烷基鋁生產過程中危險廢棄物的回收處理方法
2023-05-06 17:23:36
專利名稱：烷基鋁生產過程中危險廢棄物的回收處理方法
技術領域：
本發明涉及一種有機廢棄物的回收方法，特別是回收烷基鋁生產過程中產生的包括烷基鋁和鋁粉金屬等組分的廢棄物。
背景技術：
烷基鋁除廣泛用於聚合物合成催化劑外，還是烯烴齊聚、二聚等其它合成的催化劑以及作為火箭和噴氣式發動機的高能燃料，其化學性質活潑，易燃易爆，具有極高的危險等級，工業上烷基鋁的生產方法是以金屬鋁、烯烴、氫氣為原料，反應後蒸餾精製得到，蒸餾後的殘液中主要含有烷基鋁及具有部分活性的鋁粉，由於烷基鋁遇空氣即發生自燃，需要使用異戊烷、礦物油等溶劑稀釋到烷基鋁小於15(重量比％，下同)，鋁粉含量小於10%方可無危險。而稀釋後的溶劑作為危險廢棄物多是與燃料油混合後焚燒，存在嚴重的安全隱患而且汙染環境，同時浪費大量稀釋用的燃料油。美國專利3，363，021公開了一種從反應後混合物中脫除烷基鋁的方法，通過加入路易斯鹼到有烷基鋁存在的十二碳烯反應中，包括向混合物體系加入氟化鉀，在溫度90-95°C時與烷基鋁生成Al2(C2H5)6 *KF。該方法未針對處理含有鋁粉及高含量烷基鋁的溶劑廢棄物。中國專利CN87102862A公開了一種烷基鋁的減活化方法，使用三甘油酯或含有三甘油酯的天然油降低碳氫化合物載體中烷基鋁催化劑活性，按照鋁:三甘油酯=1.1-6.1的摩爾比加入三甘油脂，該方法是應用三甘油脂與烷基鋁反應溫和而與無規立構的聚丙烯不溶而實現的，該方法只是實現了聚乙烯產物的分離和三乙基鋁的減活化，並未從作為溶劑的碳氫化合物中脫除三乙基鋁，並且加入的三甘油酯提高了產品成本。中國專利CN101333264A公開了一種從不飽和聚合物加氫後聚合物體系中除去含烷基鋁催化劑的方法，包括向加氫後的聚合物體系加入0.01-0.25體積％的水，混合，形成沉澱，然後通過離心分離除去沉澱，從而除去所殘留的加氫催化劑。該方法適用於處理催化劑含量為0.005-0.30g/100g的聚合物，但未針對處理含有鋁粉及高含量烷基鋁的溶劑廢棄物。美國專利5，0889，541公開了一種脫除聚合物溶液中含烷基鋁的加氫催化劑的方法，含烷基鋁加氫催化劑的聚合物需與分子氧充分接觸，氧化後的膠液再與活性炭接觸，得到的聚合物溶液中VIII族金屬的含量可小於5ppm。所用活性炭必須與分子氧配合使用，以促進鎳的凝聚以使固體懸浮物從聚合物溶液中較快分離。該法的加氫聚合物必須用分子氧充分氧化，氧化時間較長，還需要大量的活性炭，且活性炭與聚合物溶液的接觸時間長，效率低，不適合工業放大。
發明內容
本發明的目的是提供一種烷基鋁生產過程中危險廢棄物的回收處理方法。安全有效地處理含烷基鋁及鋁粉金屬的工業廢棄物，同時回收廢棄物中的溶劑，形成循環利用。
本發明所述的一種除去工業生產烷基鋁中溶劑的殘餘烷基鋁及鋁粉的方法，該烷基鋁包括R3AU R2ALX、RALX2以及R3AL2X3等(R為烷基，X為滷素、H、0R、SR、NH2等)，其中最王要的是二乙基招、二異丁基招、二異丙基招、_■乙基氣化招、乙基_■氣化招，戍基_■環己基鋁以及甲基鋁和甲氧基鋁等以及它們的混合物。鋁粉含量小於10% (重量比)。溶劑體系可以為礦物油或者異戊烷、環己烷、正戊烷、正辛烷等飽和鏈烷烴以及它們的混合物。由於廢棄物中含有部分未失活的鋁粉，單獨加水回收時會產生氫氣同時鋁粉細末與水絡合阻礙氣體的外排，影響回收效果。因此該方法包括首先向溶劑中通入二氧化碳氣體，然後在控制流量的條件下通入水，混合，形成沉澱，最後通過過濾除去沉澱，從而除去鋁粉金屬及烷基鋁以及有可能存在的金屬氧化物，其中水的添加量基於整個溶劑體系的體積為50-200%。本發明採用的技術方案如下:將含有烷基鋁及鋁粉的廢棄物加入反應釜中，通入純度99.9%的二氧化碳I 40分鐘，通入速度控制5升/分鐘；開啟攪拌。此過程應保證二氧化碳乾燥無水。同時有排氣口將多餘的二氧化碳及其它氣體引出外排大氣。觀察溫度表溫升情況，待溫度低於40°C，系統壓力維持常壓 0.1Mpa，停止通二氧化碳；開啟進水泵，控制流量，在60-240分鐘內加完，為了有效除去烷基鋁和鋁粉，水的添加量基於該溶劑的體積通常為50-200% ;通入二氧化碳的時間取決於烷基鋁的含量，當烷基鋁含量>6%，二氧化碳應加入20分鐘以上。本發明的方法中所用的水可以是去離子水，也可以是普通自來水，水的加入量最高不超過300%。溫度控制為10 60°C，控制反應壓力為0.01 0.1MPa0在反應過程中有可燃氣體產生，產生的可燃氣體通過高空排放或通入火炬系統也可以通入燃料氣系統。待水完全加入後，繼續反應10-60分鐘後過濾，收集分離的油水混合物靜置分層，自然分層後的上層清液即為回收的溶劑。本發明適合於回收處理含不同量烷基鋁及鋁粉的廢棄物溶劑，溶劑中烷基鋁含量為< 15% (重量比)，鋁粉含量< 10% (重量比)時均能有效處理。
具體實施例方式實施例1在採用氮氣置換300L反應釜後，將100L含有15% (重量比)烷基鋁，鋁粉含量10% (重量比)的廢溶劑加入反應釜中，啟動攪拌，二氧化碳通過插底管加入到溶劑中，通入速度控制5升/分鐘。多餘的二氧化碳通過排氣口排至大氣。待溫度低於40°C，系統壓力維持常壓 0.1MPa。停止通二氧化碳，添加水並控制加入速度。同時控制反應溫度為10 60°C，混合過程的壓力不高於0.3MPa。充分攪拌混合，反應過程中產生的氣體通入火炬系統。反應後的混合物溶液過濾，收集分離出的油水混合物，靜置、自然分層後將下層的水排掉後所得上層清液即為回收的溶劑。分析回收的溶劑中烷基鋁含量為O。反應控制的因素見表I。表I反應需控制的因素
權利要求
1.一種烷基鋁生產過程中危險廢棄物的回收處理方法，其特徵在於: (1)採用氮氣置換反應釜後，將含有烷基鋁及鋁粉的溶劑加入反應釜中，啟動攪拌；通入I 40分鐘二氧化碳；通入速度控制5升/分鐘；待溫度低於40°C，系統壓力維持常壓 0.1Mpa，停止通二氧化碳； (2)添加基於溶劑體積的50 300體積％的水，同時控制反應溫度10 60°C和反應過程中的壓力0.01 0.1MPa,充分攪拌混合； (3)反應結束後的混合物溶液經過濾，收集分離出的油水混合物，再經過靜置分層後的上層清液即為回收的溶劑。
2.根據權利要求1所要求的烷基鋁生產過程中危險廢棄物的回收處理方法，其特徵在於:所處理的溶劑廢棄物中所含的烷基鋁是三乙基鋁、三異丁基鋁、三異丙基鋁、二乙基氯化鋁、乙基二氯化鋁，戊基二環己基鋁以及甲基鋁和甲氧基鋁等以及它們的混合物。
3.根據權利要求1所要求的烷基鋁生產過程中危險廢棄物的回收處理方法，其特徵在於:所處理的溶劑廢棄物中所含的鋁粉金屬含量是溶劑的0.01 10重量％，烷基鋁含量佔溶劑的0.01 15重量％。
4.根據權利要求1所要求的烷基鋁生產過程中危險廢棄物的回收處理方法，其特徵在於:所處理的溶劑是異戊烷、環己烷、正戊烷、正辛烷、正庚烷等飽和鏈烷烴及它們的混合物。
全文摘要
本發明涉及一種烷基鋁生產過程中危險廢棄物的回收處理方法；採用氮氣置換反應釜後，將含有烷基鋁及鋁粉的溶劑加入反應釜中，啟動攪拌；通入1～40分鐘二氧化碳；通入速度控制5升/分鐘；待溫度低於40℃，系統壓力維持常壓～0.1Mpa，停止通二氧化碳；添加基於溶劑體積的50～300體積％的水，同時控制反應溫度10～60℃和反應過程中的壓力0.01～0.1MPa，充分攪拌混合；反應結束後的混合物溶液經過濾，收集分離出的油水混合物，再經過靜置分層後的上層清液即為回收的溶劑；本發明適合於回收處理含不同量烷基鋁及鋁粉的廢棄物溶劑，溶劑中烷基鋁含量為≤15％(重量比)，鋁粉含量≤10％(重量比)時均能有效處理。
文檔編號C07C7/00GK103182156SQ20111044676
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月28日 優先權日2011年12月28日
發明者簍陽, 韓運旺, 程光劍, 胡春生, 張敏, 黃集鉞, 韓秋萍 申請人:中國石油天然氣股份有限公司