電解法生產全氟辛酸的電解殘渣回收方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及氟化工領域，公開了一種電解法生產全氟辛酸的電解殘渣回收方法及裝置，回收方法包括以下步驟：S1、將電解殘渣加入反應釜中進行反應生成酸性氣體和酸液；S2、將反應后的酸性氣體從吸收塔的下部進入吸收塔，而酸液從吸收塔的上部進入吸收塔，形成逆向吸收，最后均以酸液的形式沉淀在吸收塔的下部。本發(fā)明采用反應釜對電解殘渣進行充分反應，并采用吸收塔對電解殘渣反應后生成的酸性氣體和酸液采用逆向吸收的方式進行充分吸收，進而實現(xiàn)對電解殘渣中所含的酸性物質的回收，處理后的殘渣無酸性物質殘留，避免了電解殘渣中所含的酸性物質污染環(huán)境，且回收的酸液可以再次被利用，節(jié)約了資源。
【專利說明】電解法生產全氟辛酸的電解殘渣回收方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及氟化工領域，特別是涉及電解法生產全氟辛酸的電解殘渣回收方法及裝置。
【背景技術】
[0002]全氟辛酸(PFOA)是全氟化合物中的一種有機酸，是聚四氟乙烯化工產品的原材料，有獨特的表面防水活性，耐高溫抗氧化。全氟辛酸是一種附加值高、用途十分廣泛的精細氟化產品。
[0003]目前生產全氟辛酸的方法主要有合成法和電解法。這兩種方法都是通過前期的反應得到全氟辛酰氯，再通過對全氟辛酰氯的處理得到全氟辛酸。由于電解法相對于合成法而言，其工藝簡單，操作步驟較少，成本較低，因此，主要采用電解法生產全氟辛酸。
[0004]利用電解技術制備全氟辛酸的過程中，全氟辛酰氯與氟化氫經過電解會產生大量殘渣。所生成的殘渣中含有未反應的全氟辛酰氯、氟化氫以及大量未知物。對于此類殘渣通常采取深埋方法處理。因殘渣中存在全氟辛酰氯、氟化氫等強酸性物質，如果深埋地點或處理方式不當，會造成土壤、水源污染，也浪費了資源。

【發(fā)明內容】

[0005](一)要解決的技術問題
[0006]本發(fā)明的目的是 提供一種電解法生產全氟辛酸的電解殘渣回收方法及裝置，以避免電解法生產全氟辛酸的電解殘渣污染環(huán)境。
[0007](二)技術方案
[0008]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種電解法生產全氟辛酸的電解殘渣電解殘渣回收方法，其包括以下步驟:
[0009]S1、將電解殘渣加入反應釜中進行反應生成酸性氣體和酸液；
[0010]S2、將反應后的酸性氣體從吸收塔的下部進入吸收塔，而酸液從吸收塔的上部進入吸收塔，形成逆向吸收，最后均以酸液的形式沉淀在吸收塔的下部。
[0011]進一步地，步驟SI中電解殘渣在反應釜中的反應過程為:
[0012]S10、將電解殘渣加入反應釜內，并向反應釜內加入60~90°C的熱水，保持反應時間持續(xù)30~80min ；
[0013]S20、停止向反應釜內加入熱水，并將反應釜內的溫度升至180~280°C，保持反應時間持續(xù)30~80min。
[0014]進一步地，步驟SlO的加入熱水的同時，將步驟S2中吸收塔內所沉淀的酸液部分通入反應釜內進行再次反應；相應地，在步驟S20中停止加入熱水的同時停止加入酸液。
[0015]進一步地，步驟S2中吸收塔內所沉淀的酸液部分經反應釜的底部進入反應釜內，且反應釜的酸液進口處設有過濾網。
[0016]進一步地，步驟S2中吸收塔內所沉淀的酸液部分進行再次吸收，當吸收塔內的酸液達到預設濃度后，將酸液輸送出去。
[0017]進一步地，步驟S2之后還包括步驟S3:吸收塔內未吸收完全的酸性氣體通入堿洗塔進行中和、吸收。
[0018]進一步地，步驟S3之后還包括步驟S4:堿洗塔內未吸收完全的酸性氣體經真空緩沖罐進行緩沖后再回到堿洗塔進行再次中和、吸收。
[0019]本發(fā)明還提供一種電解法生產全氟辛酸的電解殘渣回收裝置，其包括:
[0020]反應釜，所述反應釜上設有熱水進口、電解殘渣進口、酸液出口、酸液進口和氣體出口 ；
[0021 ] 吸收塔，所述吸收塔與酸泵連接，其上部設有酸液進口，其下部設有氣體進口和酸液出口 ；
[0022]所述反應釜的酸液出口與所述吸收塔的酸液進口連接，所述反應釜的氣體出口與所述吸收塔的氣體進口連接，所述反應釜的酸液進口與所述吸收塔的酸液出口連接。
[0023]進一步地，所述回收裝置還包括堿性塔，所述堿性塔與堿泵連接，其上部設有堿液進口，其下部設有氣體進口 ；所述吸收塔的上部還設有氣體出口，所述吸收塔的氣體出口位于所述吸收塔的酸液進口的上方，所述堿性塔的氣體進口與所述吸收塔的氣體出口連接。
[0024]進一步地，所述回收裝置還包括真空緩沖罐，所述真空緩沖罐與真空泵連接，其上部設有氣體進口，所述堿洗塔的上部還設有氣體出口，所述堿洗塔的氣體出口位于所述堿洗塔的堿液進口的上方，所述真空緩沖罐的氣體進口與所述堿洗塔的氣體出口連接。
[0025](三)有益效果
[0026]上述技術方案所提供的一種電解法生產全氟辛酸的電解殘渣回收方法及裝置，采用反應釜對電解殘渣進行充分反應，并采用吸收塔對電解殘渣反應后生成的酸性氣體和酸液采用逆向吸收的方式進行充分吸收，進而實現(xiàn)對電解殘渣中所含的酸性物質的回收，處理后的殘渣無酸性物質殘留，避免了電解殘渣中所含的酸性物質污染環(huán)境，且回收的酸液可以再次被利用，節(jié)約了資源。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明電解法生產全氟辛酸的電解殘渣回收裝置的結構示意圖。
[0028]其中，10、反應釜；11、反應釜的熱水進口 ；12、反應釜的電解殘渣進口 ；13、反應釜的酸液出口 ；14、反應釜的酸液進口 ；15、反應釜的氣體出口 ；20、吸收塔；21、吸收塔的酸液進口 ；22、吸收塔的氣體進口 ；23、吸收塔的酸液出口 ；24、吸收塔的氣體出口 ；30、酸泵；40、堿性塔；41、堿性塔的堿液進口 ；42、堿性塔的氣體進口 ；43、堿洗塔的氣體出口 ；50、堿泵；60、真空緩沖罐；61、真空緩沖罐的氣體進出口 ；70、真空泵。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0030]如圖1，本發(fā)明的一種電解法生產全氟辛酸的電解殘渣電解殘渣回收方法，其包括以下步驟:S1、將電解殘渣加入反應釜10中進行反應生成酸性氣體和酸液；S2、將反應后的酸性氣體從吸收塔20的下部進入吸收塔20，而酸液從吸收塔20的上部進入吸收塔20，形成逆向吸收，最后均以酸液的形式沉淀在吸收塔20的下部，采用逆向吸收的方式可使酸性氣體得予充分吸收。其中電解殘渣主要為全氟辛酰氯和氟化氫的混合物，經反應釜10反應后的產物主要為全氟辛酸和氫氟酸。
[0031]為了使得電解殘渣在反應釜10中進行充分反應，步驟SI中電解殘渣在反應釜10中的反應過程為:
[0032]S10、將電解殘渣加入反應釜10內，并向反應釜10內加入60~90°C的熱水，優(yōu)選為 60、64、68、70、72、75、80、85、901:，并保持反應時間持續(xù) 30 ~80min，優(yōu)選為 30、40、45、50、60、65、70、80min ;該步驟應該保持反應的時間更長點，以確保電解殘渣在反應釜10中
反應完全；
[0033]S20、停止向反應釜10內加入熱水，并將反應釜10內的溫度升至180~280°C，優(yōu)選為 180、200、220、250、2801:，保持反應時間持續(xù)30~801^11，優(yōu)選為30、40、45、50、60、65、70,SOmin ;該步驟是為了使得反應釜10內反應后的酸液得予蒸發(fā)，以便于送入吸收塔20內進行吸收。
[0034]步驟SlO的加入熱水的同時，將步驟S2中吸收塔20內所沉淀的酸液部分通入反應釜10內進行再次反應，以提高反應釜10內的酸液濃度，進而提高反應速度；相應地，在步驟S20中停止加入熱水的同時停止加入酸液。
[0035]為了避免電解殘渣通過反應釜的酸液進口 14進入吸收塔20內而對吸收塔20造成污染，步驟S2中吸收塔20內所沉淀的酸液部分經反應釜10的底部進入反應釜10內，且反應釜的酸液進口 14處設有過濾網。
[0036]步驟S2中吸收塔20內所沉淀的酸液部分進行再次吸收，當吸收塔20內的酸液達到預設濃度后，將酸液輸送出 去，可供銷售或儲存后使用，該預設濃度根據使用者對酸液的濃度要求而定，一般要達到30%以上。
[0037]為了避免吸收塔20內未完全吸收的酸性氣體流到外界環(huán)境中，步驟S2之后還包括步驟S3:吸收塔20內未吸收完全的酸性氣體通入堿洗塔40進行中和、吸收。
[0038]為了提聞喊性塔40內的氣體對流，提聞反應速度，并進一步確保有未反應完全的酸性氣體流到外界環(huán)境中，步驟S3之后還包括步驟S4:堿洗塔40內未吸收完全的酸性氣體經真空緩沖罐60進行緩沖后再回到堿洗塔進行再次中和、吸收。
[0039]如圖1所示，本發(fā)明還提供一種上述電解法生產全氟辛酸的電解殘渣回收方法所采用的回收裝置，其包括:
[0040]反應釜10，該反應釜10上設有熱水進口 11、電解殘渣進口 12、酸液出口 13、酸液進口 14和氣體出口 15，其中，反應釜的熱水進口 11和電解殘渣進口 12可設于反應釜10的側壁，而反應釜的酸液出口 13和氣體出口 15可設于反應釜10的頂部，反應釜的酸液進口14設于反應釜10的底部；優(yōu)選地，反應釜的熱水進口 11可設于反應釜的電解殘渣進口 12的上方；
[0041]吸收塔20，吸收塔20與酸泵30連接，其上部設有酸液進口 21，其下部設有氣體進口 22和酸液出口 23 ；
[0042]反應釜的酸液出口 14與吸收塔的酸液進口 21通過耐酸管連接，反應釜的氣體出口 15與吸收塔的氣體進口 22通過耐酸管連接，反應釜的酸液進口 14與吸收塔的酸液出口23通過耐酸管連接。吸收塔20內沉淀的酸液一部分通過吸收塔的酸液出口 23和反應釜的酸液進口 14通入反應釜10內進行再次反應，以提高反應釜10內的酸液濃度，進而提高反應速度，另一部分將進行再次吸收，直到吸收塔20內達到預設濃度的酸液輸送出去，可供銷售或儲存后使用，該預設濃度根據使用者對酸液的濃度要求而定，一般要達到30%以上。
[0043]為了避免電解殘渣通過反應釜的酸液進口 14進入吸收塔20內而對吸收塔造成污染，在反應釜的酸液進口 14處設有過濾網。
[0044]用于為吸收塔20提供動力的酸泵30可設置多個，優(yōu)選為兩個，該兩個酸泵30與吸收塔20的底部連接，酸泵30的作用是:一方面將反應釜10內的酸液和酸性氣體抽入吸收塔20內，并將部分酸液送入反應釜10內進行再次反應；另一方面將吸收塔20內達到預設濃度的酸液輸送出去，可供銷售或儲存后使用。[0045]為了避免吸收塔20內未完全吸收的酸性氣體流到外界環(huán)境中，本發(fā)明實施例的回收裝置還包括堿性塔40，該堿性塔40與堿泵50連接，其上部設有堿液進口 41，其下部設有氣體進口 42 ;吸收塔20的上部還設有氣體出口 24，吸收塔的氣體出口 24位于吸收塔的酸液進口 21的上方，可避免酸液從吸收塔的氣體出口 24流出，可提高產量，堿性塔的氣體進口 42與吸收塔的氣體出口 24通過耐酸管連接。
[0046]堿性塔40內裝有堿液，堿泵50的進液口與堿性塔40的底部連接，堿泵50的出液口與堿性塔的堿液進口 41連接，以將堿性塔40內的堿液提至堿性塔40的上部，堿液將從堿性塔40的上部噴灑從堿性塔的氣體進口 42進入的酸性氣體，以充分中和酸性氣體。用于為堿性塔40提供動力的堿泵50可設置多個，優(yōu)選為兩個，該兩個堿泵50的進液口與吸收塔20的底部連接，該兩個堿泵50的出液口與堿性塔的堿液進口 41連接。
[0047]為了提聞喊性塔40內的氣體對流，提聞反應速度，并進一步確保有未反應完全的酸性氣體流到外界環(huán)境中，本發(fā)明實施例的回收裝置還包括真空緩沖罐60，該真空緩沖罐60與真空泵70連接，該真空緩沖罐60的上部設有氣體進出口 61，堿洗塔40的上部還設有氣體出口 43，堿洗塔的氣體出口 43位于堿洗塔的堿液進口 41的上方，以避免堿液從堿洗塔的氣體出口 43流出，真空緩沖罐的氣體進出口 61與堿洗塔的氣體出口 43通過耐酸管連接。
[0048]上述技術方案所提供的電解法生產全氟辛酸的電解殘渣回收方法及裝置，采用反應釜對電解殘渣進行充分反應，并采用吸收塔對電解殘渣反應后生成的酸性氣體和酸液采用逆向吸收的方式進行充分吸收，進而實現(xiàn)對電解殘渣中所含的酸性物質的回收，處理后的殘渣無酸性物質殘留，避免了電解殘渣中所含的酸性物質污染環(huán)境，且回收的酸液可以再次被利用，節(jié)約了資源。
[0049]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種電解法生產全氟辛酸的電解殘渣電解殘渣回收方法，其特征在于，包括以下步驟: s1、將電解殘渣加入反應釜中進行反應生成酸性氣體和酸液； S2、將反應后的酸性氣體從吸收塔的下部進入吸收塔，而酸液從吸收塔的上部進入吸收塔，形成逆向吸收，最后均以酸液的形式沉淀在吸收塔的下部。
2.如權利要求1所述的回收方法，其特征在于，步驟SI中電解殘渣在反應釜中的反應過程為: S10、將電解殘渣加入反應釜內，并向反應釜內加入60~90°C的熱水，保持反應時間持續(xù) 30 ~80min ； S20、停止向反應釜內加入熱水，并將反應釜內的溫度升至180~280°C，保持反應時間持續(xù)30~80min。
3.如權利要求2所述的回收方法，其特征在于，步驟SlO的加入熱水的同時，將步驟S2中吸收塔內所沉淀的酸液部分通入反應釜內進行再次反應；相應地，在步驟S20中停止加入熱水的同時停止加入酸液。
4.如權利要求3所述的回收方法，其特征在于，步驟S2中吸收塔內所沉淀的酸液部分經反應釜的底部進入反應釜內，且反應釜的酸液進口處設有過濾網。
5.如權利要求1所述的回收方法，其特征在于，步驟S2中吸收塔內所沉淀的酸液部分進行再次吸收，當吸收塔內的酸液達到預設濃度后，將酸液輸送出去。
6.如權利要求1所述的回收方法，其特征在于，步驟S2之后還包括步驟S3:吸收塔內未吸收完全的酸性氣體通入堿洗塔進行中和、吸收。
7.如權利要求6所述的回收方法，其特征在于，步驟S3之后還包括步驟S4:堿洗塔內未吸收完全的酸性氣體經真空緩沖罐進行緩沖后再回到堿洗塔進行再次中和、吸收。
8.一種電解法生產全氟辛酸的電解殘渣回收裝置，其特征在于，所述回收裝置包括: 反應釜，所述反應釜上設有熱水進口、電解殘渣進口、酸液出口、酸液進口和氣體出口 ； 吸收塔，所述吸收塔與酸泵連接，其上部設有酸液進口，其下部設有氣體進口和酸液出口 ； 所述反應釜的酸液出口與所述吸收塔的酸液進口連接，所述反應釜的氣體出口與所述吸收塔的氣體進口連接，所述反應釜的酸液進口與所述吸收塔的酸液出口連接。
9.如權利要求8所述的回收裝置，其特征在于，所述回收裝置還包括堿性塔，所述堿性塔與堿泵連接，其上部設有堿液進口，其下部設有氣體進口 ；所述吸收塔的上部還設有氣體出口，所述吸收塔的氣體出口位于所述吸收塔的酸液進口的上方，所述堿性塔的氣體進口與所述吸收塔的氣體出口連接。
10.如權利要求9所述的回收裝置，其特征在于，所述回收裝置還包括真空緩沖罐，所述真空緩沖罐與真空泵連接，其上部設有氣體進口，所述堿洗塔的上部還設有氣體出口，所述堿洗塔的氣體出口位于所述堿洗塔的堿液進口的上方，所述真空緩沖罐的氣體進口與所述堿洗塔的氣體出口連接。
【文檔編號】C25B3/08GK103570202SQ201310540759
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月4日 優(yōu)先權日:2013年11月4日
【發(fā)明者】李瑞濤, 張金剛, 楊林茂, 余道騰 申請人:中昊晨光化工研究院有限公司