[發明專利]一種處理聚碳酸酯廢水及回收樹脂膠液和溶劑的方法

有效

• 申請號: 201110317774.3
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號: CN102503010A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 李小利;付振波;陳玫君;強光明;鄖棟
• 申請（專利權）人: 甘肅銀光聚銀化工有限公司;甘肅銀達化工有限公司
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F1/04;C02F1/28;C02F1/40
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 曾敬

技術領域

本發明涉及工業廢水處理技術領域，特別涉及經界面光氣法制備聚碳酸酯時產生化工廢水處理技術領域。

背景技術

聚碳酸酯(PC)，是一種無定形的、無味、無臭、無毒、透明的熱塑性聚合物，具有透明、硬度高、耐熱、耐磨、耐紫外線等卓越的機械、光學和電氣性能，抗沖擊強度十分突出，廣泛用于機械、醫療器械、電子電器、通訊器材、航空、汽車配件等許多領域，是現代工業六大工程塑料之一。

世界上聚碳酸酯生產商主要為美國、德國和日本的企業，其中美國通用電氣公司、德國拜耳公司、美國陶氏化學公司、日本帝人化學公司和日本三菱瓦斯化學公司是目前世界上5大聚碳酸酯生產企業，其產能之和占世界總產能的91.7％。這些公司控制著世界聚碳酸酯技術，對我國進行技術封鎖，不出售PC的專有技術及相關的工程設計。隨著我國化工行業進步和制造業的發展，國內企業紛紛開始聚碳酸酯生產技術的研究和開發，如燕山石化、大連齊化、藍星清洗、煙臺萬華等。拜爾2006年在上海投產一條年產10萬噸的裝置，正在進行第二期建設，建成后拜耳在我國PC產量將達到20萬噸/年，裝置生產主要是光學級產品，用于生產CD、DVD光盤、汽車照明系統等。2005年日本帝人化學在浙江嘉興投產了一套5萬噸裝置，2006年完成二期建設，現在總生產能力達到10萬噸/年，主要供應電氣組件、汽車零部件行業的生產。帝人化學還計劃在我國建第三套年產6萬噸PC生產線。日本三菱瓦斯化學公司擬在上海建設一條年產8萬噸PC生產線。

目前工業化聚碳酸酯的制備主要采用界面光氣法和熔融酯交換法，其中80％以上采用光氣界面法進行生產。該法工藝成熟，產品質量較高。光氣化界面縮聚法近年來的主要改進體現在環狀齊聚物和后處理工藝方面。聚碳酸酯界面光氣法生產可以分為一步法和兩步法，生產過程也可以分為間歇式和連續化生產。近年來的發展趨勢是傳統的兩步法正逐步向一步法發展，而連續化生產正引起人們濃厚的興趣。兩步法采用酚鹽水相一次投料工藝，第一步主要是制備聚碳酸酯齊聚物乳液，第二步再進行封端和偶聯反應，其中光化反應在第一步中進行，主要為光氣與酚氧負離子在油水兩相界面上反應生成氯甲酸酯端基。一步光氣界面縮聚法生產PC樹脂反應方程式如下：

聚碳酸酯反應主要分為間歇反應與連續反應兩種方式。間歇反應一般是將雙酚A以固態形式懸浮于水溶液中，同時加入有機溶劑和其它添加劑，在攪拌下按照比例逐步加入氫氧化鈉溶液和氣態光氣，生成的聚碳酸酯高聚物溶于有機溶劑中成為膠液，精確控制反應過程中的pH值，至加完規定量的堿和光氣，反應即完成。連續反應有很多種方法，其根本核心是將二羥酚化合物的含水堿液和光氣在有機溶劑存在下反應生成聚碳酸酯低聚物，接著將該低聚物進行縮聚，得到要求的聚碳酸酯高聚物。

上述反應得到的聚碳酸酯乳化液必須有效分離以得到優良的聚碳酸酯膠液。分離聚碳酸酯乳化液主要采用高速離心設備?，F較為先進的工藝是采用靜態分離器、聚結器或靜態分離器、聚結器和離心設備相互之間的組合分離掉水分和鹽。分離后的膠液脫除有機溶劑，以粉粒狀的形式從膠液中分離出來。經除塵設備、切片機、干燥器處理后形成含少量水分和溶劑粒狀物。產品再進行深度干燥形成最終產品。

聚碳酸酯的生產需排放大量的有機廢水，每生產一噸聚碳酸酯約產生5～12噸含NaCL、Na₂CO₃、各種有機和無機雜質的廢鹽水。該廢水的特點是溫度高、懸浮液、濁度高、含有機溶劑，且含有高粘樹脂膠液。如果直接排放，會導致嚴重的環境污染，同時也是對資源的浪費。目前，這種廢鹽水處理費用高昂，并且仍可能對環境造成負擔。在工業生產中廢水處理方法很多，如萃取法，電離析法等，這些方法由于引入大量的萃取劑，使后續處理變得更為復雜，已逐漸被其它方法取代；重力沉降法對于分離機械分散態或乳化效果不高的樹脂膠液效果顯著，但對于高度乳化膠液不易分離。需通過加入破乳劑后形成大的液滴再進行分離。對于乳化膠液迄今為止效果最好的是液-液萃取離心機，此方法的主要缺陷是投資及維護成本高昂、能耗高及故障率高，操作復雜。第二種是運用重力沉降法，為保證足夠的停留時間，必須加大分離槽的體積。對于分離機械分散態或乳化效果不高的樹脂膠液效果顯著，但對于高度乳化膠液不易分離。需通過加入破乳劑后形成大的液滴再進行分離。第三種是使用蒸餾塔直接進行蒸餾，此方法工藝不穩定，耗用大量蒸汽。此方法適用于處理含有大量溶劑或水中溶劑溶解度較大的廢水。對于含微量溶劑的廢水效果不太明顯。且膠液中聚碳酸酯容易析出，極易造成塔堵塞。