申请日2016.12.19
公开(公告)日2017.05.17
IPC分类号C01F7/56
摘要
本发明涉及一种利用合成三嗪类紫外线吸收剂的三氯化铝废水回收聚合氯化铝方法。向三氯化铝废水中加入铝屑，搅拌升温到85‑90℃保温，得到pH值为3.5‑4.5的液体;将液体降温至20‑50℃加入活性炭，搅拌，过滤，除去未反应的铝屑及不溶杂质和活性炭吸附的有机杂质，得到滤液;将得到的滤液放入到容器中，搅拌加热至100‑105℃回流，回流液体充满分水器继续回流，直至没有氯苯或邻二氯苯下沉，将下层溶剂收集，放出分水器中的水，并继续蒸馏水份，检测剩余液体20℃时密度≥1.10g/ml，即为液体聚合氯化铝。本发明不仅减少废水的排放，还变废为宝，降低了三嗪类紫外线吸收剂的制造成本，达到了节能减排、绿色环保的目的。
权利要求书
1.一种利用合成三嗪类紫外线吸收剂的三氯化铝废水回收聚合氯化铝方法，其特征是包括以下步骤：
(1)向三氯化铝废水中加入铝屑，搅拌升温到85-90℃保温，得到pH值为3.5-4.5的液体;
(2)将步骤(1)得到的液体降温至20-50℃加入活性炭，搅拌，过滤，除去未反应的铝屑及不溶杂质和活性炭吸附的有机杂质，得到滤液;
(3)将步骤(2)得到的滤液放入到容器中，搅拌加热至100-105℃回流，回流液体充满分水器继续回流，直至没有氯苯或邻二氯苯下沉，将下层溶剂收集，放出分水器中的水，并继续蒸馏水份，检测剩余液体20℃时密度≥1.10g/ml，即为液体聚合氯化铝。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是液体聚合氯化铝进行干燥，得到固体聚合氯化铝。
3.如权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤(1)中铝屑的加入量为三氯化铝废水质量1.6-2.2%。
4.如权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤(1)中利用2-3h搅拌升温到85-90℃保温3-6h。
5.如权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤(2)中活性炭加入量为三氯化铝废水质量的0.5-1%。
6.如权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤(2)中在20-50℃搅拌2-4h后过滤。
7.如权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤(2)中加入的活性炭是220目的木屑炭。
说明书
利用合成三嗪类紫外线吸收剂的三氯化铝废水回收聚合氯化 铝方法
技术领域
本发明属于有机合成废水治理技术领域，具体涉及一种利用合成三嗪类紫外线吸收剂的三氯化铝废水回收聚合氯化铝方法。
背景技术
三嗪类紫外线吸收剂具有结构式(I)的结构：
其中R为-H、-CH3等，R1为-H、-C8H17、-CH2CH(OH)OC12H25、-CH2CH(OH)OC13H27、-CH2CH(OH)OC4H9等。当R为-H、-CH3，R1为-H时，结构式(I)为2-(2，4-二羟基苯基)-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪或2-(2，4-二羟基苯基)-4，6-双(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪，主要的是做为中间体进一步合成多种性能优异的具有独特性能的紫外线吸收剂，比如2-(2，4-二羟基苯基)-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪和溴己烷反应合成UV1577;2-(2，4-二羟基苯基)-4，6-双(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪和溴辛烷反应合成UV1164;2-(2，4-二羟基苯基)-4，6-双(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪和-CH2CH(OH)OC12H25、-CH2CH(OH)OC13H27反应合成UV400;UV1577具有低挥发性和与多种聚合物、共聚物和合成树脂的良好兼容性，用在聚碳酸酯和聚酯方面会有更好的效果;UV1164具有高度的紫外光固有稳定性，不与金属发生反应，耐久性高，用于尼龙、PVC、PET、PBT、ABS和PMMA等;UV400具有优异的热稳定性和环境耐久性，迁移效应低，光稳定性好，使用于高温烘烤及极端苛刻条件下使用的涂料，还用于胺催化或金属催化固化的涂料体系，及紫外光固化的涂料体系。
三氯化铝废水是在合成2-(2，4-二羟基苯基)-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪或2-(2，4-二羟基苯基)-4，6-双(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪这两种中间体的生产过程中产生的，目前国内外有镁粉法，三氯化铝法，由于镁粉法的条件比较苛刻，所以大部分使用的是三氯化铝法，即在反应器中加入三聚氯氰、氯苯或邻二氯苯，三聚氯氰3倍摩尔数的三氯化铝，搅拌，在0-5℃下缓慢滴加三聚氯氰2倍摩尔数的苯或间二甲苯，然后加入三聚氯氰1倍摩尔数的间苯二酚，反应制得三嗪二酚类紫外线吸收剂，即2-(2，4-二羟基苯基)-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪或2-(2，4-二羟基苯基)-4，6-双(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪，反应完毕将物料倒入0-5℃的稀盐酸中，水解三氯化铝，三氯化铝在稀盐酸中的水解反应式为：
AlCl3+H2O→Al2(OH)nCl6-n+HCl，其中n为1-5。
然后过滤出固体产物，滤液静置分离有机相，无机相即三氯化铝废水和极少量的有机物和溶剂氯苯或邻二氯苯，由于三氯化铝废水的大量产生，从而制约了三嗪类紫外线吸收剂的生产，三氯化铝废水一般为含三氯化铝质量浓度4-8%的稀盐酸水溶液，因此三氯化铝废水的回收利用解决了三嗪类紫外线吸收剂的废水无法排放问题。
寻找一种循环利用三氯化铝废水的方法显得尤为重要，目前，一般的方法是加入氢氧化钠或生石灰等碱液生成碱式氯化铝(聚合氯化铝)，或者将碱式氯化铝加热干燥形成固体碱式氯化铝，或者将碱式氯化铝热解还原，将热解的氯化氢补充氯再氯化为无水三氯化铝。因为加入碱液又引入了新的物质，产生了盐，从而导致了新的废物的处理，并且由于部分盐去除不干净，影响其做为净水剂的絮凝效果。本发明避免了新的废物的产生，生成的聚合氯化铝絮凝效果好，效率高。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的生产瓶颈，提供一种利用合成三嗪类紫外线吸收剂的三氯化铝废水回收聚合氯化铝方法，旨在减少废水排放，变废为宝，循环利用。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种利用合成三嗪类紫外线吸收剂的三氯化铝废水回收聚合氯化铝方法，包括以下步骤：
(1)向三氯化铝废水中加入铝屑，搅拌升温到85-90℃保温，得到pH值为3.5-4.5的液体;
(2)将步骤(1)得到的液体降温至20-50℃加入活性炭，搅拌，过滤，除去未反应的铝屑及不溶杂质和活性炭吸附的有机杂质，得到滤液;
(3)将步骤(2)得到的滤液放入到容器中，搅拌加热至100-105℃回流，回流液体充满分水器继续回流，直至没有氯苯或邻二氯苯下沉，将下层溶剂收集，放出分水器中的水，并继续蒸馏水份，检测剩余液体20℃时密度≥1.10g/ml，即为液体聚合氯化铝。
得到的液体聚合氯化铝进行干燥，得到固体聚合氯化铝。
所述步骤(1)中铝屑的加入量为三氯化铝废水质量1.6-2.2%。
所述步骤(1)中利用2-3h搅拌升温到85-90℃保温3-6h。
所述步骤(2)中活性炭加入量为三氯化铝废水质量的0.5-1%。
所述步骤(2)中在20-50℃搅拌2-4h后过滤。
所述步骤(2)中加入的活性炭是220目的木屑炭。
所述步骤(1)的三氯化铝废水的水解反应式为：
AlCl3+H2O→Al2(OH)nCl6-n+HCl，其中n为1-5。
铝屑(铝含量85-90%，三氧化二铝含量10-5%)溶解的反应式为：
Al+H2O+HCl→Al2(OH)nCl6-n+H2，Al2O3+H2O+HCl→Al2(OH)nCl6-n，其中n为1-5。
随着铝屑的溶解，pH值逐渐增大，Al2(OH)nCl6-n逐渐聚合，反应式为：
mAl2(OH)n Cl6-n→[Al2(OH)n Cl6-n]m，m为1-10，n为1-5。
本发明减少了溶剂的损失，并且将每生产1吨的2-(2，4-二羟基苯基)-4，6-双(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪(或0.85吨的2-(2，4-二羟基苯基)-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪)产生的约18吨三氯化铝废水转变成2.1吨的固体聚合氯化铝;同时回收的氯苯或邻二氯苯回收套用，蒸出的水分加入盐酸调成需要浓度的稀盐酸用于下批水解三氯化铝。本发明不仅减少了废水的排放，还变废为宝，产生了重大的经济效益和社会效益。本发明的方法中得到的聚合氯化铝净水剂不仅公司内部使用，还可以做为产品直接出售。本发明降低了三嗪类紫外线吸收剂的制造成本，达到了节能减排、绿色环保、废物充分利用的目的。可用于造纸业、采矿业等工业废水的处理及生活污水的处理等，解决了因三氯化铝废水太多而限制产能的问题。
