[发明专利]一种含氟废水的处理方法

说明书

（一）技术领域

本发明涉及一种废水处理方法，特别涉及一种含氟化氢和三氟乙酸废水的处理方法。

（二）背景技术

三氟乙酸在工业上用途极广。三氟乙酸(trifluoroacetic acid，简称TFA)及其衍生物，包括酐、酯、过酸等在有机化学和生物化学中是非常有用的试剂，在合成化学中作为引入-CF₃结构的基本原料外，它还被用作催化剂和溶剂。由于其较低的亲核性和-CF₃基的化学惰性，三氟乙酸是氟化、硝化及卤化反应的优良溶剂。以三氟乙酸作催化剂对许多反应有利，如芳族化合物的烷基化、酰基化、烯烃的聚合和调聚反应以及由肟转化为酰胺的贝克曼重排等。工业生产时经常会出现氟化氢和三氟乙酸的稀溶液，往往难以回收和再利用，直接导致了资源的浪费和经济效益损失，同时也对环保增加了压力。

氟化氢和三氟乙酸均与水形成共沸。氟化氢与水形成共沸，其共沸点为111-112℃，共沸组成为氟化氢（38%）和水（62%）（CN1119010A，1996）；三氟乙酸与水形成沸，其共沸点为105-106℃，共沸组成为三氟乙酸（80%）和水（20%）（CA729679A，1966），这使得要想使用常规精馏来分离氟化氢、三氟乙酸和水很难进行。也有专利提出通过去除低附加值组分氟化氢，回收高附加值组分三氟乙酸的思路。如采用氧化硅或氧化铝，生成六氟合硅酸钠或氟铝酸钠（CN101948378A；CN202107647U），由于六氟合硅酸钠和氟铝酸钠溶度积较大（10^-4），氟离子沉淀不彻底，导致终产品中氟含量很高，且不能回收氟化氢，均不能满足工业需求。

（三）发明内容

本发明目的是提供一种含氟废水的处理方法，通过消除三氟乙酸、氟化氢和水间的相互作用力，消除共沸现象，然后采用精馏的方式分别回收氟化氢和三氟乙酸，达到工业需求，增加经济效益。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用三氧化硫/浓硫酸、五氧化二磷/浓磷酸等体系吸水，将三氟乙酸和氟化氢解离，然后采用精馏的方法将三氟乙酸蒸出。同时生产硫酸/磷酸、三氟乙酸和氟化氢产品。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种含氟废水的处理方法，所述含氟废水采用废水处理精馏系统处理；所述废水处理精馏系统包括精馏釜、填料精馏塔、冷凝器和贮液器，所述精馏釜设有废液进口、溶剂进口和废液出口，所述填料精馏塔顶部设有出气口和回流液进口，所述填料精馏塔内以石墨拉西环作为填料，所述冷凝器设有进气口和冷凝液出口，所述贮液器设有进液口、出液口和回流液出口；所述精馏釜顶部与填料精馏塔底部相通，所述填料精馏塔出气口与冷凝器进气口相通，所述冷凝器的冷凝液出口与贮液器的进液口相通，所述贮液器的回流液出口与填料精馏塔回流液进口相通，所述含氟废水处理方法为：将含氟废水从精馏釜的废液进口通入，同时将吸水溶剂从溶剂进口通入，所述吸水溶剂为不挥发性强酸，在0.110～0.120MPa、20～80℃条件下搅拌反应至水分被充分吸收（优选30～240min），开启冷凝器并全回流条件下加热精馏釜至60～100℃、0.110～0.120MPa，不断调节回流比使填料精馏塔塔顶温度维持在19～28℃、0.100～0.105MPa，从出气口采出氟化氢，当填料精馏塔塔顶温度高于氟化氢采出温度时（HF的沸点在20℃左右，当HF收集得差不多，塔顶温度会高于20℃，该阶段温度升高会非常快，需在达到一个合适的温度时停止采集。过高的温度时停止，收率升高，但纯度下降），停止采出；逐步升高精馏釜温度至80～150℃、0.110～0.120MPa，调节回流比使填料精馏塔塔顶温度维持在72～75℃、0.100～0.105MPa，从出气口采出三氟乙酸，当填料精馏塔塔顶温度高于三氟乙酸采出温度时，停止采出，精馏塔内的残液经废液出口排出后用作吸水溶剂重复使用或作为浓酸产品出售。

进一步，本发明所述含氟废水是指含有三氟乙酸和氟化氢的水溶液，所述含氟废水中三氟乙酸质量浓度为29～40%，氟化氢质量浓度为10～18%。