PL200646B1 - Sposób usuwania i odzyskiwania NaCl ze strumienia odpadowego procesu wytwarzania kwasu N-fosfonometyloiminodioctowego - Google Patents

Abstract

Wynalazek dotyczy sposobu usuwania i odzyskiwania NaCl ze strumienia odpadowego procesu wytwarzania kwasu N-fosfonometyloiminodioctowego, charakteryzuj acego si e tym, ze strumie n odpa- dowy neutralizuje si e NaOH do pH oko lo 7, ze zneutralizowanego strumienia wodnego odparowuje si e wod e pod ci snieniem atmosferycznym lub ni zszym w temperaturze 40 do 130°C a z do str acenia NaCl, str acony osad filtruje si e w temperaturze 35 do 110°C oddzielaj ac NaCl od przes aczu i przemywa NaCl solank a. PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu skutecznego usuwania i odzyskiwania chlorku z odpadów z procesu wytwarzania kwasu N-fosfonometyloiminodioctowego. Bardziej szczegółowo, wynalazek obejmuje neutralizację strumienia odpadowego wodorotlenkiem sodu (NaOH) i krystalizację chlorku sodu (NaCl) przez odparowanie.

Podczas przemysłowego wytwarzania herbicydu glifozatu kwas iminodioctowy (IDA) przekształca się w kwas N-fosfonometyloiminodioctowy (PMIDA) przez reakcję z kwasem chlorowodorowym (HCl), kwasem fosforowym (H3PO3) i formaldehydem (CH2O) lub przez reakcję z trichlorkiem fosforu (PCl3), NaOH i CH2O. Odpady z tego procesu rutynowo usuwa się przez wstrzykiwanie do głębokich studni. Z powodu wysokiej zawartości chlorku i dużych objętości tego strumienia odpadów, inne bardziej przyjazne dla środowiska alternatywne metody przetwarzania, takie jak utlenianie wilgotnym powietrzem lub spalanie termiczne, są niemożliwe z powodów ekonomicznych. Pożądana byłaby metoda zmniejszania zawartości korozyjnego chlorku i całkowitej objętości hydraulicznej odpadów strumienia odpadowego z procesu PMIDA tak, aby inne metody usuwania były możliwe do zastosowania z ekonomicznego punktu widzenia.

Obecnie stwierdzono, że NaCl można skutecznie usunąć i odzyskać z odpadów z procesu wytwarzania kwasu fosfonometyloiminodioctowego przez neutralizację strumienia odpadowego NaOH i krystalizację przez odparowanie. Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu usuwania i odzyskiwania NaCl z odpadów z procesu wytwarzania kwasu PMIDA, który charakteryzuje się tym, że strumień odpadowy neutralizuje się NaOH do pH około 7, odparowuje wodę pod ciśnieniem atmosferycznym lub niższym w temperaturze 40 do 130°C aż do strącenia NaCl, strącony osad filtruje się w temperaturze 35 do 110°C i przemywa osad solanką. Ponieważ stężenie innych soli sodowych w zneutralizowanym strumieniu odpadowym wyraźnie obniża rozpuszczalność NaCl w matrycy, NaCl można usunąć i odzyskać z odpadów z procesu wytwarzania kwasu PMIDA przy zaskakują co wysokim stopniu wydzielenia i czystości.

Odpadowy strumień wodny z wytwarzania PMIDA typowo może zawierać kwas fosforawy (0,3 do 2 procent wagowych), kwas fosforowy (0,3 do 3 procent wagowych), HCl (9 do 15 procent wagowych), kwas iminodioctowy (IDA; 0,1 do 0,3 procent wagowych), PMIDA (0,8 do 4 procent wagowych), kwas N-metyloiminodioctowy (MIDA; 0,5 do 8 procent wagowych) oraz małe ilości metanolu, formaldehydu i kwasu mrówkowego.

W pierwszym etapie sposobu usuwania i odzyskiwania NaCl, strumień odpadowy PMIDA neutralizuje się NaOH do pH około 7, to jest tak aby wszystkie kwasy organiczne i nieorganiczne, w tym HCl, zostały przekształcone w ich odpowiednie sole sodowe, NaCl i wodę. W celu minimalizacji całkowitego obciążenia hydraulicznego korzystne jest neutralizowanie relatywnie stężonymi roztworami NaOH. Korzystnie do neutralizacji stosuje się dostępny w handlu 50 procentowy NaOH. Ciepło neutralizacji znacznie podwyższa temperaturę neutralizowanej mieszaniny do następującego potem etapu krystalizacji przez odparowanie.

Po neutralizacji ze zneutralizowanej mieszaniny usuwa się wodę aż do strącenia NaCl. Wodę odparowuje pod ciśnieniem atmosferycznym lub niższym w temperaturze 40 do 130°C, korzystnie w temperaturze 60 do 100°C. Odparowanie kontynuuje się aż do strą cenia wię kszoś ci NaCl ale nie tak długo aby zawiesina przestała się nadawać do obróbki, pienienie stało się nadmierne czy też późniejszy przesącz był zbyt lepki. Generalnie, odpędza się ilość wody równoważną od 35 do 70 procent wagowych, korzystnie od 50 do 65 procent wagowych, neutralizowanej mieszaniny. Naturalnie, ilość usuniętej wody będzie zmieniać się zależnie od pierwotnego stężenia neutralizowanego strumienia odpadowego i zastosowanego stężenia zasady neutralizującej. Dokładna ilość wody do usunięcia może być łatwo zoptymalizowana za pomocą rutynowych eksperymentów z konkretnym danym strumieniem odpadowym, który ma być przetwarzany. Możliwe są szerokie zakresy warunków roboczych dla odparowania, zależnie od stabilności termicznej składników strumienia odpadowego i ograniczeń ciśnieniowych aparatury. Para wodna z procesu może być skraplana do potencjalnej recyklizacji.

Po krystalizacji przez odparowanie odzyskuje się NaCl przez filtrację. Z powodu lepkości przesączu filtrację prowadzi się w temperaturze 35 do 110°C, korzystnie w temperaturze 60 do 90°C. Filtracja może być napędzana przez grawitację, ciśnienie wyższe, ciśnienie niższe lub siłę odśrodkową. NaCl wydziela się jako placek filtracyjny. Objętość wodnego strumienia odpadowego, teraz reprezentowanego przez przesącz, jest znacznie zmniejszona, a w związku z usunięciem większości zawartości

PL 200 646 B1 chlorku, jest bardziej podatna na inne opcje obróbki odpadów niż usuwanie do głębokich studnie, takie jak na przykład utlenianie wilgotnym powietrzem lub spalanie.

W ostatnim etapie sposobu placek filtracyjny NaCl przemywa się solanką w celu usunię cia resztek przesączu. Jakkolwiek stężenie solanki nie jest krytyczne, ponieważ przemywka solankowa może być zawracana do neutralizowanego strumienia wodnego, skutkiem stosowania rozcieńczonej solanki jest rozpuszczenia placka filtracyjnego, zaś skutkiem stosowania nasyconej solanki jest dorzucenie dodatkowego NaCl z solanki z powodu „wysalania”, powodowanego przez zawierające sól sodową składniki w przesączu wypieranym przez ciecz przemywającą. Korzystnie, stężenie NaCl w solance przemywającej powinno być takie samo jak w przesączu. Jakkolwiek temperatura etapu przemywania nie jest krytyczna, lepki resztkowy przesącz w placku filtracyjnym może być bardziej skutecznie usunięty przez przemywanie w podwyższonych temperaturach, na przykład od około 35 do 60°C.

Wynalazek ilustrują poniższe przykłady.

P r z y k ł a d y

1. W trójszyjnej kolbie o pojemności 250 ml, wyposażonej w boczną chłodnicę zwrotną chłodzoną wodą, mieszadło łopatkowe o regulowanej szybkości i łaźnię grzejną z płaszczem o kontrolowanej temperaturze, zasilanym przez regulowane źródło pary, 100 g solanki z procesu wytwarzania PMIDA o składzie 0,3% IDA, 6,7% MIDA, 3,8% PMIDA, 10,1% HCl, 1,8% H3PO3 i 2,2% H3PO4 zneutralizowano do pH=6,97 za pomocą 41,2 g 50% NaOH. Po pobraniu próbek 135,3 g zneutralizowanej solanki odparowywano pod ciśnieniem atmosferycznym aż do usunięcia 74,5 g wody i wytrącenia NaCl. Zawiesinę przefiltrowano pod próżnią przez filtr z gruboziarnistego spieku szklanego i przemyto placek filtracyjny 20 g nasyconej solanki, otrzymując 13,5 g białego wilgotnego placka, który ważył po wysuszeniu 12,0 g. Zawartość NaCl w suchym placku wynosiła 99,8%. Lepki przesącz zawierał 15,0% MIDA, 8,9% PMIDA i 6,5% NaCl, co odpowiadało 9,2% chlorku w początkowym roztworze.

2. W aparaturze podobnej jak w przykładzie 1, ale większej, 466 g solanki z procesu PMIDA o skł adzie 0,15% IDA, 0,8% MIDA, 3,0% PMIDA, 15,9% HCl i nieoznaczona ilość H3PO3 i H3PO4, zneutralizowano do pH=6,8 za pomocą 217 g 50% NaOH. Porcję 450 g zneutralizowanej solanki odparowywano przy 210 mm Hg (27 kPa) i końcowej temperatury kotła 96°C aż do usunięcia 273 g wody i strącenia NaCl. Zawiesinę (177 g) przefiltrowano pod próżnią przez filtr z gruboziarnistego spieku szklanego i przemyto placek filtracyjny 56 g solanki o stężeniu 25,7% NaCl, otrzymując po wysuszeniu 81 g białawego placka filtracyjnego soli. Suchy placek zawierał 98,5% NaCl i nadal zawierał 1,1% PMIDA. Lepki przesącz zawierał 9,1% PMIDA i 3,0% NaCl, co odpowiadało 1,9% chlorku w roztworze początkowym.

Claims (6)

1. Sposób usuwania i odzyskiwania NaCl ze strumienia odpadowego procesu wytwarzania kwasu N-fosfonometyloiminodioctowego, znamienny tym, że strumień odpadowy neutralizuje się NaOH do pH około 7, ze zneutralizowanego strumienia wodnego odparowuje się wodę pod ciśnieniem atmosferycznym lub niższym w temperaturze 40 do 130°C aż do strącenia NaCl, strącony osad filtruje się w temperaturze 35 do 110°C oddzielając NaCl od przesączu i przemywa NaCl solanką.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wodę odparowuje się w temperaturze 60 do 100°C.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że NaCl filtruje się w temperaturze 60 do 90°C.

4. Sposób według dowolnego z poprzednich zastrzeżeń, znamienny tym, że NaCl przemywa się solanką w temperaturze od około 35 do około 60°C.

5. Sposób według dowolnego z poprzednich zastrzeżeń, znamienny tym, że stężenie NaCl w solance przemywają cej jest w przybliż eniu takie same jak w przesą czu.

6. Sposób według dowolnego z poprzednich zastrzeżeń, znamienny tym, że solankę przemywającą zawraca się do neutralizowanego strumienia odpadowego