分步蒸发结晶分离回收废水中碳酸钾及对甲苯磺酸钾制造技术

技术编号:14893297 阅读:201 留言:0更新日期:2017-03-29 02:39
本发明专利技术(名称为:分步蒸发结晶分离回收废水中碳酸钾及对甲苯磺酸钾)涉及一种碳酸钾、碳酸氢钾与对甲苯磺酸钾的分离回收工艺。该混合物可通过如下方法分离:在废水中加入与碳酸氢钾等摩尔量氢氧化钾,将碳酸氢钾转变为碳酸钾,再蒸除适量水,降温至适当温度恒温,过滤出不溶固体即为对甲苯磺酸钾,烘干备用;过滤所得液体蒸发至干,烘干即得碳酸钾。回收所得对甲苯磺酸钾在适当溶剂中,适当温度下,经与适当氯化试剂反应制得对甲苯磺酰氯,再与L‑乳酸乙酯在适当缚酸剂存在下反应制得L‑乳酸乙酯对甲苯磺酸酯。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种混合盐的分离及回收工艺,具体的涉及一种废水中碳酸钾,碳酸氢钾及对甲苯磺酸钾混合物的简便分离回收工艺。
技术介绍
除草剂精喹禾灵原药合成中,常用L-乳酸乙酯的对甲苯磺酸酯做烷基化试剂,用碳酸钾做缚酸剂,来中和副产物对甲苯磺酸,工艺路线如下:为了促使反应彻底进行,碳酸钾用量常在1.5倍左右,所以反应最终会生成等摩尔对甲苯磺酸钾、碳酸氢钾副产物,体系还存在过量碳酸钾。这几种盐混合物大量存在于生产废水中,对废水处理带来很大压力。碳酸钾价格高,用量大,是产物成本的重要影响因素。如果能从废水中分离回收碳酸钾(包括碳酸氢钾)及对甲苯磺酸钾,并将对甲苯磺酸钾转化为L-乳酸乙酯对甲苯磺酸酯,则可完全实现废盐循环利用,既消除了对环境污染,又能降低生产成本。该专利技术用氢氧化钾将废水中碳酸氢钾转化为碳酸钾,使碳酸钾-碳酸氢钾-对甲苯磺酸钾三元混合盐体系简化为碳酸钾-对甲苯磺酸钾二元混合盐体系,同时使混合盐溶解度差别增大。利用碳酸钾-对甲苯磺酸钾-水三元体系固液平衡相图,计算设计碱化废水中碳酸钾及对甲苯磺酸钾的分步蒸发结晶分离回收工艺。回收碳酸钾可直接用于再生产;回收对甲苯磺酸钾通过反应转化为L-乳酸乙酯对甲苯磺酸酯,可再应用于精喹禾灵原药生产。该工艺实现了精喹禾灵原药生产废水中碳酸钾、碳酸氢钾以及对甲苯磺酸钾的简便完全分离及回收循环利用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种对甲苯磺酸钾,碳酸钾和碳酸氢钾混合物的简便分离技术,它可应用于工业实现这种盐混合物的分离及回收。技术方案及具体步骤如下:(1)在废水中加入与碳酸氢钾等摩尔量氢氧化钾,将碳酸氢钾转变为碳酸钾,再蒸除部分水至适量含水量,降温至适当温度,过滤出不溶固体即为对甲苯磺酸钾,烘干备用;过滤所得液体蒸发至干,烘干即得碳酸钾;(2)步骤(1)所得对甲苯磺酸钾在适当溶剂中,适当温度下,经与适当氯化试剂反应制得对甲苯磺酰氯,再与L-乳酸乙酯在适当缚酸剂存在下反应制得L-乳酸乙酯对甲苯磺酸酯;步骤(1)适量含水量指43-62%;步骤(1)所述适当温度指0-40℃;步骤(2)所述适当溶剂指石油醚、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷等;步骤(2)所述适当温度指室温至溶剂沸点,通常为20-100℃;步骤(2)所述适当氯化试剂为氯化亚砜、氯磺酸、五氯化磷、氯气;步骤(2)所述适当缚酸剂指碳酸氢钾、碳酸钾、三乙胺、吡啶等。具体实施方式:以下具体实施例用来进一步说明本专利技术。实施例1具体步骤包括:(1)废水100g(组成K2CO3%=13.62%,KHCO3%=6%,p-Me-PhSO3K%=9.4%,H2O%=70.98%),搅拌下加入固体KOH3.4g,蒸出水20.2g(至样品含水量50.8%),降温至40℃并保持恒温,抽滤分离,所得固体烘干得对甲苯磺酸钾8.9g,回收率94.7%,纯度98.2%;抽滤得液体浓缩至干,烘干得固体碳酸钾20.6g,回收率为94.1%,含量为98.4%;(2)步骤(1)回收得8.9g(0.04mol)对甲苯磺酸钾中加入100ml甲苯中,加入5-6滴DMF,0-10℃下缓慢滴加4.8g(0.04mol)氯化亚砜,滴加完毕后,升温至80℃反应4h,制得对甲苯磺酰氯;向新制的对甲苯磺酰氯中加入4g(0.04mol)碳酸氢钾,缓慢滴加4.7g(0.04mol)L-乳酸乙酯,滴加完毕后,升温至45℃反应5h,过滤回收副产物氯化钾;滤液水洗至中性,蒸除溶剂,制得L-乳酸乙酯对甲苯磺酸酯收率93.5%,纯度96.9%。实施例2具体步骤包括:(1)废水100g(组成K2CO3%=13.62%,KHCO3%=6%,p-Me-PhSO3K%=9.4%,H2O%=70.98%),搅拌下加入固体KOH3.4g,蒸出水15.1g(至样品含水量55.9%),降温至30℃并保持恒温,抽滤分离,所得固体烘干得对甲苯磺酸钾9.2g,回收率97.8%,纯度97.6%;抽滤得液体浓缩至干,烘干得固体碳酸钾20.1g,回收率为91.8%,含量为98.9%;(2)步骤(1)回收得9.2g(0.041mol)对甲苯磺酸钾中加入100ml石油醚中,0-10℃下缓慢滴加4.8g(0.041mol)氯磺酸,滴加完毕后,升温至40℃反应3.5h,过滤出硫酸氢钾,得对甲苯磺酰氯;向新制的对甲苯磺酰氯中加入4.1g(0.041mol)碳酸氢钾,缓慢滴加4.8g(0.041mol)L-乳酸乙酯,滴加完毕后,升温至45℃反应5h,过滤回收副产物氯化钾;滤液水洗至中性,蒸除溶剂,制得L-乳酸乙酯对甲苯磺酸酯收率94.6%,纯度96.1%。实施例3具体步骤包括:(1)废水100g(组成K2CO3%=13.62%,KHCO3%=6%,p-Me-PhSO3K%=9.4%,H2O%=70.98%),搅拌下加入固体KOH3.4g,蒸出水10.1g(至样品含水量60.9%),降温至15℃并保持恒温,抽滤分离,所得固体烘干得对甲苯磺酸钾8.6g,回收率91.5%,纯度98.7%;抽滤得液体浓缩至干,烘干得固体碳酸钾21.1g,回收率为96.3%,含量为97.9%;(2)步骤(1)回收得8.6g(0.037mol)对甲苯磺酸钾中加入100ml氯苯中,0-10℃下缓慢滴加3.9g(0.019mol)五氯化磷,滴加完毕后,升温至600℃反应3h,蒸出副产物三氯氧磷,得对甲苯磺酰氯;向新制的对甲苯磺酰氯中加入3.7g(0.037mol)三乙胺,缓慢滴加4.3g(0.037mol)L-乳酸乙酯,滴加完毕后,升温至45℃反应5h;滤液水洗至中性,蒸除溶剂,制得L-乳酸乙酯对甲苯磺酸酯收率92.4%,纯度98.1%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
分步蒸发结晶分离回收废水中碳酸钾及对甲苯磺酸钾的工艺,具体步骤包括:(1)碱化废水  搅拌下,向废水中缓慢加入与碳酸氢钾等摩尔量的固体氢氧化钾,将碳酸氢钾转变为碳酸钾;(2)蒸发结晶回收对甲苯磺酸钾  将上述步骤(1)碱化废水浓缩至适当含水量,降温至适当温度并保持恒温,过滤出不溶固体即为对甲苯磺酸钾湿品,烘干备用;(3)蒸发回收碳酸钾  将上述步骤(2)过滤所得母液蒸发至干,烘干,即得碳酸钾;(4)对甲苯磺酰氯的制备  将上述步骤(2)所得对甲苯磺酸钾在适当溶剂中,适当温度下,与适当氯化试剂反应制得对甲苯磺酰氯;(5)L‑乳酸乙酯对甲苯磺酸酯的制备  将上述步骤(4)所得对甲苯磺酰氯与L‑乳酸乙酯在适当缚酸剂存在下反应制得L‑乳酸乙酯苯磺酸酯;步骤(2)适当含水量指43‑62%;步骤(2)适当温度指0‑40 ℃;步骤(4)适当溶剂指石油醚、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷等;步骤(4)适当温度指室温至溶剂沸点,通常为20‑100 ℃;步骤(4)适当氯化试剂为氯磺酸、氯化亚砜、五氯化磷、氯气;步骤(5)适当缚酸剂指碳酸氢钾、碳酸钾、三乙胺、吡啶。

【技术特征摘要】
1.分步蒸发结晶分离回收废水中碳酸钾及对甲苯磺酸钾的工艺,具体步骤包括:(1)碱化废水搅拌下,向废水中缓慢加入与碳酸氢钾等摩尔量的固体氢氧化钾,将碳酸氢钾转变为碳酸钾;(2)蒸发结晶回收对甲苯磺酸钾将上述步骤(1)碱化废水浓缩至适当含水量,降温至适当温度并保持恒温,过滤出不溶固体即为对甲苯磺酸钾湿品,烘干备用;(3)蒸发回收碳酸钾将上述步骤(2)过滤所得母液蒸发至干,烘干,即得碳酸钾;(4)对甲苯磺酰氯的制备将上述步骤(2)所得对甲苯磺酸钾在适当溶剂中,适当温度下,与适...

【专利技术属性】
技术研发人员:郝双红陈梦琦李丽霞
申请(专利权)人:青岛农业大学
类型:发明
国别省市:山东;37

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