最為廣泛和深入h附法萃取法離子延遲法和bookmark1目前,我國腈綸生產工業擁有5種溶劑8條工藝路線,其中DMF(二甲基甲酰胺)幹法,NaSCN―步法和二步法是應用最多的3種方法。以NaSCN為溶劑的工藝路線占總數的一半以上,達57%,而且我國今後將重點發展以NaSCN為溶劑的生產工藝。因此,深入研究以NaSCN為溶劑的各項技術顯得尤為重要NaSCN無論是一步法還是二步法,NaSCN的(de)用(yong)量(liang)都(dou)非(fei)常(chang)大(da),因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)在(zai)係(xi)統(tong)中(zhong)循(xun)環(huan)使(shi)甩(shuai)但(dan)是(shi)隨(sui)著(zhe)循(xun)環(huan)次(ci)數(shu)的(de)加(jia),溶(rong)劑(ji)中(zhong)的(de)雜(za)質(zhi)含(han)量(liang)也(ye)相(xiang)應(ying)力(li)卩(dan)。為(wei)了(le)保(bao)持(chi)較(jiao)低(di)水(shui)平(ping)的(de)雜(za)質(zhi)含(han)量(liang),要(yao)求(qiu)不(bu)斷(duan)地(di)對(dui)溶(rong)劑(ji)進(jin)行(xing)淨(jing)化(hua)處(chu)理(li)溶(rong)劑(ji)淨(jing)化(hua)技(ji)術(shu)水(shui)平(ping)的(de)高(gao)低(di),直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)腈(jing)綸(lun)的(de)質(zhi)量(liang),關(guan)係(xi)到(dao)溶(rong)劑(ji)的(de)消(xiao)耗(hao)生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)以(yi)及(ji)對(dui)環(huan)境(jing)的(de)危(wei)害(hai)程(cheng)度(du),是(shi)整(zheng)個(ge)腈(jing)綸(lun)生(sheng)產(chan)水(shui)平(ping)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)標(biao)誌(zhi)本(ben)文(wen)介(jie)紹(shao)了(le)國(guo)內(nei)外(wai)腈(jing)綸(lun)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)使(shi)用(yong)的(de)一(yi)些(xie)NaSCN淨化方法,並對其工藝特點進行了比較,為選擇合適的NaSCN淨化工藝提供1NaSCN淨化方法目前世界上采用NaSCN為溶劑的腈綸生產工藝基本上來源於3家公司:英國的Courtaulds(一步法)公司、美國ACC公司和日本Exlan公司(二步法)溶劑NaSCN的淨化方法的研究也相對集中在這3家公司,特別以Exlan公gong司si研yan究jiu得de離li子zi交jiao換huan法fa是shi目mu前qian世shi界jie上shang使shi用yong較jiao多duo的de幾ji種zhong淨jing化hua方fang法fa,凝ning膠jiao色se譜pu法fa則ze因yin為wei其qi獨du特te的de優you點dian而er具ju有you廣guang闊kuo的de應ying用yong前qian景jing。上shang述shu幾ji種zhong方fang法fa在zai國guo內nei都dou有you所suo應ying用yong。
11吸附法年提出的其主要技術特征是吸附與濃縮相結合達到淨化NaSCN的目的。先用NttOH調整NaSCN溶液的pH值,並加入Ba(N3)2活性炭或矽藻土,攪拌漿液1h後,溶液中的部分S42-形式形成絮狀沉澱,有機物則被吸附於吸附劑,經過濾得到含少量硫酸根的硫氰酸鈉溶液將此溶液進一步濃縮至含59%NaSCN的濃溶液,同時進一步析出Na2SO4,濾除固體即可得到淨化了的NaSCN濃溶液。
該工藝基本上不消耗其他有機溶劑,操作比較簡單,除雜效果較妊但一次性消耗的吸附劑(活性炭或矽藻土)量較大,含有NaSCN的舊吸附劑難以進行焚燒處理,易形成汙染另有專利提出將含雜質的NaSCN溶液通過一種硫酸鹽泥漿床,沉澱除去硫酸鹽的方法不過該方法不能脫除其它有機雜質,產生的含毒廢渣難以處理,生產意義不大日本Exlan公司提出了該工藝的一種改進技術將稀溶液調整pH值後直接送入活性炭固定床,吸附除去不揮發雜質(NVI)和鐵離子,爾後濃縮至含NaSCN 5觀以上的濃溶液,此時過飽和的Na2SO4形成晶體析出,過濾除去。當活性炭吸附飽和時,用NaOHrongyejinxingzaishenggaiyonggudingchuangxifudeyoudianshiliuchengjincou,shebeijiandan,bianyuzidongkongzhiyucaozuohuoxingtankeyixunhuanzaishengshiyong。danshi,gaifangfaquchulizixingzazhi,rutieliziheyixieyoujilizihaibugouchedi,nanyidadaoyibufagongyidechunduyaoqiu,zhishiheyuerbufagongyizhongderongjijinghua1.2萃取法萃取法最早見於英國專利。約13%NaSCN的含雜溶液和50%H2SO4混合進入萃取塔上部,與來自塔底的異丙醚進行逆向萃取,萃取相進入傾析槽分層得含HSCN的醚相,經冷卻進入中和塔底部,與自塔上部加入的22%的NaOH和等量的去離子水進行中和反應,中和塔底部得到淨化了的NaSCN溶液,濃度約為22該方法的優點是除雜率和回收率較高,工藝成熟,產品質量好。主要缺點是需消耗大量純度較高的酸、堿和異丙醚,萃取過程中產生的硫氰酸濃度超過5%shirongyifenjiechanshengduxinghendadeqingsuanqieyibingmifeidiandi,yiranyibao,gushengchanxianchangdefangbaoyaoqiuhengao,shengchanzhongyaopaifangdaliangsuanxingfeishui,guochengzhongyibingmiheNaSCN損失大,給汙水處理加難度,很難達到工業排放標準1.3離子交換法日本東洋噴絲公司1959年提出的工藝:第一步,將硫氰酸鈉粗溶液通過裝有AmberliteIR-120型陽離子交換樹脂,使Na+交換於該樹脂上,NaSCN轉換為HSCN;第二步,經前一步處理的溶液通過AmberliteIRB陰離子交換柱,吸附SCN-;然後以NaOH溶液將SCN-置換出來,得到NaSCN溶液回收液中的NaOH可通過一弱堿性離子交換樹脂除去日本Exlan公司於1975年在專利中提出如下工藝:溶液先經過氫型陽離子交換樹脂(如DiaionSK-1B)生成HSCN,再減壓精餾出HSCN,以此去除雜質成份餾出的HSCN蒸汽冷凝冷卻至低於5C後通過一鈉型樹脂柱形成硫氰酸鈉回收液,濃度約為。
上海石油化工股份有限公司也開發了自己的術是利用LewatitMp62大孔型苯乙係弱堿性陰離子交換樹脂除去硫氰酸鈉中不揮發性雜質(NVI)離子交換過程如下:離子交換法的雜質脫除率和NaSCN回收率較高但是它最大的缺點是需要用酸堿再生,既消耗化學試劑又容易造成二次環境汙染,在經濟上不合算14離子延遲樹脂法離子延遲樹脂法是ACC公司20世紀80年代發明的它使用了一種獨特的樹脂一一離子延遲樹脂(如Dow公司的Retardion11A8)離子延遲樹脂又稱蛇籠樹脂,由美國Dow化學公司首先合成,是指在具有特定電荷交換功能基的交聯聚合物(籠)中,物理截留有帶相反電荷功能基的線型聚合物(蛇)的一類特殊的離子交換樹脂。
延yan遲chi樹shu脂zhi中zhong有you陰yin陽yang兩liang種zhong相xiang反fan的de官guan能neng團tuan電dian荷he,可ke以yi相xiang互hu吸xi引yin配pei對dui,中zhong和he部bu分fen電dian荷he因yin此ci其qi作zuo用yong機ji理li是shi離li子zi阻zu滯zhi而er非fei離li子zi交jiao換huan。由you於yu互hu相xiang配pei對dui的de官guan能neng團tuan對dui被bei阻zu滯zhi的de離li子zi吸xi附fu力li較jiao弱ruo,因yin此ci用yong水shui衝chong洗xi即ji可ke再zai生sheng。當dangNaSCN溶液通過延遲樹脂時,SCN-的de電dian極ji性xing很hen強qiang,被bei較jiao牢lao地di吸xi附fu在zai籠long裏li,其qi他ta離li子zi按an電dian極ji性xing不bu同tong分fen布bu在zai蛇she上shang,當dang用yong水shui洗xi脫tuo時shi,這zhe些xie離li子zi被bei有you序xu地di置zhi換huan出chu來lai由you於yu離li子zi延yan遲chi樹shu脂zhi在zai電dian解jie質zhi分fen離li和he工gong業ye上shang應ying用yong前qian景jing較jiao為wei樂le觀guan,朱zhu常chang英ying等deng合he成cheng了le與yuRetardion11A-8性能相近的離子延遲樹脂,並對腈綸紡絲浴液中雜質的分離性能作了評價我國大慶石化總廠腈綸廠於20世紀80年代末引進了ACC公司的NaSCN―步法技術,其中的溶劑NaSCN淨化技術就是采用延遲樹脂法,所用樹脂即Dow化學公司的Retardion11A~8,單塔裝填容積達4.8m3.專利技術於設86年在撫順化纖廠厲ctM多雜質與稼酸塍分I割不清,需要作部分循i.netbookmark2離(li)子(zi)延(yan)遲(chi)樹(shu)脂(zhi)的(de)應(ying)用(yong),使(shi)得(de)溶(rong)劑(ji)淨(jing)化(hua)流(liu)程(cheng)更(geng)為(wei)簡(jian)煉(lian),設(she)備(bei)投(tou)資(zi)比(bi)溶(rong)劑(ji)萃(cui)取(qu)法(fa)大(da)大(da)下(xia)降(jiang)。從(cong)機(ji)理(li)上(shang)講(jiang)無(wu)需(xu)化(hua)學(xue)試(shi)劑(ji),不(bu)汙(wu)染(ran)環(huan)境(jing)。該(gai)技(ji)術(shu)的(de)不(bu)足(zu)之(zhi)處(chu)是(shi):樹脂的交換容量小,生產能力低;洗脫緩慢,回收液濃度稀,再次濃縮能耗大;色譜峰形拖尾嚴重(尤其是pH值低於4~ 5時),硫氰酸鈉損耗較a萃取法的投資最大,工藝路線最長,形成的離子在會被地滯留膠介質中'P的避栳易揮發、r毒性大、厲嚴重。此外,消耗。net環此外,若物料中含有銅鐵、錳離子以及碘、高氯酸鹽、矽酸鹽等雜質時,易使樹脂中毒,操作一段時間後仍需要用強酸強堿再生1.5凝(ning)膠(jiao)色(se)譜(pu)法(fa)凝(ning)膠(jiao)色(se)譜(pu)法(fa)是(shi)基(ji)於(yu)溶(rong)質(zhi)分(fen)子(zi)的(de)流(liu)體(ti)力(li)學(xue)體(ti)積(ji)大(da)小(xiao)進(jin)行(xing)分(fen)離(li)的(de)在(zai)凝(ning)膠(jiao)介(jie)質(zhi)顆(ke)粒(li)內(nei)部(bu),含(han)有(you)十(shi)分(fen)豐(feng)富(fu)的(de)多(duo)分(fen)散(san)性(xing)微(wei)孔(kong),較(jiao)小(xiao)的(de)分(fen)子(zi)能(neng)夠(gou)進(jin)入(ru)更(geng)多(duo)的(de)或(huo)者(zhe)全(quan)部(bu)的(de)微(wei)孔(kong),較(jiao)大(da)的(de)分(fen)子(zi)隻(zhi)能(neng)進(jin)入(ru)部(bu)分(fen)微(wei)孔(kong)甚(shen)至(zhi)完(wan)全(quan)排(pai)斥(chi)於(yu)孔(kong)外(wai),因(yin)而(er)不(bu)同(tong)大(da)小(xiao)的(de)分(fen)子(zi)流(liu)經(jing)凝(ning)膠(jiao)柱(zhu)時(shi)小(xiao)分(fen)子(zi)被(bei)保(bao)留(liu)而(er)大(da)分(fen)子(zi)首(shou)先(xian)被(bei)排(pai)除(chu),凝(ning)膠(jiao)孔(kong)起(qi)到(dao)篩(shai)分(fen)物(wu)質(zhi)質(zhi)點(dian)大(da)小(xiao)的(de)作(zuo)用(yong)。
根據構成凝膠的物質的極性不同,可以分為親水性凝膠和疏水性凝膠兩大類親水性凝膠具有“篩分”無(wu)機(ji)鹽(yan)的(de)能(neng)力(li),特(te)別(bie)是(shi)葡(pu)萄(tao)糖(tang)類(lei)凝(ning)膠(jiao),一(yi)經(jing)麵(mian)世(shi),便(bian)有(you)眾(zhong)多(duo)的(de)學(xue)者(zhe)開(kai)展(zhan)了(le)這(zhe)方(fang)麵(mian)的(de)研(yan)究(jiu)一(yi)般(ban)認(ren)為(wei)凝(ning)膠(jiao)色(se)譜(pu)分(fen)離(li)無(wu)機(ji)鹽(yan)的(de)機(ji)理(li)除(chu)了(le)體(ti)積(ji)排(pai)除(chu)效(xiao)應(ying)以(yi)外(wai),還(hai)存(cun)在(zai)諸(zhu)如(ru)離(li)子(zi)排(pai)斥(chi)、物理吸附、兩性離子交換等次級效應這種次級效應給無機鹽的分離帶來好處SCN-就是一個十分典型的離子,它在凝膠中存在比較明顯的吸附趨向,分配係數往往大於1,從而有利於與其它無機鹽的分離。也有學者認為,SCN-離子在凝膠中能格外保留的原因還可能在於水化度及水化過程的熱力學性質變化鑒於以上認識,日本Exlan公司的下阪幸雄等首先提出用交聯的葡聚糖類凝膠淨化腈綸溶劑硫氰酸鈉溶液。1983年和1984年(nian)又(you)分(fen)別(bie)在(zai)日(ri)本(ben)和(he)美(mei)國(guo)申(shen)請(qing)了(le)關(guan)於(yu)凝(ning)膠(jiao)再(zai)生(sheng)方(fang)法(fa)的(de)專(zhuan)利(li),同(tong)時(shi)還(hai)申(shen)請(qing)了(le)新(xin)舊(jiu)凝(ning)膠(jiao)混(hun)合(he)使(shi)用(yong)的(de)最(zui)佳(jia)方(fang)法(fa)。專(zhuan)利(li)中(zhong)都(dou)明(ming)確(que)提(ti)到(dao)了(le)這(zhe)些(xie)舊(jiu)的(de)葡(pu)聚(ju)糖(tang)凝(ning)膠(jiao)是(shi)在(zai)溶(rong)劑(ji)淨(jing)化(hua)裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)連(lian)續(xu)使(shi)用(yong)過(guo)長(chang)達(da)5年(nian)的(de)時(shi)間(jian)。表(biao)明(ming)凝(ning)膠(jiao)色(se)譜(pu)淨(jing)化(hua)技(ji)術(shu)是(shi)比(bi)較(jiao)成(cheng)熟(shu)的(de),也(ye)是(shi)有(you)工(gong)業(ye)應(ying)用(yong)價(jia)值(zhi)的(de)浙(zhe)江(jiang)大(da)學(xue)曾(zeng)對(dui)凝(ning)膠(jiao)色(se)譜(pu)淨(jing)化(hua)技(ji)術(shu)做(zuo)過(guo)係(xi)統(tong)研(yan)究(jiu),並(bing)將(jiang)之(zhi)應(ying)用(yong)於(yu)工(gong)業(ye)裝(zhuang)置(zhi),自(zi)1997年建成至今運行良好,其除雜率和NaSCN回收率分別達到94%和99%以上從對凝膠色譜法的前期開發工作和其工業運行情況來看,該技術具有流程簡單、chuzaxiaoguohaocaozuofeiyongdiliandeyoudianerqiegaifangfabuxiaohaorenhehuaxueshiji,jibuhuiyinruzazhi,yebuhuishiliuqingsuannafenjie,buhuizaochenghuanjingwuransuiranjinkouningjiaodejiagebijiaoanggui,danyouyugaojiayanglizihuoxingchengluohewushichangqishiyongyewuxuyonghuaxueshijizaisheng,shiningjiaodeshiyongshoumingjiaolizijiaohuanshuzhidadayanchangyincizheshiyizhongbijiaolixiangdeNaSCN溶劑淨化手段16其它淨化方法除了以上幾種溶劑淨化方法以外,中還提出過一些淨化方法,如結晶法電滲析法、反滲透膜過濾法、liangxingshuzhidemoniyidongchuangfadengjiejingfahedianshenxifazengzaiguoneijinglunqiyezhongzuoguoshiyan,jieguobiaomingdoumeiyoutuiguangyingyongdejiazhi。moniyidongchuangfashicaiyongliziyanchishuzhi,zazhituochulvwei8(%~90%,產品純度為98% 3%~5%說明模擬移動床並不能改變離子延遲樹脂固有的分離不完全的缺點,NaSCN的損失依然很大,仍會因排放的廢水中含有過多的NaSCN而汙染環境。1992年Exlan公司提出用反滲透膜脫除回收溶劑中的顯色雜質,滲透壓低於20MPa,膜材質可用交聯的聚乙烯醇、聚烯烴、聚碸聚酰胺以及醋酸纖維素等,反滲透膜的NaCl排斥率為10%~ 97%,優選範圍是3~60%.不久,Exlan公gong司si又you補bu充chong了le類lei似si的de專zhuan利li,將jiang處chu理li對dui象xiang擴kuo大da至zhi含han硫liu氰qing酸suan鹽yan溶rong液ye的de淨jing化hua,包bao括kuo焦jiao爐lu煤mei氣qi脫tuo硫liu副fu產chan硫liu氰qing酸suan銨an溶rong液ye的de淨jing化hua處chu理li但dan是shi,這zhe兩liang則ze專zhuan利li都dou沒mei有you對dui硫liu氰qing酸suan鹽yan的de回hui收shou率lv作zuo出chu評ping價jia,也ye尚shang未wei見jian有you工gong業ye應ying用yong的de報bao道dao,其qi操cao作zuo的de經jing濟ji性xing和he設she備bei運yun行xing的de可ke靠kao性xing(主要是反滲透膜的可靠性)都存有疑慮2淨化方法的比較為了便於選擇,在綜合多方麵技術資料的基礎上,將上述主要的NaSCN淨化方法的比較列於表1表1不同淨化方法的比較淨化方法流程設備費用除雜率,回收率,%%運(yun)行(xing)成(cheng)本(ben)環(huan)境(jing)汙(wu)染(ran)吸(xi)附(fu)法(fa)中(zhong)等(deng)小(xiao)較(jiao)大(da)較(jiao)重(zhong)萃(cui)取(qu)法(fa)複(fu)雜(za)大(da)嚴(yan)重(zhong)離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)法(fa)複(fu)雜(za)較(jiao)大(da)較(jiao)重(zhong)離(li)子(zi)延(yan)遲(chi)法(fa)中(zhong)等(deng)較(jiao)小(xiao)較(jiao)輕(qing)凝(ning)膠(jiao)色(se)譜(pu)法(fa)簡(jian)單(dan)大(da)較(jiao)小(xiao)幾(ji)乎(hu)無(wu)的(de)酸(suan)堿(jian)醚(mi)量(liang)很(hen)大(da),還(hai)因(yin)NaSCN損失大,排放廢水中含量嚴重超標,造成二次汙染,工藝相對落後。
離li子zi交jiao換huan樹shu脂zhi法fa的de優you點dian是shi流liu程cheng簡jian單dan,陰yin陽yang離li子zi交jiao換huan樹shu脂zhi品pin種zhong多duo規gui格ge全quan可ke選xuan餘yu地di大da,國guo產chan樹shu脂zhi的de質zhi量liang穩wen定ding可ke靠kao,更geng換huan方fang便bian,因yin而er有you應ying用yong的de價jia值zhi。但dan是shi由you於yu交jiao換huan容rong量liang有you限xian,處chu理li量liang大da濃nong度du高gao的deNaSCN溶液時,酸堿再生頻繁,消耗也是很大的,操作的經濟性遠不如離子延遲樹脂法。
liziyanchishuzhifadeyoudianshibilizijiaohuanshuzhifagengweijianbiangaishuzhidezhuyaowentishiyibeigaojializiwuran,huoxingzhujianjiangdiyizhisangshifenlinengli,yincixuyaodingqiyongjiaoyaliusuannahuoqiangsuanqiangjianzaisheng,rongyizaochengercihuanjingwuran,xianzhilegaifangfadegongyeyingshuaihuoxingtanxifufashisuoyoujinghuafangfazhongchuqitouzizuishengdeyizhongfangfa,zhuyaodeyiyuhuoxingtandejiagexiangduibijiaobianyidanshicunzaidewentishirengxuyaosuanjianzaisheng,yenanyixifuchuquqianglizixingdexiansechengfen。zhezhongbugouchedidechuzafangfajinshiheyuerbufagongyi。
凝膠色譜法的工藝流程最簡單,不消耗任何化學試劑,分離完全回收率極高,廢水中NaSCN濃nong度du可ke控kong製zhi在zai很hen低di的de水shui平ping,不bu必bi作zuo特te殊shu的de處chu理li,因yin而er是shi一yi種zhong理li想xiang的de淨jing化hua方fang法fa,堪kan稱cheng綠lv色se技ji術shu凝ning膠jiao色se譜pu法fa的de不bu足zu之zhi處chu是shi凝ning膠jiao的de價jia格ge比bi較jiao昂ang貴gui,如ru果guo能neng象xiang離li子zi延yan遲chi樹shu脂zhi那na樣yang由you國guo內nei開kai發fa與yu生sheng產chan凝ning膠jiao,前qian景jing會hui更geng妊ren |