的CMC被用于工業(yè)和人們生活的不同領(lǐng)域中，廣泛應(yīng)用于石油、化工、洗滌劑、陶瓷、卷煙、印染、紡織、食品、醫(yī)藥、電焊條等行業(yè)，有“工業(yè)味精”之稱。CMC的用途非常廣泛、無毒、無腐蝕、對人體無害，不污染環(huán)境、粘結(jié)力強(qiáng)、不霉變、不生蟲，可作為乳化劑、增稠劑、穩(wěn)定劑、上漿劑、成膜劑、粘結(jié)劑等。
[0003]CMC行業(yè)產(chǎn)生的唯一污染物是廢水，特點(diǎn)為高鹽、高C0D(20000?40000mg/L)。每生產(chǎn)I噸CMC，大約要產(chǎn)生2.5?3噸的廢液，CMC生產(chǎn)廢水的處理一直是世界范圍內(nèi)的一個(gè)重要課題，發(fā)達(dá)國家尤為重視。如日本采用雙氧水處理工藝，德國采用樹脂交換法，但依然存在各自的缺點(diǎn)，未能實(shí)現(xiàn)地表水的零排放。我國在這方面還未見成熟的技術(shù)專利，與發(fā)達(dá)國家相比尚有加大的差距。在節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境，特別是保護(hù)水體系已經(jīng)上升成為我國國家戰(zhàn)略的今天，解決這一問題顯得非常重要。
[0004]CMC的生產(chǎn)工藝采用溶劑法，在洗滌過程中產(chǎn)生洗滌廢水，其高額的處理成本讓國內(nèi)外所有的企業(yè)都無法接受，目前行業(yè)的處理方式都是將廢水交給廢水處理企業(yè)，混在其他工業(yè)廢水中再進(jìn)一步處理。CMC生產(chǎn)工藝中的廢水處理急需工藝和技術(shù)方法的創(chuàng)新。其排放物的回收和綜合利用會給企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
[0005]我國處于經(jīng)濟(jì)快速增長期，目前CMC產(chǎn)品正在以較高的年增長率發(fā)展。預(yù)計(jì)中國在近5年內(nèi)需求會增長到80?100萬噸，市場的成長性良好，因此CMC產(chǎn)業(yè)排放物的回收利用凸顯了實(shí)施的迫切性和必要性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種CMC廢水中羥基乙酸鈉提取方法，設(shè)計(jì)完善，使用方便，CMC廢液經(jīng)處理后，鹽分被有效地脫除、產(chǎn)生一部分達(dá)到工業(yè)回用水標(biāo)準(zhǔn)的再生水，剩余的濃縮廢液用于進(jìn)一步的化學(xué)處理，得到有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的化工產(chǎn)品。
[0007]為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出了以下技術(shù)方案:
CMC廢水中羥基乙酸鈉提取方法，具體在于以下步驟:
1)提取母液，CMC含鹽廢水通過MVR蒸發(fā)器蒸發(fā)，去除80%的無機(jī)鹽，剩下的是含鹽10-15%，水分在35-50%的有機(jī)物，得到母液;母液中35-50%的有機(jī)物其中90%是羥基乙酸鈉；
2)將母液的PH值用氫氧化鈉調(diào)節(jié)到10，60°C左右趁熱過濾，用乙醇溶劑從液體中提取，得到粗品羥基乙酸鈉固體；
3)然后再用硫酸酸化并作催化劑，用甲醇(I份酸化料3份甲醇)進(jìn)行酯化，得到羥基乙酸甲酯，最后水解轉(zhuǎn)化為純度達(dá)到70%的羥基乙酸溶液。
[0008]所述的第3)步中反應(yīng)原理:
(1)2H0CH2C00Na+H2S04^2H0CH2C00H+Na2S04；
(2)H0CH2C00H+CH30H^H0CH2C00CH3+H20；
(3)H0CH2C00CH3^H0CH2C00H+ CH30H。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)完善，使用方便，CMC廢液經(jīng)處理后，鹽分被有效地脫除、產(chǎn)生一部分達(dá)到工業(yè)回用水標(biāo)準(zhǔn)的再生水，剩余的濃縮廢液用于進(jìn)一步的化學(xué)處理，得到有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的化工產(chǎn)品。
【具體實(shí)施方式】
[0010]CMC廢水處理的方法，將纖維素(精制棉)、堿、氯乙酸、乙醇按比例投入捏合機(jī)進(jìn)行堿化和醚化反應(yīng)，然后用50-75%的乙醇溶液進(jìn)行洗滌，物料經(jīng)過離心壓榨，分成兩部分:固體物料烘干、粉碎、包裝成CMC成品；含乙醇的液體物料進(jìn)行乙醇回收，剩下的是含鹽廢水；具體在于:
1)含鹽廢水通過MVR蒸發(fā)，去除80%的無機(jī)鹽(NaCl)，剩下的是含鹽(NaCl)10_15%，水分在40-50%及35-50%的有機(jī)物，這種溶液的化學(xué)需氧量COD高達(dá)30萬mg/L以上，簡稱母液；
2)在配水池里面將母液配制成化學(xué)需氧量⑶D8000-1萬mg/L溶液，要求是⑶D:N:P=300:7: I，氯化鈉含量小于1%，PH值小于7.2;然后將配制好的廢水抽人厭氧池；
3)廢水在厭氧池內(nèi)進(jìn)行72小時(shí)厭氧處理，要求溫度大于30°C，溶解氧小于0.5mg/L，然后廢水溢流進(jìn)入PACT池;所述的厭氧池的厭氧處理方法是將(I)水解階段:高分子有機(jī)物分解成小分子;廢水中的有機(jī)物質(zhì)纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖;分解后的這些小分子進(jìn)行下一步的分解;(2)酸化階段:上述的小分子有機(jī)物進(jìn)入到微生物體內(nèi)轉(zhuǎn)化成更為簡單的化合物，這一階段的主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸(VFA)，同時(shí)還有部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等產(chǎn)物產(chǎn)生；(3)產(chǎn)乙酸階段:在此階段，上一步的產(chǎn)物進(jìn)一步被轉(zhuǎn)化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細(xì)胞物質(zhì)；(4)產(chǎn)甲烷階段:在這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇都被轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳和新的細(xì)胞物質(zhì)； 4)廢水在PACT池停留60個(gè)小時(shí)進(jìn)行曝氣處理，要求溫度小于40 °C，PH值小于9，然后廢水溢流進(jìn)入接觸氧化池;所述的PACT池的處理方法是:在池內(nèi)投入活性炭與回流的含碳污泥一起曝氣，處理微生物難以降解的有毒有害的有機(jī)污染物，防止氨氮指標(biāo)的反彈，提高難以降解有機(jī)物的去除效果。
[0011]5)廢水在接觸氧化池停留72小時(shí)進(jìn)行曝氣處理，要求溫度在30-40 °C，PH值小于9;所述的接觸氧化池的處理方法是一種以掛膜法為主，兼有活性污泥的生物處理裝置，通過提供氧源，使污水中的有機(jī)物被微生物吸附、降解，使廢水得到凈化；
6)從接觸氧化池里排出的廢水COD小于500mg/L。
[0012]CMC廢水中羥基乙酸鈉提取方法，具體在于以下步驟:提取母液，CMC含鹽廢水通過MVR蒸發(fā)器蒸發(fā)，去除80%的無機(jī)鹽，剩下的是含鹽10-15%，水分在35-50%的有機(jī)物，得到母液;母液中35-50%的有機(jī)物其中90%是羥基乙酸鈉;將母液的PH值用氫氧化鈉調(diào)節(jié)到10，60°C左右趁熱過濾，用乙醇溶劑從液體中提取，得到粗品羥基乙酸鈉固體;然后再用硫酸酸化并作催化劑，用甲醇(I份酸化料3份甲醇)進(jìn)行酯化，得到羥基乙酸甲酯，最后水解轉(zhuǎn)化為純度達(dá)到70%的羥基乙酸溶液。
[0013]MVR蒸發(fā)、乙醇、酸化、酯化、水解、含鹽廢水—母液—粗品羥基乙酸鈉—羥基乙酸甲酯—70%輕基乙酸溶液；
反應(yīng)原理:
(1)2H0CH2C00Na+H2S04^2H0CH2C00H+Na2S04；
(2)H0CH2C00H+CH30H^H0CH2C00CH3+H20；
(3)H0CH2C00CH3—H0CH2C00H+CH30H。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.CMC廢水中羥基乙酸鈉提取方法，其特征在于以下步驟: 提取母液，CMC含鹽廢水通過MVR蒸發(fā)器蒸發(fā)，去除80%的無機(jī)鹽，剩下的是含鹽10-15%，水分在35-50%的有機(jī)物，得到母液;母液中35-50%的有機(jī)物其中90%是羥基乙酸鈉； 將母液的PH值用氫氧化鈉調(diào)節(jié)到10，60°C左右趁熱過濾，用乙醇溶劑從液體中提取，得到粗品羥基乙酸鈉固體； 然后再用硫酸酸化并作催化劑，用甲醇(I份酸化料3份甲醇)進(jìn)行酯化，得到羥基乙酸甲酯，最后水解轉(zhuǎn)化為純度達(dá)到70%的羥基乙酸溶液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMC廢水中羥基乙酸鈉提取方法，其特征是所述的第3)步中反應(yīng)原理:(I)2HOCH2COONa+H2 S04^2H0CH2C00H+Na2 S04 ； (2 )H0CH2C00H+CH30H^H0CH2C00CH3+H20 ； (3 )HOCH2COOCH3^HOCH2COOH + CH30H。
【文檔編號】C07C51/493GK106008201SQ201610346449
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】王平, 王一平
【申請人】江蘇泰利達(dá)新材料股份有限公司