本發(fā)明涉及二甲胺廢水的回收處理方法,具體說涉及利用磺胺嘧啶生產(chǎn)車間回收二甲胺廢水合成硫酸二甲胍的方法。
背景技術(shù):
二甲胺是一種重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、橡膠、皮革等有機(jī)化學(xué)工業(yè)中,易溶于水,其生產(chǎn)使用過程中會產(chǎn)生大量含胺廢水。例如,合成革企業(yè)在采用精餾工藝回收溶劑N,N-二甲基酰胺(DMF)時(shí),塔頂產(chǎn)生的每升廢水中往往含有數(shù)千毫克的二甲胺;磺胺嘧啶生產(chǎn)過程中,反應(yīng)液加水蒸餾,餾出液包括水、二甲胺和甲醇。這些廢水二甲胺含量低時(shí)有較難聞的魚腥臭,濃度較高則會對眼睛及呼吸道造成強(qiáng)烈的刺激,這種廢水若不加以處理直接排入水體,會破壞水體,造成環(huán)境污染以及資源的浪費(fèi),因此采取有效的治理和回收措施十分必要。
目前國內(nèi)多數(shù)采用焚燒法處理二甲胺廢水,但是低濃度二甲胺水溶液本身不能燃燒,必須為其燃燒提供大量熱量,因此燃燒處理能耗大、成本高,另外二甲胺燃燒后產(chǎn)生的二氧化氮、一氧化氮、二氧化碳、一氧化碳會對空氣造成二次污染。
其他處理方法如:汽提法,化學(xué)沉淀法、絡(luò)合萃取法、離子交換法均存在回收成本高,投資和運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力消耗大等缺點(diǎn),并不適合工業(yè)生產(chǎn)處理。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種二甲胺廢水的回收處理方法,采用以二甲胺水溶液為原料制備硫酸二甲胍的方法,實(shí)現(xiàn)二甲胺廢水回收利用的目的,解決了農(nóng)藥、醫(yī)藥、橡膠、皮革等有機(jī)化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中二甲胺廢水污染環(huán)境的問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種二甲胺廢水的回收處理方法,包括以下步驟:
1)將二甲胺廢水進(jìn)行精餾操作,得到質(zhì)量百分含量為5%~50%的二甲胺水溶液;
2)使步驟1)得到的二甲胺水溶液與單氰胺在硫酸存在下發(fā)生加成反應(yīng),得到硫酸二甲 胍鹽,其反應(yīng)式如下:
優(yōu)選的,上述步驟1)中所述二甲胺廢水是磺胺嘧啶生產(chǎn)過程中蒸餾產(chǎn)生的含有甲醇和二甲胺的水溶液(餾出液),對其進(jìn)行常壓精餾回收甲醇,得到含量5%~50%的二甲胺水溶液。對于其他工業(yè)過程產(chǎn)生的廢水可通過一步精餾操作,將二甲胺和水同時(shí)蒸出,得到二甲胺水溶液。
上述步驟2)的具體過程是:
a)控制二甲胺水溶液的溫度在-20~30℃,在攪拌下滴加濃硫酸,反應(yīng)0.5~20小時(shí);
b)調(diào)高反應(yīng)溫度為20~100℃,滴加單氰胺水溶液,反應(yīng)0.5~20小時(shí);
c)冷卻至-5~0℃并維持1h~2h,過濾,將所得固體烘干得到硫酸二甲胍鹽。
上述步驟a)具體可以是:在反應(yīng)釜中加入二甲胺水溶液,將反應(yīng)釜放入-30至70℃的油浴鍋中并開啟攪拌,滴加濃硫酸,其中濃硫酸質(zhì)量百分比濃度為70%~100%,濃硫酸與二甲胺的物料摩爾比為1:2~2:1,反應(yīng)時(shí)間為0.5~20小時(shí);
上述步驟b)調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度,此溫度比起始反應(yīng)溫度高,為20~100℃,滴加單氰胺水溶液,其中單氰胺水溶液的質(zhì)量百分比濃度為10~60%,單氰胺與二甲胺的物料摩爾比為1:10~10:1,反應(yīng)時(shí)間為0.5~20小時(shí);
上述步驟c)將反應(yīng)釜冷卻至-5~0℃并維持1h,然后過濾,將過濾所得的固體烘干后得到硫酸二甲胍鹽。
本發(fā)明提供了一種處理磺胺嘧啶生產(chǎn)等工業(yè)過程中產(chǎn)生的二甲胺廢水的方法,通過對二甲胺廢水進(jìn)行精餾操作,得到含量5%~50%的二甲胺水溶液,以之為原料制備硫酸二甲胍鹽,硫酸二甲胍是生產(chǎn)殺菌劑甲菌定及農(nóng)藥抗蚜威等產(chǎn)品的重要中間體,從而實(shí)現(xiàn)二甲胺廢水回收利用的目的,解決了二甲胺廢水污染環(huán)境的問題。同時(shí)利用本發(fā)明的方法可實(shí)現(xiàn)聯(lián)合生產(chǎn),提高經(jīng)濟(jì)效益。
附圖說明
圖1是二甲胺水溶液與單氰胺在硫酸存在下制備的硫酸二甲胍鹽的紅外譜圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題并使其技術(shù)方案的效果更加清楚地說明,結(jié)合以下實(shí)施例,對本發(fā)明做進(jìn)一步地說明。下述實(shí)施例中,除非另有說明,所述的實(shí)驗(yàn)方法具體條件通常按照常規(guī)條件或制造商建議的實(shí)施條件;所述原料及試劑均購自市售品;所述的比例、比率、百分比或份數(shù)均按照重量計(jì)算。
實(shí)施例1.
將磺胺嘧啶生產(chǎn)過程中,縮合工藝段反應(yīng)完畢后,反應(yīng)液加水進(jìn)行蒸餾,餾出液含二甲胺、甲醇和水,對其進(jìn)行常壓精餾,回收甲醇,并得到二甲胺含量為33%(質(zhì)量,下同)的二甲胺水溶液。
在500ml三口圓底燒瓶中,投入二甲胺水溶液170.5g(1.25mol),開啟攪拌,冷卻至20℃以下,于1h左右滴加98%的濃硫酸60.0g(0.6mol),滴加完畢,繼續(xù)保溫反應(yīng)2h;然后升溫至25℃,于4-5h內(nèi)均速滴加50%的單氰胺84.0g(1.0mol),滴加完畢,保溫反應(yīng)1h;冷卻至-5~0℃并維持1h,過濾,烘干得到170.9g硫酸二甲胍鹽,含量97.1%,收率89.0%(以單氰胺計(jì))。
實(shí)施例2.
將實(shí)驗(yàn)室購買的分析純二甲胺水溶液配制成質(zhì)量含量33%的水溶液備用。
在500ml三口圓底燒瓶中,投入配制的33%二甲胺水溶液170.5g(1.25mol),開啟攪拌,冷卻至20℃以下,于1h左右滴加98%的濃硫酸60.0g(0.6mol),滴加完畢,繼續(xù)保溫反應(yīng)2h;然后升溫至25℃,于4-5h內(nèi)均速滴加50%的單氰胺84.0g(1.0mol),滴加完畢,保溫反應(yīng)1h;冷卻至-5~0℃并維持1h,過濾,烘干得到176.9g硫酸二甲胍鹽,含量99.0%,收率94.5%(以單氰胺計(jì))。
實(shí)施例3.
同實(shí)施例1處理磺胺嘧啶生產(chǎn)廢水的方法,得到二甲胺含量為5%的二甲胺水溶液。
在500ml三口圓底燒瓶中,投入二甲胺水溶液200g(0.22mol),開啟攪拌,冷卻至20℃以下,于1h左右滴加98%的濃硫酸60.0g(0.6mol),滴加完畢,繼續(xù)保溫反應(yīng)2h;然后升溫 至25℃,于4-5h內(nèi)均速滴加50%的單氰胺84.0g(1.0mol),滴加完畢,保溫反應(yīng)1h;冷卻至-5~0℃并維持1h,過濾,烘干得到39.5g硫酸二甲胍鹽,含量97.0%,收率94.0%(以單氰胺計(jì))。
實(shí)施例4.
同實(shí)施例1處理磺胺嘧啶生產(chǎn)廢水的方法,得到二甲胺含量為33%的二甲胺水溶液。
在500ml三口圓底燒瓶中,投入二甲胺水溶液170.5g(1.25mol),開啟攪拌,冷卻至20℃以下,于1h左右滴加98%的濃硫酸60.0g(0.6mol),滴加完畢,繼續(xù)保溫反應(yīng)2h;然后升溫75℃,于4-5h內(nèi)均速滴加50%的單氰胺84.0g(1.0mol),滴加完畢,保溫反應(yīng)1h;冷卻至-5~0℃并維持1h,過濾,烘干得到165.8g硫酸二甲胍鹽,含量96.9%,收率86.7%(以單氰胺計(jì))。
實(shí)施例5.
同實(shí)施例1處理磺胺嘧啶生產(chǎn)廢水的方法,得到二甲胺含量為5%的二甲胺水溶液。
在500ml三口圓底燒瓶中,投入二甲胺水溶液200g(0.22mol),開啟攪拌,冷卻至20℃以下,于1h左右滴加98%的濃硫酸60.0g(0.6mol),滴加完畢,繼續(xù)保溫反應(yīng)2h;然后升溫75℃,于4-5h內(nèi)均速滴加50%的單氰胺84.0g(1.0mol),滴加完畢,保溫反應(yīng)1h;冷卻至-5~0℃并維持1h,過濾,烘干得到37.6g硫酸二甲胍鹽,含量98.2%,收率90%(以單氰胺計(jì))。