[发明专利]一种顺酐酸水的电化学处理方法

说明书

本发明公开了一种顺酐酸水的电化学处理方法，在不需要添加其他化学制剂的情况下，将正丁烷氧化生产顺丁烯二酸酐过程中产生的废酸水中的顺酸通过分段电解的方式转化为丁二酸，并提出了个计算公式用于指导分段时间，避免过量分段增加成本以及不分段或者分段太少导致丁二酸结晶堵塞反应器，实现了酸水的绿色化处理。

(一)技术领域

本发明属于有机酸水回收再利用方法，具体涉及一种正丁烷氧化制备顺丁烯二酸酐过程中产生的酸水的回收利用方法。

(二)技术背景

顺丁烯二酸酐，又名马来酸酐，分子式为C₄H₂O₃是一种重要的化工原料，被广泛用于医药、农业、以及工业中。正丁烷催化氧化法是工业生产中制备顺丁烯二酸酐的主要方法之一。

在正丁烷氧化制备顺丁烯二酸酐尾气洗脱处理中会产生大量的有机酸废水，其中含有20％-40％的有机酸，包括甲酸、乙酸、丙酸、顺丁烯二酸(又称马来酸)、富马酸等。工业上现有技术多采用酸水多次回用，但是此方法会导致酸水中的小分子酸含量持续升高、增加顺丁烯二酸酐的后处理工艺难度、影响顺丁烯二酸酐的产品质量，而且在酸水套用一定次数后经过处理进行排放，其中含有的顺丁烯二酸得不到有效利用、小分子酸处理成本较高。因此开发出一种更为经济、绿色的处理方法迫在眉睫。

传统化学法处理有机酸废水主要采用加入碱调节ph然后加入吸附剂吸附有机物的方式，如CN111732151A，但是化学法容易造成二次污染而且处理过程复杂。生物法是采用微生物对有机物进行分解，如CN110395853A，生物法处理速度有限，无法大量处理。

(三)发明内容

为了解决正丁烷氧化制备顺丁烯二酸酐尾气洗脱处理中产生的废酸水的处理效率、二次污染以及经济性问题，本发明提出了一种新型处理方法，将废酸水中的顺丁烯二酸转化为高附加值的丁二酸，实现酸水的二次利用。

为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：

一种顺酐酸水的电化学处理方法，其包含以下步骤：

1)将正丁烷氧化生产顺丁烯二酸酐过程中产生的废酸水通过管道输送至储液罐中，使储液罐中的废酸水通过过滤器实现对废酸水的脱色、过滤；

2)经过过滤器处理的酸水通过管道加入到循环槽中，并通过换热器控制循环槽内的液体温度在20-60℃之间；

3)循环槽中的酸水经过磁力泵加入到电化学反应器中，并通过设置在循环槽和电化学反应器之间的流量控制器调节流速；

4)对电化学反应器通电进行电解，并用换热器9稳定电化学反应器中的液体温度；电解过程中使酸水在电化学反应器与循环槽之间进行循环；

5)当电解时间满足以下公式时停止电解，同时使电解液进入冷却塔；

式中t_(N-1))-前N-1段电解通电时间；t_N-第N段电解时间，y-初始废酸水中马来酸质量分数；N-电解废酸水所需分段数，m-进入循环罐中进行反应的废酸水质量，单位为吨；I-通入电流，单位为A；

N由以下公式确定:

式中T-电化学反应器内的液体温度，单位K；y-初始废酸水中马来酸质量分数；

6)电解液进入冷却塔后，保持冷却塔温度在-2～2℃冷却结晶60-100min，分离得到酸水上层溶液和结晶产物；

7)当N≥2时，将步骤6)得到的酸水上层溶液经泵注入循环槽中，重复步骤2)-6)的操作实现下一段电解，直至达到计算的电解段数；