一种稀丙酸水溶液的提浓方法

摘要

本发明公开了一种稀丙酸水溶液的提浓方法，步骤为：以甲苯或1,2‑二氯乙烷为夹带剂，将稀丙酸水溶液和夹带剂混合，通过常压精馏得到馏分和底液，馏分主要成分为水，底液主要成分为丙酸和夹带剂；将底液进行常压蒸馏，分离夹带剂和丙酸，夹带剂作为馏分收集，剩余底液为高浓度的丙酸。本发明有效的分离提取了稀丙酸水溶液中的丙酸，处理后的水溶液可以回用于生产中，夹带剂可以循环使用，实现了零排放，处理能力较大，连续性强。另外，回收得到的丙酸可以直接销售，具有相当的经济价值，能够收回投资和运行成本，具有较大的环保和经济价值。

权利要求

1.一种稀丙酸水溶液的提浓方法，其特征是包括以下步骤：

（1）以甲苯或1,2-二氯乙烷为夹带剂，将稀丙酸水溶液和夹带剂混合，通过常压精馏得到馏分和底液，馏分主要成分为水，底液主要成分为丙酸和夹带剂；

（2）将底液进行常压蒸馏，分离夹带剂和丙酸，夹带剂作为馏分收集，剩余底液为高浓度的丙酸；

夹带剂为甲苯时，甲苯与稀丙酸水溶液的质量比为0.5-1.0:1；夹带剂为1,2-二氯乙烷时，1,2-二氯乙烷与稀丙酸水溶液的质量比为0.7-1.1:1；

步骤（1）中，所述稀丙酸水溶液主要成分为丙酸和水，其中丙酸的浓度为5-30 wt%；

步骤（1）中，常压精馏的回流比为2-5；

步骤（1）中，精馏为间歇式精馏，夹带剂为甲苯时，将稀丙酸水溶液和夹带剂的混合液加热至94℃进行精馏，馏分的馏出温度是84.0℃，当混合液温度变至96℃时停止精馏，夹带剂为1,2-二氯乙烷时，将稀丙酸水溶液和夹带剂的混合液加热至76-80℃进行精馏，馏分的馏出温度是72.0℃，当混合液温度变为85℃时停止精馏。

2.根据权利要求1所述的提浓方法，其特征是：步骤（2）中，分离夹带剂和丙酸时，采用以下方法：加热丙酸与夹带剂的混合液，当混合液温度为109-110℃时有馏分流出，开始收集馏分，当混合液温度升至140℃后再继续蒸馏3min，停止收集馏分，所得馏分为夹带剂。

3.根据权利要求1所述的提浓方法，其特征是：步骤（1）中，所述稀丙酸水溶液为敌稗生产过程中产生的稀丙酸水溶液。

4.根据权利要求1或2所述的提浓方法，其特征是：步骤（2）中，分离出的夹带剂回到步骤（1）循环利用。

说明书

一种稀丙酸水溶液的提浓方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种丙烯酸的回收方法，具体涉及一种对稀丙酸水溶液提浓的方法。

背景技术

[0002] 在除草剂敌稗的生产工艺中，会产生25%的丙酸水溶液，该溶液由丙酸和水组成，其中丙酸所占质量分数为25%左右，其余均为水。目前很多公司只能将产生的稀丙酸水溶液暂存，严重影响了敌稗的经济竞争优势。

[0003] 目前报道的丙酸的分离方法有络合萃取法、离子交换法、盐析法、蒸馏法等。其中研究较多的是络合萃取法，即通过络合剂、助溶剂、稀释剂组成的有机萃取剂将丙酸从水相中提取出来。常用络合剂有含磷有机物和胺类，常用助溶剂和稀释剂有煤油、醇类例如，符钰等在清华大学学报（自然科学版）上发表的文章《化学萃取丙酸平衡特性的研究》中指出，以20%TROP为萃取剂，正己烷为稀释剂组成的萃取相时，分配系数在3左右，萃取效率较低。再例如王金宇等在《河北科技大学学报》（2004年第25卷第2期）上发表了一篇名为《络合萃取法提取稀溶液中丙酸的研究》的文章，以正辛醇和甲苯的混合物(1/3,v/v)为稀释剂,1 mol/L磷酸三丁酯(TBP)为络合剂，按体积比为1:1的相比,经30 min萃取,丙酸的萃取率为
67.70%，萃取率也较低。总的来说络合萃取法法对丙酸的提取率较低，并且采用的有机萃取剂本身也需处理。

发明内容

[0004] 本发明提供了一种稀丙酸水溶液的提浓方法，该方法能够全面的回用废水中的丙酸，处理后的出水均可以回用到生产，且处理过程中不会产生额外的废物，具有很大的经济和环境效益。

[0005] 本发明先向稀丙酸溶液中加入夹带剂，通过常压精馏将丙酸和水分离，然后再用传统蒸馏将丙酸与夹带剂分离，得到高纯度的丙酸溶液和夹带剂。本发明对稀丙酸水溶液中的丙酸进行了很好的回收利用，分离得到的馏分水质较好，可直接回用于生产，回收得到的高纯度丙酸可以销售，具有较大的经济价值，而夹带剂也可以回用，即避免了资源的浪费，又减少了环境污染。

[0006] 本发明具体技术方案如下：

[0007] 一种稀丙酸水溶液的提浓方法，该方法包括以下步骤：

[0008] （1）以甲苯或1,2-二氯乙烷为夹带剂，将稀丙酸水溶液和夹带剂混合，通过常压精馏得到馏分和底液，馏分主要成分为水，底液主要成分为丙酸和夹带剂；

[0009] （2）将底液进行常压蒸馏，分离夹带剂和丙酸，夹带剂作为馏分收集，剩余底液为高浓度的丙酸。

[0010] 上述提浓方法中，步骤（1）中，所述稀丙酸水溶液主要成分为丙酸和水，其中丙酸的浓度为5-30 wt%。

[0011] 优选的，步骤（1）中，所述稀丙酸水溶液为敌稗生产过程中产生的稀丙酸水溶液。这样，常压精馏得到的馏分水质较好，丙酸含量在1%左右，能够回用至生产。本发明方法很好的实现了丙酸的提浓，回收了其中的水分，对于敌稗的生产具有很好的经济优势。

[0012] 上述提浓方法中，经过大量实验验证，选择甲苯或1,2-二氯乙烷作为夹带剂时，能够很好的将稀丙酸提浓，并且夹带剂易于分离，损失少。而选择其他成分作为夹带剂时，效果比甲苯或1,2-二氯乙烷要差。当夹带剂为甲苯时，甲苯与稀丙酸水溶液的质量比为0.5-1.0:1；当夹带剂为1,2-二氯乙烷时，1,2-二氯乙烷与稀丙酸水溶液的质量比为0.7-1.1:1。

[0013] 上述提浓方法中，步骤（1）中，常压精馏的回流比为2-5。

[0014] 上述提浓方法中，步骤（1）中，精馏为间歇式精馏，分批将稀丙酸水溶液和夹带剂的混合液加入精馏塔中进行精馏。

[0015] 上述提浓方法中，采用间歇式精馏方式时，当夹带剂为甲苯时，将稀丙酸水溶液和夹带剂的混合液的温度维持在94℃进行精馏，馏分的馏出温度是84.0℃，当混合液温度变至96℃时停止精馏。

[0016] 上述提浓方法中，采用间歇式精馏方式时，当夹带剂为1,2-二氯乙烷时，将稀丙酸水溶液和夹带剂的混合液的温度维持在76-80℃进行精馏，馏分的馏出温度是72.0℃，当混合液温度变为85℃时停止精馏。

[0017] 上述提浓方法中，步骤（2）中，分离夹带剂和丙酸时，采用以下方法：加热丙酸与夹带剂的混合液，当混合液温度为109-110℃时有馏分流出，开始收集馏分，当混合液温度升至140℃后再继续蒸馏3min，停止收集馏分，所得馏分为夹带剂。

[0018] 上述提浓方法中，步骤（2）中，分离出的夹带剂回到步骤（1）循环利用。

[0019] 上述提浓方法中，步骤（2）中，最终得到的高浓度的丙酸中，丙酸含量在95%以上，丙酸的回收率在90%以上。

[0020] 本发明有效的分离提取了稀丙酸水溶液中的丙酸，处理后的水溶液可以回用于生产中，夹带剂可以循环使用，实现了零排放，处理能力较大，连续性强。另外，回收得到的丙酸可以直接销售，具有相当的经济价值，能够收回投资和运行成本，具有较大的环保和经济价值。

具体实施方式

[0021] 本发明提供了一种对稀丙酸溶液进行提浓（提浓的意思是将丙酸的浓度提高）的方法，稀丙酸溶液可以是现有技术中所有的丙酸浓度为5-30wt%的，主要成分为丙酸和水的稀丙酸溶液。例如，可以为敌稗生产工艺中产生的丙酸含量约为25wt%的稀丙酸溶液。本发明提浓方法为包括以下步骤：

[0022] （1）将丙酸水溶液和夹带剂按比例混合后，加入到精馏装置中，通过常压精馏得到主要成分为水的馏分（简称馏分，下同）和底液（主要成分为丙酸和夹带剂）；

[0023] （2）馏分检测指标，根据具体情况回用到生产中；

[0024] （3）底液通过传统的蒸馏工艺即可将丙酸和夹带剂分离，得到高纯度的丙酸溶液和夹带剂，高纯度的丙酸溶液可以销售也可以回用到生产，夹带剂套用到下批的常压精馏步骤中继续使用。

[0025] 下面以敌稗生产过程中产生的稀丙酸溶液为原料，列举几个对其提浓的实施例，以对本发明提浓方法进行详细介绍，如无特别说明，下述实施例中各浓度均为质量百分比浓度。下述实例所用的精馏装置为小型精馏塔，精馏柱高度为80cm，里面填充弹簧玻璃填料，填料高度为72cm。

[0026] 实施例1

[0027] 1、取丙酸浓度为23.30%的稀丙酸水溶液319.2g，加入夹带剂1,2-二氯乙烷331.9g，混合均匀后加入至精馏设备中进行常压间歇式精馏，回流比为2。精馏过程中维持精馏设备中的底液温度为76-80℃，而馏分的馏出温度是72.0℃，收集馏分，当蒸出馏分
245g时底液温度升至85℃，停止蒸馏，精馏设备中残存丙酸和1,2-二氯乙烷混合溶液。经水分测定仪和色谱仪检测，馏分中主要成分为水，馏分中的水质参数为：丙酸含量0.29%， COD为371mg/L，pH值为4，可直接回用至生产。

[0028] 2、取上步剩余的丙酸和1,2-二氯乙烷混合溶液403.1g，通过蒸馏分离两组分。馏分馏出时的温度为109-110℃，收集馏分，随着时间的推移，底液的温度缓慢上升，当底液中的温度上升至140℃时，继续蒸馏3min，然后停止收集馏分，所得馏分为1,2-二氯乙烷323.8g，1,2-二氯乙烷损失率为2.44%，1,2-二氯乙烷套用到下批的常压精馏步骤中继续使用。蒸馏设备中剩余物为丙酸，丙酸质量为73.3g，质量分数为95.54%，丙酸回收率为
94.16%。

[0029] 实施例2

[0030] 1、取丙酸浓度为23.30%的稀丙酸水溶液390.2g，加入夹带剂甲苯292.6g，混合均匀后加入至精馏设备中进行常压间歇式精馏，回流比为3。精馏过程中维持精馏设备中的底液温度为94℃，而馏分的馏出温度是84.0℃，收集馏分，当蒸出馏分300.2g时底液温度升至96℃，停止蒸馏，精馏设备中残存丙酸和甲苯混合溶液。经水分测定仪和色谱仪检测，馏分中主要成分为水，馏分中的水质参数为：丙酸含量0.88%，COD为1005mg/L,可直接回用至生产。

[0031] 2、取上步得到的丙酸和甲苯混合溶液380.3g，通过蒸馏分离两组分。馏分馏出时的温度为109-110℃，收集馏分，随着时间的推移，底液的温度缓慢上升，当底液中的温度上升至140℃时，继续蒸馏3min，然后停止收集馏分，所得馏分为甲苯288.3g，甲苯损失率为1.47%，甲苯套用到下批的常压精馏步骤中继续使用。蒸馏设备中剩余物为丙酸，丙酸质量为87.33g，含量为98.94%，丙酸回收率为95.04%。

[0032] 实施例3

[0033] 1、取丙酸浓度为23.30%的稀丙酸水溶液412.6g，加入夹带剂1,2-二氯乙烷287.4g，混合均匀后加入至精馏设备中进行常压间歇式精馏，回流比为5。精馏过程中维持精馏设备中的底液温度为76-80℃，而馏分的馏出温度是72.0℃，收集馏分，当蒸出馏分
303.8g时底液温度升至85℃，停止蒸馏，精馏设备中残存丙酸和1,2-二氯乙烷混合溶液。经水分测定仪和色谱仪检测，馏分中主要成分为水，馏分中的水质参数为：丙酸含量0.91%， COD为1203mg/L,可直接回用至生产。

[0034] 2、取上步得到的丙酸和1,2-二氯乙烷混合溶液374.5g，通过蒸馏分离两组分。馏分馏出时的温度为109-110℃，收集馏分，随着时间的推移，底液的温度缓慢上升，当底液中的温度上升至140℃时，继续蒸馏3min，然后停止收集馏分，所得馏分为1,2-二氯乙烷278.4g，1,2-二氯乙烷损失率为3.13%，1,2-二氯乙烷套用到下批的常压精馏步骤中继续使用。蒸馏设备中剩余物为丙酸，丙酸质量为89.5g，含量为96.14%，丙酸回收率为89.50%。

[0035] 实施例4

[0036] 1、取丙酸浓度为23.30%的稀丙酸水溶液390.2g，加入夹带剂甲苯200.6g，混合均匀后加入至精馏设备中进行常压间歇式精馏，回流比为2.5。精馏过程中维持精馏设备中的底液温度为94℃，而馏分的馏出温度是84.0℃，收集馏分，当蒸出馏分286.7g时底液温度升至96℃，停止蒸馏，精馏设备中残存丙酸和甲苯混合溶液。经水分测定仪和色谱仪检测，馏分中主要成分为水，馏分中的水质参数为：丙酸含量1.19%， COD为1726mg/L,可直接回用至生产。

[0037] 2、取上步得到的丙酸和甲苯混合溶液299.1g，通过蒸馏分离两组分。馏分馏出时的温度为109-110℃，收集馏分，随着时间的推移，底液的温度缓慢上升，当底液中的温度上升至140℃时，继续蒸馏3min，然后停止收集馏分，所得馏分为甲苯187.2g，甲苯损失率为6.68%，甲苯套用到下批的常压精馏步骤中继续使用。蒸馏设备中剩余物为丙酸，丙酸质量为88.25g，含量为90.35%，丙酸回收率为87.70%。

[0038] 实施例5

[0039] 1、取丙酸浓度为23.30%的稀丙酸水溶液390.2g，加入夹带剂甲苯382.1g，混合均匀后加入至精馏设备中进行常压间歇式精馏，回流比为4。精馏过程中维持精馏设备中的底液温度为94℃，而馏分的馏出温度是84.0℃，收集馏分，当蒸出馏分317.9g时底液温度升至96℃，停止蒸馏，精馏设备中残存丙酸和甲苯混合溶液。经水分测定仪和色谱仪检测，馏分中主要成分为水，馏分中的水质参数为：丙酸含量0.47%， COD为735mg/L,可直接回用至生产。

[0040] 2、取上步得到的丙酸和甲苯混合溶液449.6g，通过蒸馏分离两组分。馏分馏出时的温度为109-110℃，收集馏分，随着时间的推移，底液的温度缓慢上升，当底液中的温度上升至140℃时，继续蒸馏3min，然后停止收集馏分，所得馏分为甲苯376.0g，甲苯损失率为1.59%，甲苯套用到下批的常压精馏步骤中继续使用。蒸馏设备中剩余物为丙酸，丙酸质量为88.78g，含量为99.44%，丙酸回收率为97.10%。

[0041] 对比例

[0042] 取丙酸浓度为23.30%的稀丙酸水溶液390.2g，加入夹带剂二甲苯387.1g，混合均匀后加入至精馏设备中进行常压间歇式精馏，回流比为4。精馏过程中维持精馏设备中的底液温度为94℃，而馏分的馏出温度是92.0℃，收集馏分。由于馏分馏出温度和水与丙酸的共沸点接近，得到的馏分中的丙酸含量很高，实验数据为19%左右，证明选用二甲苯作为夹带剂具有不可操作性。

[0043] 上述实施例仅是本发明具体实施方案的一部分，除了上述例子以外，采用本发明中公开的其他工艺条件，例如以5%左右的的丙酸溶液为原料进行提浓也能取得很好的效果。若考虑降低能耗，可将5%左右的丙酸先提浓至30%左右后，再用本发明的方法进行提浓更节约成本。