[發(fā)明專利]一種從增塑劑生產(chǎn)廢水中制備鄰苯二甲酸二異丁酯的方法

有效

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• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號(hào): CN103588643A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬維川
• 申請（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C07C69/80
• 分類號(hào): C07C69/80;C07C67/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 邱興天

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工廢水的資源回收利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種從增塑劑生產(chǎn)廢水中制備鄰苯二甲酸二異丁酯的方法。

背景技術(shù)

增塑劑，又稱塑化劑。是工業(yè)上被廣泛使用的高分子材料助劑，在塑料加工中添加這種物質(zhì)，可以使其柔韌性增強(qiáng)，容易加工，可合法用于工業(yè)用途。其中性價(jià)比最優(yōu)的鄰苯二甲酸酯類（也叫酞酸酯）使用最為廣泛，全球每年的使用量在800萬噸以上，其中以鄰苯二甲酸酯類塑化劑為主體，占了75%的份額。其中鄰苯二甲酸二異辛酯(DEHP)生產(chǎn)最多，其次就是鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)。

鄰苯類塑化劑是一種環(huán)境內(nèi)分泌干擾物，在使用過程中一旦進(jìn)入到環(huán)境中，可通過消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)及皮膚接觸等途徑進(jìn)入人體，具有生殖毒性和發(fā)育毒性，這種危害也是隱蔽而漫長的。“鄰二甲苯酸酯綜合征”就是專指被鄰苯二甲酸酯類化合物，特別是DEHP、DBP、BBP染毒之后，雄性嚙齒類動(dòng)物表現(xiàn)出生殖系統(tǒng)畸形和乳頭殘留等癥狀。

最近科學(xué)研究關(guān)注的焦點(diǎn)，主要集中在孕期大鼠暴露于鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)中，通過胎盤和授乳產(chǎn)生的跨代影響，主要是對其雄性后代的生殖系統(tǒng)發(fā)育所產(chǎn)生的影響。目前盡管人體毒性數(shù)據(jù)還不夠充分，但是敬而遠(yuǎn)之、拋而棄之已經(jīng)在世界范圍內(nèi)達(dá)成共識(shí)。鄰苯類塑化劑用量巨大，使用范圍廣，污染面積和影響人數(shù)就都蔚為可觀，目前鄰苯二甲酸酯類可以說是全球分布最為廣泛的一類人工合成環(huán)境污染物，在空氣、水、土壤和灰塵中都可以檢測到。鄰苯二甲酸酯類在生物體重還有富集作用，水生生物體內(nèi)有明顯的該類化合物的殘留物，最終人們通過食物和空氣等途徑暴露其中。

鄰苯二甲酸酯類增塑劑（PAEs）廢水是鄰苯二甲酸與醇（正丁醇、丁二醇、辛醇等）進(jìn)行酯化反應(yīng)過程中產(chǎn)生的廢水，是一種高濃度有機(jī)廢水，色度較小，與水的表觀性質(zhì)非常接近。如果直接排放不僅會(huì)污染環(huán)境，對人體健康造成威脅，而且PAEs等有用物質(zhì)也不能回收，造成經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的雙重?fù)p失。

鄰苯二甲酸酯類增塑劑廢水中含有大量殘留的鄰苯二甲酸酯，鄰苯二甲酸，醇等物質(zhì)，且有機(jī)物濃度很高，COD含量很高，pH為0.2左右。

目前，處理PAEs廢水主要采用物理法，化學(xué)法和生物法。

對于濃度較低，處理量不大的聚酯廢水，經(jīng)常會(huì)利用物理化學(xué)法，且處理效果良好。常用的處理方法有：吸附法、混凝法、電滲析、氣提法、電解法和化學(xué)氧化法。其中電解法和化學(xué)氧化法不但能降低廢水COD，而且能提高廢水的可生化性，COD的去除率可達(dá)40%－60%，B/C可由0.12提高至0.3－0.4。但是物理化學(xué)法仍有較大的缺點(diǎn)，如藥劑費(fèi)用高，COD去除率低，不能滿足出水要求，只能作為一種預(yù)處理方法。

目前，PAEs廢水主要采用生物法進(jìn)行處理，處理方法包括好氧法和厭氧法，如接觸氧化法，UASB厭氧反應(yīng)器等，但由于鄰苯二甲酸酯對微生物有一定的抑制作用，因此，微生物還需要進(jìn)行培養(yǎng)和馴化才能用于生化法處理。目前國內(nèi)外一般采用厭氧+好氧的工藝流程來處理鄰苯二甲酸酯類廢水，處理后的廢水均能到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。生物處理的手段存在主要缺陷為：菌株的篩選和培養(yǎng)均費(fèi)時(shí)費(fèi)力，尤其是微生物的馴化時(shí)間太長；目前仍沒有篩選出高效專性或兼性的降解菌株；在高濃度的情況下菌株的降解率會(huì)下降；廢水中的可用物質(zhì)不能回收，造成資源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種從增塑劑生產(chǎn)廢水中制備鄰苯二甲酸二異丁酯的方法，通過在廢水中加入硫酸使鄰苯二甲酸酯或鹽水解從而使鄰苯二甲酸析出，然后與異丁醇在濃硫酸作催化劑下進(jìn)行合成，制備鄰苯二甲酸二異丁酯增塑劑，以達(dá)到回收利用增塑劑廢水的目的。

技術(shù)方案：為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種從增塑劑生產(chǎn)廢水中制備鄰苯二甲酸二異丁酯的方法，包括以下步驟：

（1）向鄰苯二甲酸酯增塑劑生產(chǎn)廢水中加入濃硫酸，在鼓風(fēng)曝氣的條件下進(jìn)行酸析反應(yīng)，析出鄰苯二甲酸晶體；

（2）過濾獲得上清液和鄰苯二甲酸晶體，并對所得的鄰苯二甲酸晶體進(jìn)行風(fēng)干處理。

（3）取鄰苯二甲酸和異丁醇，在濃硫酸催化下進(jìn)行酯化反應(yīng)；

（4）反應(yīng)結(jié)束后，進(jìn)行分液、洗滌、減壓蒸餾，收集餾分，即得到鄰苯二甲酸二異丁酯；

其中，增塑劑生產(chǎn)廢水為鄰苯二甲酸酯類增塑劑生產(chǎn)廢水。