一种降低二氯甲烷废液酸度和水分的装置.pdf

本发明涉及一种降低二氯甲烷废液酸度和水分的装置，属于二氯甲烷废液回收技术领域。该装置的原料储罐经循环泵通过控制阀门分别于第一固体碱固定床、第二固体碱固定床和吸水剂固定床相连接；成品储罐通过控制阀门与吸水剂固定床连接；在线酸度检测仪与原料储罐连接。本发明采用的固体碱负载介孔分子筛SBA-15，其比表面积大，水热稳定好，能与二氯甲烷废液中的酸性物质充分接触，固体碱负载介孔分子筛SBA-15可以再生，从而提高固体碱负载介孔分子筛SBA-15利用效率。本发明在制备固体碱负载介孔分子筛SBA-15过程中掺入的纳米碳酸钙，可进一步提高其降低酸度的性能。

权利要求书
1.  一种降低二氯甲烷废液酸度和水分的装置，其特征在于：该装置包括原料储罐（1）、第一固体碱固定床（2）、第二固体碱固定床（3）、吸水剂固定床（4）、成品储罐（5）、在线酸度检测仪（6）和循环泵（7）；所述的原料储罐（1）经循环泵（7）通过控制阀门分别于第一固体碱固定床（2）、第二固体碱固定床（3）和吸水剂固定床（4）相连接；所述的成品储罐（5）通过控制阀门与吸水剂固定床（4）连接；所述的在线酸度检测仪（6）与原料储罐（1）连接。

2.  根据权利要求1所述的一种降低二氯甲烷废液酸度和水分的装置，其特征在于：所述的第一固体碱固定床（2）和第二固体碱固定床（3）选用固体碱负载于介孔分子筛SBA-15进行处理，处理温度为30～90℃，体积空速为1～10 h-1。

3.  根据权利要求2所述的一种降低二氯甲烷废液酸度和水分的装置，其特征在于：所述的固体碱负载于介孔分子筛SBA-15，其由以下步骤制得：1）将介孔分子筛SBA-15浸渍在碱溶液中，在室温常压下浸渍过夜，所述的介孔分子筛SBA-15与碱溶液的质量体积比为（2～4g）：2mL，碱溶液的浓度为0.1～0.5 mol/L；2）于95 ℃恒温水浴蒸干，放在120 ℃烘箱中干燥6 h，烘干后于马弗炉中焙烧，10 ℃/min升至550 ℃，并保持3 h，即得固体碱负载于介孔分子筛SBA-15。

4.  根据权利要求3所述的一种降低二氯甲烷废液酸度和水分的装置，其特征在于：所述的碱溶液为氢氧化盐、硝酸盐或碳酸盐溶液，所述的氢氧化盐是氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种；所述的硝酸盐是硝酸镁、硝酸钾或硝酸钠中的一种或两种；所述的碳酸盐是碳酸钠、碳酸钾中的一种或两种。

5.  根据权利要求3或4所述的一种降低二氯甲烷废液酸度和水分的装置，其特征在于：还包括掺入纳米碳酸钙的步骤，即在介孔分子筛SBA-15浸渍在碱溶液过程中，再同时加入纳米碳酸钙和聚乙烯醇，高速搅拌30～60min，所述的纳米碳酸钙、聚乙烯醇和介孔分子筛SBA-15的质量比为（0.2～0.6）：（0.05～0.1）：1。

6.  根据权利要求2或3所述的一种降低二氯甲烷废液酸度和水分的装置，其特征在于：所述的处理温度为50～70℃，体积空速为3～6 h-1。

7.  根据权利要求1所述的一种降低二氯甲烷废液酸度和水分的装置，其特征在于：所述的吸水剂固定床（4）装填有由以下步骤制得的吸水剂，具体制备步骤为：1）以过硫酸钾为引发剂，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，丝纤朊与高岭土、丙烯酸、丙烯酰胺为原料，以水溶液聚合法进行接枝共聚反应制得吸水剂，反应温度为50 ℃，聚合反应时间为3 h，2）将得到的吸水剂置于50%的甲醇水溶液中，用氢氧化钠中和，洗净并干燥即可。

8.  根据权利要求7所述的一种降低二氯甲烷废液酸度和水分的装置，其特征在于：所述的过硫酸钾、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺与丝纤朊的质量比为（0.05～0.2）：（0.1～0.3）：1，所述的丝纤朊与高岭土、丙烯酸、丙烯酰胺的质量比为1：（0.4～0.6）：（3～5）：（1～3）。

9.  根据权利要求7或8所述的一种降低二氯甲烷废液酸度和水分的装置，其特征在于：所述的吸水剂为颗粒状，其粒径为3～5mm。

说明书一种降低二氯甲烷废液酸度和水分的装置
技术领域
本发明涉及一种降低二氯甲烷废液酸度和水分的装置，属于二氯甲烷废液回收技术领域。
背景技术
二氯甲烷具有良好的溶解力，是常用工业溶剂中毒性小、不燃性的低沸点溶剂，对很多树脂、石蜡、脂肪都具有良好的溶解能力，是一种用途广泛的工业溶剂。二氯甲烷的pH应呈中性。如果二氯甲烷的酸度过高，会影响二氯甲烷在实际应用中的效果，同时还会对贮存和生产设备造成腐蚀。
目前去除工业级二氯甲烷的酸性物质主要采用氢氧化钠法，通过氢氧化钠中和其中的酸性物质，达到降低二氯甲烷的酸度。工业级的二氯甲烷通过颗粒状或片状氢氧化钠去除二氯甲烷中的酸性物质，氢氧化钠中和二氯甲烷中的酸性物质之后，氢氧化钠使用完之后只能被废弃或挪作它用。
而对二氯甲烷废液中酸度和水分偏高的问题未见相关报道。因此有必要采用一种有效稳定的方法来降低二氯甲烷废液中的酸度和水分，从而减少二氯甲烷废液因为酸度和水分的问题被废弃而造成浪费。
发明内容
针对背景技术中存在的二氯甲烷废液酸度和水分含量高的问题，本发明提供了一种降低二氯甲烷废液酸度和水分的装置。本发明通过种固体碱脱除二氯甲烷废液中的酸性物质，从而降低二氯甲烷的酸度，同时通过吸水剂降低二氯甲烷废液中的水分。
实现本发明目的的技术方案为：一种降低二氯甲烷废液酸度和水分的装置，该装置包括原料储罐、第一固体碱固定床、第二固体碱固定床、吸水剂固定床、成品储罐、在线酸度检测仪和循环泵；所述的原料储罐经循环泵通过控制阀门分别于第一固体碱固定床、第二固体碱固定床和吸水剂固定床相连接；所述的成品储罐通过控制阀门与吸水剂固定床连接；所述的在线酸度检测仪与原料储罐连接。
本发明所述的第一固体碱固定床和第二固体碱固定床选用固体碱负载于介孔分子筛SBA-15进行处理，处理温度为30～90℃，体积空速为1～10 h-1，最好的处理温度为50～70℃，体积空速最好控制在3～6 h-1。
优选地，本发明所述的固体碱负载于介孔分子筛SBA-15，其由以下步骤制得：1）将介孔分子筛SBA-15浸渍在碱溶液中，在室温常压下浸渍过夜，所述的介孔分子筛SBA-15与碱溶液的质量体积比为（2～4g）：2mL，碱溶液的浓度为0.1～0.5mol/L；2）于95 ℃恒温水浴蒸干，放在120 ℃烘箱中干燥6 h，烘干后于马弗炉中焙烧，10 ℃/min升至550 ℃，并保持3 h，即得固体碱负载于介孔分子筛SBA-15。
所述的碱溶液为氢氧化盐、硝酸盐或碳酸盐溶液，所述的氢氧化盐是氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种；所述的硝酸盐是硝酸镁、硝酸钾或硝酸钠中的一种或两种；所述的碳酸盐是碳酸钠、碳酸钾中的一种或两种。
进一步优选地，本发明还包括掺入纳米碳酸钙的步骤，即在介孔分子筛SBA-15浸渍在碱溶液过程中，再同时加入纳米碳酸钙和聚乙烯醇，高速搅拌30～60min，所述的纳米碳酸钙、聚乙烯醇和介孔分子筛SBA-15的质量比为（0.2～0.6）：（0.05～0.1）：1。
更优选地，本发明所述的吸水剂固定床装填有由以下步骤制得的吸水剂，具体制备步骤为：1）以过硫酸钾为引发剂，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，丝纤朊与高岭土、丙烯酸、丙烯酰胺为原料，以水溶液聚合法进行接枝共聚反应制得吸水剂，反应温度为50 ℃，聚合反应时间为3 h，2）将得到的吸水剂置于50%的甲醇水溶液中，用氢氧化钠中和，洗净并干燥即可。该吸水剂为颗粒状，其粒径为3～5mm。
其中，所述的过硫酸钾、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺与丝纤朊的质量比为（0.05～0.2）：（0.1～0.3）：1，所述的丝纤朊与高岭土、丙烯酸、丙烯酰胺的质量比为1：（0.4～0.6）：（3～5）：（1～3）。
本发明相对于现有技术，其优点在于：
1）本发明采用并联式固体碱固定床来降低二氯甲烷废液中的酸度，提高二氯甲烷废液的处理量。当进行再生步骤时，本发明设置的两个固体碱固定床装置可进行交替使用，从而能够对二氯甲烷废液进行连续化的处理。
2）当进行完酸度处理操作后，再进行吸水步骤，从而使得二氯甲烷达到工业级的使用标准。
3）本发明对设备的要求低，腐蚀性小，降低生产成本耗能的同时，让生产方式大大地简化，无污染，经济效益提高。
4）本发明采用的固体碱负载介孔分子筛SBA-15，其比表面积大，水热稳定好，能与二氯甲烷废液中的酸性物质充分接触，固体碱负载介孔分子筛SBA-15可以再生，从而提高固体碱负载介孔分子筛SBA-15利用效率。
5）本发明在制备固体碱负载介孔分子筛SBA-15过程中掺入的纳米碳酸钙，可进一步提高其降低酸度的性能。
6）本发明选用的高岭土和丝纤朊，能够降低吸水树脂中丙烯酸、丙烯酰胺的单体残余量。特别是高岭土的存在还有脱除色度的效果。本发明的复合吸水剂具有强吸水性，可利用周期长，制备原料来源广泛。
附图说明
图1是本发明的装置图。
图中，1、原料储罐；2、第一固体碱固定床；3、第二固体碱固定床；4、复合吸水剂固定床；5、成品储罐；6、在线酸度检测仪；7、循环泵。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步地描述。
本发明一种降低二氯甲烷废液酸度和水分的装置，其包括原料储罐1、第一固体碱固定床2、第二固体碱固定床3、吸水剂固定床4、成品储罐5、在线酸度检测仪6和循环泵7。原料储罐1经循环泵7通过控制阀门分别于第一固体碱固定床2、第二固体碱固定床3和吸水剂固定床4相连接；成品储罐5通过控制阀门与吸水剂固定床4连接；在线酸度检测仪6与原料储罐1连接。
本发明所述的第一固体碱固定床2、第二固体碱固定床3和吸水剂固定床4的下方分别设有调节阀。
本发明的工艺流程如下：
将经过预处理的二氯甲烷废液通过循环泵7打入第一固体碱固定床2和第二固体碱固定床3内，并流回原料储罐1中，通过在线酸度检测仪6检测原料储罐1中的二氯甲烷酸度，如未达到工业级标准，由循环泵7继续打入第一固体碱固定床2和第二固体碱固定床3内，直至在线酸度检测仪6所检测的酸度值达到工业级标准规定的酸度要求，此时关闭第一固体碱固定床2和第二固体碱固定床3的进口阀门，原料储罐1中的二氯甲烷由循环泵7打吸水剂固定床4中进行吸水脱除二氯甲烷中的水分，然后自流进入成品灌5。
实施例1
固体碱负载于介孔分子筛SBA-15的制备：将30 g介孔分子筛SBA-15浸渍在20 mL浓度为0.3mol/L硝酸镁溶液中，在室温常压下浸渍过夜；于95 ℃恒温水浴蒸干，放在120 ℃烘箱中干燥6 h，烘干后于马弗炉中焙烧，10 ℃/min升至550 ℃，并保持3 h。考察采用不同的处理温度对二氯甲烷废液酸度的处理效果，空速控制在4～5 h-1，处理效果具体见表1。
表1

实施例2
固体碱负载于介孔分子筛SBA-15的制备：将20 g介孔分子筛SBA-15浸渍在20 mL浓度为0.1mol/L氢氧化钾溶液中，在室温常压下浸渍过夜；于95 ℃恒温水浴蒸干，放在120 ℃烘箱中干燥6 h，烘干后于马弗炉中焙烧，10 ℃/min升至550 ℃，并保持3 h。考察采用不同的空速对二氯甲烷废液酸度的处理效果，处理温度为60 ℃，处理效果具体见表2。
表2

实施例3
固体碱负载于介孔分子筛SBA-15的制备：将40 g介孔分子筛SBA-15浸渍在20 mL浓度为0.5mol/L碳酸钠溶液中，在室温常压下浸渍过夜；于95 ℃恒温水浴蒸干，放在120 ℃烘箱中干燥6 h，烘干后于马弗炉中焙烧，10 ℃/min升至550 ℃，并保持3 h。
实施例4
为了进一步提高固体碱的处理能力，在固体碱负载于介孔分子筛SBA-15的制备过程中还可以掺入纳米碳酸钙。
将40 g介孔分子筛SBA-15浸渍在20 mL浓度为0.5mol/L碳酸钠溶液中，同时加入12 g纳米碳酸钙和2.4 g聚乙烯醇，高速搅拌30min，在室温常压下浸渍过夜；于95 ℃恒温水浴蒸干，放在120 ℃烘箱中干燥6 h，烘干后于马弗炉中焙烧，10 ℃/min升至550 ℃，并保持3 h。
考察实施例3和4对二氯甲烷废液酸度的处理效果，处理温度为60℃，空速选择6h-1、8h-1和10 h-1，处理效果具体见表3。
表3

实施例5
吸水剂的制备：1）取过硫酸钾1g，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺2 g，丝纤朊10 g与高岭土5 g、丙烯酸40 g、丙烯酰胺20 g，以水溶液聚合法进行接枝共聚反应制得吸水剂，反应温度为50 ℃，聚合反应时间为3 h，2）将得到的吸水剂置于50%的甲醇水溶液中，用氢氧化钠中和，洗净并干燥，将所制得的吸水剂进行造粒，其粒径为3～5mm。
在实施例4的基础上，继续考察实施例5对二氯甲烷废液水分的处理效果，空速为6 h-1，效果具体见表4。
表4