[发明专利]利用丙烯酸丁酯生产废水制备低分子量聚丙烯酸钠分散剂的方法

说明书

本发明公开了一种利用丙烯酸丁酯生产废水制备低分子量聚丙烯酸钠分散剂的方法，至少包括：(1)吸附除杂预处理；(2)吸附剂再生；(3)膜浓缩；(4)低聚反应；(5)蒸发浓缩：在蒸发浓缩反应器内，将聚合反应液进一步浓缩到浓度≥40％后，制得低分子量的聚丙烯酸钠分散剂。本发明的工艺流程简单、易于操作控制，投资低而且收益高、运行成本低，能够创造良好的环境效益、社会效益及经济收益；不仅能够解决丙烯酸丁酯生产废水的安全排放问题，而且能够将生产废水中的丙烯酸钠通过吸附除杂预处理、膜浓缩及自由基聚合反应等，副产高品质、低分子量的聚丙烯酸钠分散剂产品。同时膜浓缩出水及蒸馏冷凝水水质可以回用做工艺用水，基本达到近零排放。

技术领域

本发明涉及工业废水处理领域，具体涉及一种利用丙烯酸丁酯生产废水制备低分子量聚丙烯酸钠分散剂的方法。

背景技术

丙烯酸及其酯是一类重要的有机化工原料，其独特的优异性能特点逐渐被认识，其工业衍生品也得到越来越广泛的应用。目前工业上主要采用丙烯直接气相氧化法生产丙烯酸，并不同的醇经酯化反应生产相应的丙烯酸酯。丙烯酸及其酯类在工业上作为高分子聚合物单体得到越来越多的广泛应用，用于制造丙烯酸酯溶剂型和乳液型胶黏剂的软单体，可以均聚、共聚或接枝共聚反应，用作有机合成中间体、涂料、胶粘剂、腈纶纤维改性、塑料改性、纤维及织物加工、纸张处理剂、皮革加工以及丙烯酸类橡胶等许多方面。例如，丙烯酸丁酯(以及甲酯、乙酯、2-乙基己酯)属于软单体，可以与各种硬单体如甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、乙酸乙烯等，及官能性单体如(甲基)丙烯酸羟乙酯、羟丙酯、缩水甘油酯、(甲基)丙烯酰胺及基衍生物等进行共聚、交联、接枝等，作成几百种丙烯酸类树脂产品(主要是乳液型，溶剂型及水溶型的)。

丙烯酸丁酯在生产过程中会产生大量高盐度、高色度、高有机浓度的生产废水，生产废水中COD_Cr含量为5000-150000mg/L，主要成分为丙烯酸钠含量0.5％-15％，TDS(溶解性固体总量)含量3000-50000mg/L、电导率3000-130000μs/cm、微量阻聚剂杂质成分导致废水色度为50-600倍以及其他的微量杂质成分。如果把丙烯酸丁酯生产废水当做工业废水进行处理，处理难度极大，工艺复杂，处理成本高，很多企业都难以承受高额的废水环保治理投资及运维成本。

目前，丙烯酸及其酯生产废水的处理主要采用直接焚烧炉焚烧法、湿式空水质良好，可以达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级排放标准。尽管如此，丙烯酸及酯废水中因成分复杂，当稀释比很大时，生物毒性依然难以降到生物氧化耐受范围之内，也不适合直接采用生物法来处理，一般需要进行特殊的预处理手段，如CN105130060A公开的“萃取预处理-混凝沉淀-生物处理方法”、CN105084607A、CN105129906A等公开的“聚合反应-混凝沉淀-生物处理方法”、CN105084608A公开的“混凝沉淀-聚合反应-生物处理方法”组合方法等。整体上来讲，物化预处理-生物氧化-深度处理组合方法处理工艺流程复杂、工程投资大、占地面积也大，运维处理成本相对较高。另一方面，废水中的大量丙烯酸钠没有得到很好的利用，造成资源浪费。

目前国内外也已经有一系列专利关注丙烯酸及其酯废水资源化处理方法，能够回收废水中的有价物质，获得一定的经济收益，例如：

现有技术CN 102267890公布了从丙烯酸酯废水中回收丙烯酸的方法，采用“除悬浮物预处理-一级萃取-二级萃取-精制”的组合工艺，从丙烯酸酯生产废水中萃取回收丙烯酸，可显著降低含废水中丙烯酸的含量，降低后续处理单元的处理难度和处理负荷。

现有技术CN 10340817公布了一种(甲基)丙烯酸废水的治理及回收醋酸钠的方法，该方法是在加热条件下，采用亚铁盐等无机催化剂催化(甲基)丙烯酸缩聚反应，生成大分子高沸点聚合物。甲苯与醋酸形成类似多元共沸物随水蒸发携带出来，冷凝后可进入油水分离器分离回收甲苯，水相加碱中和，蒸发浓缩，冷却结晶，回收结晶醋酸钠。

现有技术CN 1903738A公开了一种丙烯酸废水处理工艺，采用反渗透膜浓缩-精馏组合工艺，可回收得到丙烯酸、甲苯及乙酸等。