一種資源循環利用提高喹哪啶純度的方法與流程
2023-05-30 23:36:56
本發明涉及一種喹哪啶工藝廢水中鈣金屬離子的回收利用方法，特別是一種回收產物用於喹哪啶合成反應中製備高純度喹哪啶產品的方法。
背景技術：
目前國內普遍採用的喹哪啶合成工藝，由於受原料氫氧化鈣純度的影響，喹哪啶產品的質量指標鹼不溶物在0.5％以上，嚴重限制了喹哪啶產品的應用範圍，需要通過精製處理才能滿足高端客戶對產品的需求。
喹哪啶工藝廢水目前的處理方法：一是廢水經過脫色、與硫酸反應生成硫酸鈣沉澱、固液分離、乾燥等處理工藝；二是廢水經中和、絮凝脫色、過濾等處理工藝，得到無色透明的氯化鈣溶液。上述廢水處理方法得到的硫酸鈣或氯化鈣副產物，由於產品質量及市場方面等問題，銷路受限，易造成資源浪費和二次環境汙染。
技術實現要素：
本發明的目的就是要提供一種從喹哪啶工藝廢水中回收鈣金屬離子化合物並用於生產高品質喹哪啶的工藝，它採用將喹哪啶工藝廢水脫色、過濾、中和(沉澱)、過濾洗滌、乾燥和煅燒的工藝過程，不僅解決了廢水中鈣金屬離子的處理問題，而且碳酸鈣經過高溫煅燒，將其中的有機雜質分解成二氧化碳和水排出，煅燒產物氧化鈣質量較市售產品純度高，用於喹哪啶的合成反應中可得到高純度的喹哪啶產品，既實現了反應體系中鈣金屬離子的循環利用，又得到了高品質的喹哪啶產品。
本發明的目的是這樣實現的：從喹哪啶工藝廢水的回收利用鈣金屬化合物氧化鈣，包括脫色、過濾、中和(沉澱)、過濾洗滌、乾燥和煅燒過程；將高溫煅燒得到的氧化鈣直接用於喹哪啶合成反應中，其具體步驟為：
A.脫色過濾：喹哪啶工藝產生的廢水收集，攪拌下加入0.1-0.5％的脫色劑，過濾得濾液進行中和處理；
B.中和(沉澱)：將步驟A分離出來的濾液在攪拌下加入碳酸鹽中和至中性，生成碳酸鈣沉澱析出；
C.過濾及洗滌：將已有沉澱析出的漿料進行液-固分離，得濾餅為碳酸鈣，含少量氯化鈉和有機雜質；濾餅用常溫清水洗滌，儘可能壓盡濾餅中的液體。
D.乾燥：將C步驟中濾餅放入烘箱內，在80-130℃下乾燥，直至水分小於1.0％即可。
E.煅燒：將D步驟中經過乾燥的濾餅送入煅燒爐，在850-1300℃的高溫下煅燒，得到白色的氧化鈣。含量大於97％。
F.將E步驟中得到的氧化鈣產品加入適量的工藝水製成氫氧化鈣，用於喹哪啶合成反應中，由此製得的喹哪啶產品純度大於97％，鹼不溶物小於0.15％。
在本發明的優選實施例中，脫色劑包括高效絮凝劑、活性炭、聚合氯化鋁、聚丙烯醯胺等。
在本發明的優選實施例中，碳酸鹽包括碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銨等。
本發明方法反應方程式如下：
第一步：由母液中氯化鈣轉化成碳酸鈣
CaCl2+Na2CO3→CaCO3+2NaCl
第二步：碳酸鈣煅燒成氧化鈣
第三步：氧化鈣和水反應，生成氫氧化鈣
CaO+H2O→Ca(OH)2
第四步：氫氧化鈣製取喹哪啶,最終氫氧化鈣全部轉化成氯化鈣。
與現有技術相比，採用本發明方法，可回收喹哪啶工藝廢水中的鈣離子(以碳酸鈣沉澱的方式)，以生產1000克喹哪啶產品的工藝廢水計，可回收其中的鈣離子，以氧化鈣幹品計540-550克。使用回收氧化鈣加入適量工藝水製成氫氧化鈣，按照喹哪啶生產工藝製備喹哪啶，得到喹哪啶產品收率94.0％-96.0％，含量大於97.0％，不溶物含量小於0.15％。工藝廢水處理方法與傳統處理技術比較，可使鈣金屬離子化合物得到循環利用，減少廢水汙染，並提高喹哪啶產品質量。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。
附圖說明
圖1是本發明的工藝流程示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，定量地將喹哪啶工藝廢水加到燒杯中，加入0.1-0.5％(以廢水量為基準)的脫色劑，充分攪拌；然後用布氏漏鬥過濾，濾液加入適量碳酸鹽中和至物料pH＝7.0～10.0，充分攪拌至pH保持不變，停止攪拌沉澱1小時；然後將物料進行固-液分離，濾餅為碳酸鈣沉澱，放入乾燥烘箱在80-130℃溫度下乾燥，直至水分小於1.0％為止；最後將經過乾燥的碳酸鈣濾餅送入850-1300℃煅燒爐內煅燒，得到白色的氧化鈣產品。
本發明方法也可用其它含鈣離子工藝廢水的回收處理。
下面以生產40克喹哪啶產生的工藝廢水1200毫升為例來說明本發明過程。
實施例一：
將1200ml廢水加入2000ml燒杯中，攪拌下加入活性炭2.4克，攪拌0.5小時，過濾；濾液收集後加入碳酸鈉中和，隨著碳酸鈉加入，溶液中不斷生產白色沉澱物碳酸鈣，當物料pH穩定在8.0左右，即停止攪拌，1小時後過濾，固液分離，濾餅用清水淋洗，濾餅儘量抽乾。濾餅放到105-110℃烘箱中烘乾，然後送入900℃煅燒爐內煅燒，得到白色的氧化鈣產物，產量21.9克，含量97.1％。取回收氧化鈣18.0克，水500毫升，靛紅23克，氯丙酮18克，在60-65℃反應4-5小時，反應結束加入工業鹽酸調節物料pH值4-5，過濾，烘乾，得到喹哪啶30.40克，94.70％，含量97.6％
實施例二：
將1200ml廢水加入2000ml燒杯中，攪拌下加入高效脫色絮凝劑2.4克，攪拌0.5小時，靜置2小時後過濾；濾液收集後加入碳酸鈉中和，隨著碳酸鈉加入，溶液中不斷生產白色沉澱物碳酸鈣，當物料pH穩定在8.0左右，即停止攪拌，1小時後過濾，固液分離，濾餅用清水淋洗，濾餅儘量抽乾。濾餅放到105-110℃烘箱中烘乾，然後送入900℃煅燒爐內煅燒，得到白色的氧化鈣產物，產量22.1克，含量97.1％。其它同實施例一。