【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于一種環(huán)氧氯丙烷皂化廢水制備半水/無水硫酸鈣同步回收鹽酸的方法。
技術(shù)介紹
1、環(huán)氧氯丙烷是重要的有機化工原料，廣泛用作醫(yī)藥、涂料、膠粘劑、樹脂等產(chǎn)品的溶劑和表面活性劑。目前，環(huán)氧氯丙烷的生產(chǎn)工藝主要有三種：丙烯高溫氯化法、醋酸丙烯酯法和甘油法，三種工藝均需經(jīng)過皂化處理才能制得環(huán)氧氯丙烷產(chǎn)品。皂化工藝大多以石灰乳為皂化劑，每生產(chǎn)1噸環(huán)氧氯丙烷產(chǎn)品，丙烯高溫氯化法、醋酸丙烯酯法、甘油法工藝將分別產(chǎn)生≥40噸、≥10噸、4～6噸氯化鈣皂化廢水。該氯化鈣皂化廢水的含鹽量和cod值均較高，導(dǎo)致其作為廢水處理的成本較高。
2、為解決環(huán)氧氯丙烷工藝產(chǎn)生氯化鈣皂化廢水的處理成本高的問題，公開號為cn105712520a的中國專利文獻公開了向氯化鈣皂化廢水中通入co2氣體、進而添加硫酸銨的方法沉淀廢水中的ca2+，硫酸銨處理后的沉淀與廢水經(jīng)過生化處理，達到排放標(biāo)準(zhǔn)。
3、公開號為cn107686209?a的中國專利文獻公開了獲得丙烯高溫氯化法制備環(huán)氧氯丙烷工藝中的皂化廢水；將該皂化廢水和酸混合，得到混合液，混合液的ph值為8～9；將該混合液和絮凝劑混合，攪拌、沉降后得到清液和沉積物；將沉積物離心分離，得到石灰水和石灰渣；將所述石灰水返回重復(fù)絮凝沉降。該專利文獻公開了向氯化鈣皂化廢水中添加酸調(diào)節(jié)ph值為8～9，然后加入絮凝劑沉淀ca2+，降低氯化鈣皂化廢水中的ca2+濃度以降低后續(xù)的生化處理成本。
4、上述兩項專利文獻公開的方法從環(huán)氧氯丙烷皂化廢水無害化處置角度出發(fā)，先沉淀ca2+、降低廢水的含鹽量
5、公開號為cn111777091a的中國專利文獻公開了利用特戊酸廢酸和環(huán)氧氯丙烷廢水制備硫酸鈣和氯化氫的方法，環(huán)氧氯丙烷廢水先經(jīng)過稀釋、加入反應(yīng)助劑、預(yù)熱后，再加入特戊酸副產(chǎn)廢酸進行反應(yīng)，產(chǎn)物經(jīng)過濾、洗滌和干燥得到硫酸鈣產(chǎn)品，濾液解析后得到氯化氫氣體。該方法實現(xiàn)了環(huán)氧氯丙烷皂化廢水的資源化利用，具有較高的經(jīng)濟與環(huán)保效益，但該方法對環(huán)氧氯丙烷皂化廢水進行稀釋處理，會降低鹽酸溶液的濃度、增加鹽酸解析的成本；添加氯化鋁、聚丙烯酸、酒石酸等反應(yīng)助劑會向反應(yīng)體系引入雜質(zhì)，增加成本、降低產(chǎn)品的附加值。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供了一種環(huán)氧氯丙烷皂化廢水制備半水/無水硫酸鈣同步回收鹽酸的方法，利用該方法能夠高效利用環(huán)氧氯丙烷皂化廢水，從環(huán)氧氯丙烷皂化廢水中提取出半水/無水硫酸鈣，以及過濾出較為純凈的鹽酸溶液。
2、本專利技術(shù)提供的一種環(huán)氧氯丙烷皂化廢水制備半水/無水硫酸鈣同步回收鹽酸的方法，包括：
3、s1、按照so42-/ca2+摩爾比為0.5～2.0，將硫酸溶液加入環(huán)氧氯丙烷皂化廢水得到二水硫酸鈣和鹽酸的混合漿料；
4、s2、對二水硫酸鈣和鹽酸的混合漿料進行水熱反應(yīng)得到半水/無水硫酸鈣與鹽酸的混合漿料，所述水熱反應(yīng)的溫度為30～150℃，保溫0.5-10h；
5、s3、過濾半水/無水硫酸鈣與鹽酸的混合漿料，濾液為鹽酸溶液，濾渣為半水/無水硫酸鈣；
6、s4、干燥半水/無水硫酸鈣濾渣得到半水/無水硫酸鈣粉末產(chǎn)品。
7、優(yōu)選地，so42-/ca2+摩爾比為0.8～1.0。
8、優(yōu)選地，所述硫酸的質(zhì)量百分比濃度為10～90％。
9、本專利技術(shù)通過控制硫酸的濃度，使得所獲得的硫酸鈣的形貌較好，即長徑比較大，還能夠使得鹽酸內(nèi)的硫酸濃度合適，避免鹽酸中的硫酸濃度過高，而不利于鹽酸的回收。進一步優(yōu)選的，所述硫酸的質(zhì)量百分比濃度為30-60％。
10、所用環(huán)氧氯丙烷皂化廢水來自環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)工藝中的皂化過程，不同的環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)工藝所產(chǎn)生皂化廢水的cacl2濃度不同，其cacl2的質(zhì)量百分比濃度為20～40％。
11、優(yōu)選地，鹽酸溶液的hcl濃度為1.0～5.0mol/l，對于來源穩(wěn)定的環(huán)氧氯丙烷皂化廢水、其cacl2濃度幾乎維持不變，所得鹽酸溶液的hcl濃度主要取決于所用硫酸的濃度，在優(yōu)選的硫酸濃度為30～60％的條件下，所得鹽酸溶液的hcl濃度為3.0～4.5mol/l。
12、鹽酸溶液可直接返回至環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)工藝中利用，或經(jīng)解析后返回至環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)工藝中利用，具體的鹽酸回收利用方式需根據(jù)環(huán)氧氯丙烷的生產(chǎn)工藝而定。
13、優(yōu)選地，對二水硫酸鈣和鹽酸的混合漿料進行水熱反應(yīng)得到半水硫酸鈣，所述水熱反應(yīng)的溫度為60～90℃，保溫1～3h。
14、優(yōu)選地，對二水硫酸鈣和鹽酸的混合漿料進行水熱反應(yīng)得到無水硫酸鈣，所述水熱反應(yīng)的溫度為80～120℃，保溫5～8h。
15、硫酸與環(huán)氧氯丙烷皂化廢水混合形成二水硫酸鈣的過程為so42-與ca2+結(jié)合的沉淀反應(yīng)，但二水硫酸鈣在鹽酸溶液中的溶解度較大，提高反應(yīng)溫度會進一步增加二水硫酸鈣在鹽酸溶液中的溶解度。因此，通過提高反應(yīng)溫度和延長反應(yīng)時間，可以促使硫酸與環(huán)氧氯丙烷皂化廢水混合形成的二水硫酸鈣逐步溶解并轉(zhuǎn)化為溶解度更低、穩(wěn)定性更好的半水硫酸鈣和無水硫酸鈣。
16、優(yōu)選地，所述將硫酸溶液加入氧化氯丙烷皂化廢水后進行攪拌，所述攪拌速率為300-1200rp。
17、利用所述的環(huán)氧氯丙烷皂化廢水與硫酸直接反應(yīng)，得到二水硫酸鈣和鹽酸混合漿料，混合漿料的粘度較大，需要在較高的攪拌速率下使物料傳熱、傳質(zhì)均勻。
18、優(yōu)選地，步驟s4的干燥溫度為80～300℃。
19、當(dāng)干燥溫度超過300℃，半水硫酸鈣或無水硫酸鈣逐漸轉(zhuǎn)化為不溶于水的、活性較低的死燒無水硫酸鈣。在超過200℃的溫度下半水硫酸鈣會逐漸脫水并轉(zhuǎn)化為無水硫酸鈣，作為優(yōu)選，其干燥溫度為100～200℃，在此溫度下，得到的半水硫酸鈣或無水硫酸鈣的活性較高、可部分溶于水。
20、優(yōu)選地，得到半水/無水硫酸鈣粉末產(chǎn)品后進行煅燒得到死燒無水硫酸鈣，所述煅燒的溫度為500～1000℃。
21、在較高的溫度下半水/無水硫酸鈣粉末產(chǎn)品可轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定的死燒無水硫酸鈣。
22、進一步優(yōu)選地，所述煅燒的溫度為600～800℃。
23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果為：
24、通過控制so42-/ca2+摩爾比，使得鹽酸溶液中的so42-和ca2+含量合適，從而得到純度較高的鹽酸，有利于鹽酸的再利用，同時，如果so42-含量過高或ca2+含量過高，會抑制二水硫酸鈣在鹽酸溶液中的溶解，不利于制備結(jié)構(gòu)和形貌規(guī)則的半水/無水硫酸鈣，導(dǎo)致所得半水/無水硫酸鈣呈顆粒狀、短棒狀和針狀并存的復(fù)合形貌，活性較差。
25、本專利技術(shù)通過提高水熱反應(yīng)溫度和延長保溫時間，使得硫酸與環(huán)氧氯丙烷皂化廢水混合形成的二水硫酸鈣在鹽酸溶液中溶解并轉(zhuǎn)化為穩(wěn)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種環(huán)氧氯丙烷皂化廢水制備半水/無水硫酸鈣同步回收鹽酸的方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧氯丙烷皂化廢水制備半水/無水硫酸鈣同步回收鹽酸的方法，其特征在于，SO42-/Ca2+摩爾比為0.8～1.0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧氯丙烷皂化廢水制備半水/無水硫酸鈣同步回收鹽酸的方法，其特征在于，所述硫酸的質(zhì)量百分比濃度為10～90％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)氧氯丙烷皂化廢水制備半水/無水硫酸鈣同步回收鹽酸的方法，其特征在于，所述硫酸的質(zhì)量百分比濃度為30-60％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧氯丙烷皂化廢水制備半水/無水硫酸鈣同步回收鹽酸的方法，其特征在于，環(huán)氧氯丙烷皂化廢水中的CaCl2的質(zhì)量百分比濃度的為20～40％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧氯丙烷皂化廢水制備半水/無水硫酸鈣同步回收鹽酸的方法，其特征在于，對二水硫酸鈣和鹽酸的混合漿料進行水熱反應(yīng)得到半水硫酸鈣，所述水熱反應(yīng)的溫度為60～90℃，保溫1～3h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧氯丙烷皂化廢水制備半水/無水硫酸鈣
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧氯丙烷皂化廢水制備半水/無水硫酸鈣同步回收鹽酸的方法，其特征在于，所述將硫酸溶液加入環(huán)氧氯丙烷皂化廢水后進行攪拌，所述攪拌速率為300-1200rp。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧氯丙烷皂化廢水制備半水/無水硫酸鈣同步回收鹽酸的方法，其特征在于，步驟S4的干燥溫度為80～300℃。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧氯丙烷皂化廢水制備半水/無水硫酸鈣同步回收鹽酸的方法，其特征在于，得到半水/無水硫酸鈣粉末產(chǎn)品后進行煅燒得到死燒無水硫酸鈣，所述煅燒的溫度為500～1000℃。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種環(huán)氧氯丙烷皂化廢水制備半水/無水硫酸鈣同步回收鹽酸的方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧氯丙烷皂化廢水制備半水/無水硫酸鈣同步回收鹽酸的方法，其特征在于，so42-/ca2+摩爾比為0.8～1.0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧氯丙烷皂化廢水制備半水/無水硫酸鈣同步回收鹽酸的方法，其特征在于，所述硫酸的質(zhì)量百分比濃度為10～90％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)氧氯丙烷皂化廢水制備半水/無水硫酸鈣同步回收鹽酸的方法，其特征在于，所述硫酸的質(zhì)量百分比濃度為30-60％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧氯丙烷皂化廢水制備半水/無水硫酸鈣同步回收鹽酸的方法，其特征在于，環(huán)氧氯丙烷皂化廢水中的cacl2的質(zhì)量百分比濃度的為20～40％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧氯丙烷皂化廢水制備半水/無水硫酸鈣同步回收鹽酸的方法，其特征在于，對二水硫酸鈣和鹽酸的混...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曹鵬旭，楊彬，雷樂成，
申請(專利權(quán))人：浙江大學(xué)衢州研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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