[發明專利]一種羧甲基纖維素鈉生產過程廢水中氯化鈉和乙醇酸鈉的色譜分離方法

有效

• 申請號: 201310119938.0
• 申請日: 2013-04-08
• 公開（公告）號: CN103214113A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 趙黎明;虞建新;陳超琴
• 申請（專利權）人: 江蘇洪流化工機械有限公司
• 主分類號: C02F9/02
• 分類號: C02F9/02;C01D3/04;C07C59/06;C07C51/47;C02F1/28;C02F103/38
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

技術領域

本發明屬于化工分離領域，涉及一種脫鹽技術，具體涉及一種羧甲基纖維素鈉生產過程廢水中氯化鈉和乙醇酸鈉的色譜分離方法。

背景技術

羧甲基纖維素鈉(Sodium?Carboxymethyl?Cellulose，簡稱CMC)，是一種水溶性的陰離子纖維素衍生物，屬于線型結構高分子化合物，為白色或淺黃色纖維狀粉末，無毒無臭無味，有吸濕性，在水中成膠體狀態。因其水溶液具有良好的增稠、增黏、保水、穩定以及吸濕性能，因此在食品、日用化工、紡織、印染涂料、生物醫藥等領域用途廣泛，被譽為工業味精。據不完全統計，到2005年，我國CMC生產量在7萬噸以上，其中石油開采3?000~4?000t，陶瓷18?000~20?000?t，洗滌劑1?000?t，食品20?000?t左右，化妝品7?000?t左右，造紙10?000?t左右，印染、紡織、涂料、皮革、塑料、黏結劑和醫藥等在8?000?t左右，需求量呈上升趨勢。

CMC制備目前主要有兩種方法：水媒法和溶媒法。盡管具體工藝有所不同，但基本反應原理和反應物質并沒有很大變更。CMC是由天然纖維素經堿化后，再與氯(代)乙酸或氯(代)乙酸鈉鹽反應制得。因為反應體系為堿性，在水的存在下會伴隨著一些副反應發生，有氯化鈉、羥乙酸鈉及羥乙酸等副產物生成。為了得到合格的產品，制備過程中還有中和、洗滌以及分離過程，目的是去除氯化鈉以及乙醇酸鈉等副產物。因此，在CMC的生產過程中，伴隨著大量廢水的產生，廢水成分復雜，COD高達60000?mg/L，pH為8~10，溫度為20~40℃，直接排放會對環境造成嚴重的污染。

目前，國內外CMC廠家對生產過程廢水的處理方法為直接蒸發干燥，不僅處理成本昂貴，更是造成其中有用物質的浪費。國內外對從CMC生產過程廢水PWW?(process?waste?water)中有用物質的回收利用研究較少。1991年，閻麗等人曾報道了從羧甲基纖維素的生產廢液制備羥基乙酸的可行性，在分離出CMC的濾液中加水促進水解反應，生成更多的乙醇酸鈉，將含有乙醇酸鈉的乙醇溶液經酸化，在催化劑存在下進行酯化反應，減壓蒸餾得羥基乙酸乙酯，再經水解得到羥基乙酸。

研究發現，CMC生產過程廢水PWW中主要成分為氯化鈉和乙醇酸鈉，兩者在PWW中所占的比重為20~25%，其中乙醇酸鈉是一種有機合成中間體，在工業上有著重要的應用。未曾有報道關于對CMC生產過程廢水PWW中的氯化鈉和乙醇酸鈉進行分離回收利用。因此，若能開發一種工藝，不僅可以解決PWW的排放問題，同時能夠回收其中的氯化鈉和乙醇酸鈉，將具有巨大的社會效益和經濟效益。

發明內容

本發明的目的是基于以上設想而提供一種操作簡單、成本低廉、分離度高、綠色環保的羧甲基纖維素鈉生產過程廢水中氯化鈉和乙醇酸鈉的色譜分離方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：一種羧甲基纖維素鈉生產過程廢水中氯化鈉和乙醇酸鈉的色譜分離方法，該方法包括以下步驟：（1）對羧甲基纖維素鈉生產過程廢水進行澄清過濾，收集濾液；（2）對濾液進行濃縮，得到濃縮液，濃縮倍數為1~5倍；（3）調節濃縮液的pH為7~9作為進料液，在20~100℃下，進入裝填專用色譜填料的色譜柱，以水作為洗提劑進行色譜分離，分別收集洗提液和殘留液；（4）獲得兩種鹽的固體純品。其中洗提液為乙醇酸鈉，殘留液為氯化鈉。

采用微濾或超濾對羧甲基纖維素鈉生產過程廢水進行過濾；所述的微濾膜孔徑為20~100nm；所述的超濾膜的截留分子量MWCO為3~10?kDa。

所述的澄清過濾中，操作溫度為20~45℃，原料液pH為8~10。

步驟（2）中，所述的濃縮倍數是指原料液和濃縮液的體積之比。采用反滲透或熱濃縮對濾液進行濃縮，所述的熱濃縮為常壓濃縮、減壓濃縮、薄膜濃縮或多效濃縮中的一種。

濃縮液中氯化鈉的質量百分濃度（w/w）為13~40%，乙醇酸鈉的質量百分濃度（w/w）為9~30%。

所述的濃縮液采用鹽酸溶液或氫氧化鈉溶液進行pH調節。

所述的洗提劑所使用的水為去離子水、脫鹽水或蒸餾水。

所述色譜柱的溫度為20~100℃，色譜柱徑高比為1:1~50，進料量為0.05BV~5BV，進料濃縮液質量濃度為22~70%，進料液的pH為7~9，洗提流速為0.1BV/h~5BV/h。

所述的色譜柱的溫度條件為20~100℃。