草甘膦生产线上副产固体盐精制研究

发布时间：2017-05-14 11:16

  本文关键词：草甘膦生产线上副产固体盐精制研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：甘氨酸法生产草甘膦可产生大量的副产固体盐,此部分固体盐夹带大量有机物,只能用作固废处理,大量的氯化钠资源被浪费。因而,探索去除副产盐中有机物的工艺,对副产盐进行精制,使精制固体盐或盐水用于其他行业生产,实现资源化利用,具有重要意义。本论文针对江苏某农药生产公司甘氨酸法生产草甘膦工艺路线上产生的副产盐,首先结合膜分离、沉淀除磷、氧化、溶剂清洗固体盐以及组合工艺进行去除副产盐中有机物的研究,判断精制后的盐水用于氯碱工业的可行性。在此基础上,论文还对膜渗透液进行了氧化动力学研究,建立数学模型并用于中试设计,最后对所开发的组合工艺进行了中试试验。得到以下方面的结论:1.副产盐盐水纳滤分离研究表明:纳滤膜可有效去除盐水溶液中的有机物。最佳运行条件为控制盐水pH为10.45以上,操作压力为2.5-3.0MPa,温度为25℃,按质量浓缩5倍,纳滤对盐水中有机物TOC、TN、TP的去除率可达到86、75和94%以上。2.纳滤膜渗透液沉淀除磷研究表明:络合除磷时效果优劣顺序为Fe~(3+)Fe~(2+)Ca~(2+),氧化后再沉淀除磷效果优于直接络合除磷;过量NaClO氧化后再用Fe~(2+)或Fe~(3+)沉淀除磷可达到TP0.5mg/L的要求。3.纳滤膜渗透液氧化研究表明:Fenton氧化去除TOC效果较差,主要原因是盐水中有机磷与Fe~(2+)络合,·OH与Cl-反应而猝灭等;NaClO氧化时,最佳的氧化条件为控制NaClO与TOC的摩尔比为3.86:1,溶液pH9,氧化温度25℃,对TOC的去除率可保持在82%以上,TN的去除率为77%以上。4.溶剂清洗副产盐研究表明:此法可有效去除副产盐中的有机物,且随着清洗剂用量的减少去除有机物的效果也不断下降;纳滤浓缩阶段产生的膜浓缩液可用于配制清洗剂,清洗后再将清洗剂蒸发结晶得到固体盐。5.组合工艺研究表明:纳滤+NaClO氧化可有效去除盐水中的有机物;NaClO初级氧化+Fenton深度氧化工艺,Fenton氧化不能进一步氧化去除有机物;溶剂清洗固体盐+纳滤膜分离+氧化+沉淀除磷组合工艺后,出水时盐水的TOC满足20mg/L,TN和TP均能够满足氯碱一次精制盐水指标;NaClO氧化膜渗透液中的有机物时,NaClO浓度为去除TOC、TN和TP最主要的因素,并且影响显著。6.膜渗透液NaClO氧化动力学研究表明:TOC含量为192.55mg/L,NaClO浓度为2500mg/L,氧化温度为25℃时,氧化动力学速率方程满足反应级数为1.445级,计算氧化有机物所需的时间与真实值相差较小;中试工艺的氧化动力学满足,反应级数为1.665级。7.溶剂清洗固体盐+纳滤+氧化+沉降除磷组合工艺中试试验表明:该工艺能够有效去除草甘膦生产线上副产盐中的有机物。最终处理得到的盐水指标:TOC20mg/L,接近一次指标;TN4mg/L、TP0.1mg/L满足氯碱精制盐水一次指标。同时该工艺可除去磷酸三甲酯生产线上副产盐中的有机物,具有一定的适用性和稳定性。工艺运行成本约为26.5元/吨盐水,与现在精制成本相比,具有一定的经济效益。
【关键词】：草甘膦 副产盐 精制工艺 组合工艺 氧化动力学
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X786
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-14
• 第一章 绪论14-31
• 1.1 研究背景14-16
• 1.1.1 草甘膦简介14-15
• 1.1.2 甘氨酸法生产草甘膦工艺15-16
• 1.2 国内外草甘膦废水处理工艺研究现状16-28
• 1.2.1 膜分离技术17-18
• 1.2.2 氧化技术18-24
• 1.2.3 吸附技术24-25
• 1.2.4 除磷技术25-27
• 1.2.5 其他技术27-28
• 1.3 论文研究意义与内容28-31
• 1.3.1 论文研究意义28-29
• 1.3.2 论文研究内容29-31
• 第二章 草甘膦废水副产固体盐精制工艺研究31-84
• 2.1 实验部分31-33
• 2.1.1 实验仪器及试剂31-32
• 2.1.2 实验内容32-33
• 2.1.3 分析检测方法33
• 2.2 纳滤膜分离33-46
• 2.2.1 引言33-34
• 2.2.2 纳滤膜分离实验设备及用水34
• 2.2.3 纳滤膜分离实验工艺流程图34-35
• 2.2.4 浓缩倍数对膜通量以及截留TP、TOC的影响35-36
• 2.2.5 初始p H对截留TP、TOC的影响36-38
• 2.2.6 压力对膜通量和截留TP、TOC的影响38-40
• 2.2.7 温度对膜通量和截留TP、TOC的影响40-42
• 2.2.8 二级纳滤对截留TOC、TN、TP的效果研究42-44
• 2.2.9 膜分离最佳实验条件44-45
• 2.2.10 本节小结45-46
• 2.3 沉淀除磷技术46-54
• 2.3.1 引言46
• 2.3.2 沉淀除磷用水46
• 2.3.3 Ca~(2+)盐去除TP46-48
• 2.3.4 Fe~(2+)盐去除TP48-51
• 2.3.5 Fe~(3+)盐去除TP51-52
• 2.3.6 Fe~(2+)与Fe~(3+)去除TP对比实验52-53
• 2.3.7 本节小结53-54
• 2.4 氧化技术54-66
• 2.4.1 引言54
• 2.4.2 氧化用水54
• 2.4.3 Fenton氧化去除TOC的研究54-59
• 2.4.4 Na Cl O氧化去除TOC的研究59-63
• 2.4.5 Fenton氧化、Na Cl O氧化甘氨酸对比实验63-66
• 2.4.6 本节小结66
• 2.5 溶剂清洗固体盐技术66-70
• 2.5.1 引言66-67
• 2.5.2 溶剂量对有机物的去除影响67-69
• 2.5.3 纳滤浓缩液用于配制清洗溶剂对固体盐有机物的去除影响69-70
• 2.5.4 本节小结70
• 2.6 组合工艺技术70-82
• 2.6.1 引言70
• 2.6.2 纳滤+氧化70-71
• 2.6.3 初级氧化+深度氧化71-72
• 2.6.4 溶剂清洗前处理+纳滤浓缩+氧化+沉淀除磷工艺72-76
• 2.6.5 Na Cl O浓度、反应温度、Fe~(2+)浓度正交实验76-82
• 2.6.6 本节小结82
• 2.7 本章小结82-84
• 第三章 副产固体盐盐水有机物氧化反应动力学研究84-108
• 3.1 引言84-86
• 3.2 实验部分86-88
• 3.2.1 实验仪器及试剂86-87
• 3.2.2 实验内容87
• 3.2.3 分析测定方法87
• 3.2.4 氧化动力学用水87-88
• 3.3 氧化动力学建模准备与模型假设88-89
• 3.3.1 建模准备88
• 3.3.2 模型假设88-89
• 3.4 模型筛选与模型求解89-95
• 3.4.1 积分法89-92
• 3.4.2 微分法92-95
• 3.5 模型分析与模型检验95-101
• 3.5.1 一级反应动力学95-97
• 3.5.2 二级反应动力学97-98
• 3.5.3 1.445级反应动力学98-100
• 3.5.4 IC的变化趋势100
• 3.5.5 TC的变化趋势100-101
• 3.6 模型应用101-104
• 3.6.1 纳滤浓缩101-103
• 3.6.2 氧化阶段103-104
• 3.7 中试所用工艺的动力学104-106
• 3.8 本章小结106-108
• 第四章 草甘膦副产盐精制工艺稳定性和适用性中试研究108-118
• 4.1 中试前期准备108-110
• 4.1.1 中试设备及药品108-109
• 4.1.2 工艺流程简图109-110
• 4.2 中试工艺可行性分析110-112
• 4.3 工艺稳定性及适用性测试112-116
• 4.3.1 工艺运行TOC结果与讨论112-113
• 4.3.2 工艺运行TN结果与讨论113-114
• 4.3.3 工艺运行TP结果与讨论114-116
• 4.4 工艺成本参考价及效益分析116-117
• 4.4.1 运行成本116-117
• 4.4.2 效益分析117
• 4.5 本章小结117-118
• 第五章 总结与展望118-120
• 5.1 总结118-119
• 5.2 展望119-120
• 参考文献120-129
• 附录129-131
• 致谢131-132
• 攻读硕士学位期间发表的论文132

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