一种间苯二酚生产废水资源化利用的方法

文献发布时间：2023-06-19 09:52:39

技术领域

本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种间苯二酚生产废水资源化利用的方法。

背景技术

减水剂作为混凝土外加剂使用最多的一种外加剂，能够减少混凝土拌合物中的用水量，对于改善混凝土的具体性能具有较好的作用。目前国内外研究生产出三代减水剂，第一代为普通减水剂，第二代高效减水剂包括脂肪族减水剂(磺化丙酮甲醛缩合物)、氨基磺酸系高效减水剂(氨基磺酸系甲醛缩合物)、萘系减水剂(萘磺酸盐甲醛缩合物)，第二代高效减水剂与第三代聚羧酸类高性能减水剂相比，因为其自身结构上的缺陷，导致其减水和保塌性能都会差很多，但萘系减水剂、脂肪族减水剂、氨基磺酸系高效减水剂其原材料来源广泛、成本相对较低、适应性比较好、应用也较为广泛。但是目前丙酮、亚硫酸钠等原料价格上涨较多，因此寻找新的、成本较低的原材料势在必行。国内市场上聚羧酸减水剂种类越来越多，主要是聚酯类聚羧酸减水剂和聚醚型聚羧酸减水剂，聚醚型聚羧酸减水剂支链的单元间是以醚键相连，生产工艺简单、减水剂效果较好，越来越多的厂家、报道使用聚醚型减水剂，但是聚醚型减水剂对砂石料的适应能力不如聚酯型聚羧酸减水剂好。

现阶段随着人们物质生活水平的提高，对环境和健康的关注度也越来越高，因萘系减水剂、氨基磺酸系减水剂、脂肪族减水剂中含有或释放未反应完全的游离甲醛，因此越来越多的建筑公司选择绿色环保的聚羧酸类减水剂，第二代减水剂的市场也在逐渐变小。

间苯二酚是生产合成树脂、胶黏剂、染料、医药、紫外吸收剂、感光胶片底层涂料以及炸药和化妆品等重要原料，应用极为广泛。国内企业多采用经典的合成工艺，即苯磺酸法：苯经过磺化反应合成间苯二磺酸，然后用氢氧化钠碱熔生成间苯二酚钠，间苯二酚钠用酸中和得间苯二酚粗品，然后经萃取、蒸馏后实现产品的精制。每生产一吨产品约排放10吨以上的废水，内含间苯二酚1-2％、间苯二酚磺酸钠2-4％、硫酸钠2-4％、亚硫酸氢钠1-3％、大量二氧化硫等物质。

现有技术中，未发现直接将间苯二酚生产废水资源化利用，用以改性分散剂的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于利用间苯二酚生产废水中的少量间苯二磺酸、间苯二酚，由于其有较多的非常活泼的邻位氢，很容易与甲醛发生取代反应，从而对磺化丙酮甲醛缩合物进行接枝改性。并且作为甲醛捕捉剂，能够降低最终产品使用过程中中游离甲醛的释放，降低产品的毒性，减少其对环境、对人体的伤害。

本发明的另一目的是利用废水中的亚硫酸氢钠和二氧化硫经碱中和后得到亚硫酸钠用于合成脂肪族减水剂(分散剂)，降低磺化丙酮甲醛缩合物的成本。

本发明的又一目的是实现间苯二酚生产废水的资源化利用，达到节能减排的目的。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种间苯二酚生产废水资源化利用的方法，包括如下步骤：

1)废水的预处理：

首先用碱中和间苯二酚生产废水中的二氧化硫，形成稳定的亚硫酸钠、亚硫酸氢钠并检测两者含量，碱处理后的废水标记为BTFJ备用；

2)利用BTFJ改性磺化丙酮甲醛缩合物：

称取BTFJ直接加入，或与水混合后再加入带有冷凝器的反应釜中，一边搅拌一边加入磺化剂，搅拌混合均匀；缓慢向其中滴加丙酮，滴加完毕后继续磺化保温30-60min，保温结束后分三次缓慢滴加甲醛溶液，第一次滴加时长为30-60min，滴加时遇到温度上升较快时停止滴加，待温度开始降低、没有回流再继续滴加，滴加完毕，温度不超过62℃；之后缓慢滴加第二次甲醛，滴加时长为30-90min，遇到回流现象停止滴加，回流结束后再继续缓慢滴加，滴加完毕温度不超过75℃；最后滴加第三次甲醛，滴加时长25-45min，滴加完毕釜内物料温度90-95℃；三次甲醛滴加完毕后于90-95℃保温1-4h。

进一步地，如上所述间苯二酚生产废水资源化利用的方法，步骤1)中，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠中的至少一种。

进一步地，如上所述间苯二酚生产废水资源化利用的方法，步骤2)中，BTFJ与水混合时，按质量比1-4:1来称取BTFJ、水。

进一步地，如上所述间苯二酚生产废水资源化利用的方法，步骤2)中，所述甲醛溶液含量为35-37.5％，其与磺化剂的质量比为1.9-2.3:1。

进一步地，如上所述间苯二酚生产废水资源化利用的方法，步骤2)中，所述甲醛溶液与丙酮的质量比为2.6-3:1。

进一步地，如上所述间苯二酚生产废水资源化利用的方法，所述甲醛溶液每次的滴加量相同。

本发明的一个优选方案为，如上所述间苯二酚生产废水资源化利用的方法，步骤2)中，所述磺化剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠中的至少一种。

本发明的另一个优选方案为，步骤2)中，所述磺化剂为A剂和B剂的混合物，A剂和B剂质量比为1.3-3:1，A剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠中的至少一种，B剂为磺化木质素、对氨基苯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠中的至少一种。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供了一种间苯二酚生产废水资源化利用的方法，该方法具有操作简便、反应条件易于控制、生产工艺简单、无“三废”排出的优点，与现有的间苯二酚生产废水处理技术相比较，该方法简单、高效、成本低，既解决了间苯二酚生产废水难处理问题，又实现资源循环利用，具有较好的经济、环保效益。

2、本发明能够实现直接将间苯二酚生产废水资源化利用，利用间苯二酚生产废水中的少量间苯二磺酸、间苯二酚，由于其有较多的非常活泼的邻位氢，很容易与甲醛发生取代反应，从而对磺化丙酮甲醛缩合物进行接枝改性；并且作为甲醛捕捉剂，能够降低最终产品使用过程中中游离甲醛的释放，降低产品的毒性，减少其对环境、对人体的伤害。利用废水中的亚硫酸氢钠和二氧化硫经碱中和后得到亚硫酸钠用于合成脂肪族减水剂(分散剂)，降低磺化丙酮甲醛缩合物的成本。

3、本发明能够实现间苯二酚生产废水的资源化利用，达到节能减排的目的；所得的减水剂能够与聚醚型聚羧酸减水剂任意比例复配提高加成效果，能够提高脂肪族类减水剂的减水、保塌性能以及和易性，同时能够大大降低聚羧酸减水剂对砂石材料的敏感性，增加聚羧酸减水剂的适应范围。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

按照GB8076-2008《混凝土外加剂》中减水剂的相关规定，测定掺有本发明实施例、对比例中所制得的减水剂的混凝土出机时净浆、出机时坍落度以及10min、20min、30min、40min、50min、60min经时坍落度。试验采用中联水泥，减水剂的掺量为水泥重量的0.8％(折固)。

实施例1