專利名稱：低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水資源化回用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水資源化回用方法，屬于廢水資源化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水是人類賴以生存和發(fā)展的必要條件，隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，人口數(shù)量的增長等因素，水資源的消耗量逐年增加，世界各國由于干旱、水質(zhì)污染及水資源在時(shí)間和地區(qū)上分布不均等原因，水資源的供需矛盾正在加劇。我國是全球人均水資源最貧乏的國家之一，力口之我國人口眾多且水資源分布嚴(yán)重不均，全國已有1/3的大中城市和部分地區(qū)出現(xiàn)水荒，同時(shí)生產(chǎn)、生活廢水的肆意排放使有限的淡水資源水質(zhì)惡化越加嚴(yán)重，水資源危機(jī)正籠罩著我國。水資源的過度開發(fā)與污水排放破壞了水資源的平衡，也帶來一系列生態(tài)環(huán)境問題。我國作為用水大戶的工業(yè)，其水重復(fù)利用和再生利用程度較低，用水工藝比較落后，用水效率較低。2008年，中國工業(yè)用水重復(fù)利用率僅為52%，僅相當(dāng)于發(fā)達(dá)國家20世紀(jì)80年代初的水平。而且大量工業(yè)廢水未經(jīng)處理就排入江河湖泊，破壞環(huán)境的同時(shí)也造成了資源的浪費(fèi)，不利于環(huán)境的保護(hù)和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。近年來，國內(nèi)很多專家提出了“節(jié)流優(yōu)先，治污為本，多渠道開發(fā)”的城市水資源可持續(xù)開發(fā)利用戰(zhàn)略，因此，在循環(huán)經(jīng)濟(jì)思想的指導(dǎo)下，發(fā)展廢水資源化技術(shù)，是協(xié)調(diào)、解決環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系的重要手段和主要途徑。工業(yè)有機(jī)廢水中往往含有大量可利用的有效成分，若經(jīng)處理后排放，不僅增加處理成本，而且會(huì)造成廢水中有效資源的浪費(fèi)。國內(nèi)外眾多學(xué)者針對工業(yè)有機(jī)廢水中有效物質(zhì)的利用做了大量研究，為廢水的資源化提供了有力的技術(shù)支持。在這些成果中，實(shí)現(xiàn)廢水中有效成分的資源化主要有兩條途徑，一是對廢水中的有效成分進(jìn)行分離回收；二是將有機(jī)廢水或其濃縮液作為其他產(chǎn)品的原材料，成產(chǎn)新的有價(jià)值的物質(zhì)。目前，國內(nèi)外對工業(yè)有機(jī)廢水的資源化利用、處理等方面已開展了大規(guī)模的研究，并取得了一定的成果。在有機(jī)廢水的資源化利用上，大都將思路定位于將廢水處理后進(jìn)行水資源的資源化；或者利用萃取、樹脂吸附等技術(shù)濃縮、分離、回收廢水中的有效成分，抑或作為其他產(chǎn)品的原料實(shí)現(xiàn)有效成分的資源化。但這些研究中的廢水多為單次回用，而對廢水進(jìn)行多次回用的研究鮮有報(bào)道。低密度聚乙烯懸浮接枝馬來酸酐(LDPE-g-MAH)的生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)廢水，一般每生產(chǎn)I噸產(chǎn)品約產(chǎn)生7噸以上廢水，此類工藝廢水中殘留大量有效組分，且主要是接枝單體MAH (馬來酸酐)。接枝單體MAH用量較大，但接枝到LDPE上的MAH量占投入反應(yīng)體系中總MAH量的百分比卻很低，通常MAH利用率<5%，若將此類廢水直接排放，將會(huì)造成廢水中有效資源的浪費(fèi)，因此對該類廢水中MAH的回用研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水資源化回用方法，能有效回收利用廢水中的ΜΑΗ。本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水資源化回用方法，其特征是，包括以下步驟第一步、采用低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水，向所述廢水中加入溶劑二甲苯和LDPE粉末，在回流冷凝條件下，加熱并攪拌均勻，得預(yù)混液；第二步、向預(yù)混液中加入ΜΑΗ、表面活性劑及分散劑，加熱并攪拌均勻，得反應(yīng)液；將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)容器中；第三步、加熱并攪拌反應(yīng)液，然后將含有BPO的二甲苯溶液加入反應(yīng)液中，繼續(xù)加 熱并攪拌進(jìn)行反應(yīng)；第四步、停止加熱和攪拌反應(yīng)液,將反應(yīng)液冷卻后抽濾取固體,洗滌固體并晾干，得粉末；第五步、向粉末中加入丙酮提取劑，在索氏提取器中抽提后干燥至恒量，即得回用反應(yīng)產(chǎn)物，所述反應(yīng)產(chǎn)物為低密度聚乙烯懸浮接枝馬來酸酐。本發(fā)明進(jìn)一步完善的技術(shù)方案如下1.第一步中，先將所述廢水與自來水按重量比例1:1-1:3混合后，再加入溶劑二甲苯和LDPE粉末。2.第一步中，溶劑二甲苯加入體積占所述廢水體積的24-50%，LDPE粉末加入重量與所述廢水體積的比例為64-100mg/ml。3.第二步中，加入MAH后，反應(yīng)液中MAH總含量與第一步采用廢水體積的比例為24-50mg/ml ;表面活性劑與分散劑的重量比例為2:1-1:1。4.第二步中，表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉；分散劑為聚丙烯酸鈉。5.第三步中，采用的二甲苯溶液中BPO濃度為83-500mg/ml ;含有BPO的二甲苯溶液加入體積占第一步采用廢水體積的3. 2-6. 0%。6.第三步中，進(jìn)行反應(yīng)的持續(xù)時(shí)間為4-7小時(shí)。7.第一、二、三步中，加熱溫度分別為80_100°C。8.第五步中，在索氏提取器中抽提至少12小時(shí)。本發(fā)明所得反應(yīng)產(chǎn)物接枝率符合回用要求；第四步抽濾所得液體中仍含有不少M(fèi)AH,該液體可用于下一次回用。本發(fā)明以資源化回用為出發(fā)點(diǎn)，可采用自來水和廢水按比例添加，根據(jù)廢水中MAH濃度投加MAH使其達(dá)到原有工藝的最佳配方值，實(shí)現(xiàn)對LDPE-g-MAH接枝反應(yīng)廢水的回用。本發(fā)明方法旨在充分利用廢水中未反應(yīng)的有效成分，提高原料和水資源的利用率，并達(dá)到節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。但是本發(fā)明不限于所給出的例子。以下內(nèi)容中涉及的實(shí)驗(yàn)材料和試劑，如未特別說明則為市售品。實(shí)施例
本實(shí)施例的低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水資源化回用方法，包括以下步驟第一步、向200_250ml低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水中加入溶劑二甲苯60-100ml (即二甲苯體積占廢水體積的24-50%)和LDPE粉末16_20g (即LDPE粉末重量與廢水體積的比例為64-100mg/ml)，在回流冷凝條件下，加熱至80-100°C并攪拌均勻，得預(yù)混液。注=LDPE即低密度聚乙烯。具體而言，可選擇低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水先與自來水按重量比例1:1-1:3混合后，再加入溶劑二甲苯和LDPE粉末。本步所用容器為帶有回流冷凝管和溫度計(jì)的燒瓶。第二步、向預(yù)混液中加入ΜΑΗ、表面活 性劑及分散劑，在80_100°C的溫度下攪拌均勻，得反應(yīng)液；將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)容器中。具體而言，加入MAH后，反應(yīng)液中MAH總含量達(dá)到6_10g (即MAH總含量與第一步采用廢水體積的比例為24-50mg/ml)。表面活性劑可選用十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)。分散劑可選用聚丙烯酸鈉。表面活性劑與分散劑的重量比例為反應(yīng)容器為四口燒瓶。第三步、在80-100°C的溫度下攪拌反應(yīng)液，將含有l(wèi)_4g BPO (過氧化苯甲酰)的二甲苯溶液8-12ml加入反應(yīng)液中，繼續(xù)在80-100°C的溫度下攪拌，反應(yīng)4-7小時(shí)。本步采用的二甲苯溶液中BPO的濃度為83-500mg/ml ;本步加入的二甲苯溶液體積占第一步采用廢水體積的3. 2-6. 0%。第四步、停止加熱和攪拌反應(yīng)液,將反應(yīng)液冷卻后抽濾取固體,洗滌固體并晾干，得粉末。第五步、向粉末中加入丙酮提取劑，在索氏提取器中抽提后干燥至恒量，即得回用反應(yīng)產(chǎn)物。反應(yīng)產(chǎn)物為低密度聚乙烯懸浮接枝馬來酸酐。具體而言，在索氏提取器中抽提至少12小時(shí)。本實(shí)施例方法的反應(yīng)過程如下鏈引發(fā)
權(quán)利要求
1.一種低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水資源化回用方法，其特征是，包括以下步驟 第一步、采用低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水，向所述廢水中加入溶劑二甲苯和LDPE粉末，在回流冷凝條件下，加熱并攪拌均勻，得預(yù)混液； 第二步、向預(yù)混液中加入MAH、表面活性劑及分散劑，加熱并攪拌均勻，得反應(yīng)液；將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)容器中； 第三步、加熱并攪拌反應(yīng)液，然后將含有BPO的二甲苯溶液加入反應(yīng)液中，繼續(xù)加熱并攪拌進(jìn)行反應(yīng)； 第四步、停止加熱和攪拌反應(yīng)液，將反應(yīng)液冷卻后抽濾取固體，洗滌固體并晾干，得粉末； 第五步、向粉末中加入丙酮提取劑，在索氏提取器中抽提后干燥至恒量，即得回用反應(yīng)產(chǎn)物，所述反應(yīng)產(chǎn)物為低密度聚乙烯懸浮接枝馬來酸酐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水資源化回用方法，其特征是，第一步中，先將所述廢水與自來水按重量比例1:1-1:3混合后，再加入溶劑二甲苯和LDPE粉末。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水資源化回用方法，其特征是，第一步中，溶劑二甲苯加入體積占所述廢水體積的24-50%，LDPE粉末加入重量與所述廢水體積的比例為64-100mg/ml。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水資源化回用方法，其特征是，加入MAH后，反應(yīng)液中MAH總含量與第一步采用廢水體積的比例為24-50mg/ml ;表面活性劑與分散劑的重量比例為2:1-1:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水資源化回用方法，其特征是，第二步中，表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉；分散劑為聚丙烯酸鈉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水資源化回用方法，其特征是，第三步中，采用的二甲苯溶液中BPO濃度為83-500mg/ml ;含有BPO的二甲苯溶液加入體積占第一步采用廢水體積的3. 2-6. 0%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水資源化回用方法，其特征是，第三步中，進(jìn)行反應(yīng)的持續(xù)時(shí)間為4-7小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水資源化回用方法，其特征是，第一、二、三步中，加熱溫度分別為80-100°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水資源化回用方法，其特征是，第五步中，在索氏提取器中抽提至少12小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水資源化回用方法，包括以下步驟第一步、采用低密度聚乙烯接枝馬來酸酐廢水，向廢水中加入溶劑二甲苯和LDPE粉末，在回流冷凝條件下，加熱并攪拌均勻，得預(yù)混液；第二步、向預(yù)混液中加入MAH、表面活性劑及分散劑，加熱并攪拌均勻，得反應(yīng)液；將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)容器中；第三步、加熱并攪拌反應(yīng)液，然后將含有BPO的二甲苯溶液加入反應(yīng)液中，繼續(xù)加熱并攪拌進(jìn)行反應(yīng)；第四步、停止加熱和攪拌反應(yīng)液，將反應(yīng)液冷卻后抽濾取固體，洗滌固體并晾干，得粉末；第五步、向粉末中加入丙酮提取劑，在索氏提取器中抽提后干燥至恒量，即得回用反應(yīng)產(chǎn)物。本發(fā)明可充分利用廢水中未反應(yīng)的有效成分，提高原料和水資源的利用率。
文檔編號C08J11/02GK103012685SQ20121054810
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者張宇峰, 葛蘇蘇, 陳進(jìn)磊, 丁竹紅, 羅平 申請人:南京工業(yè)大學(xué)