膜分離技術在熒光增白劑生產中的應用

在水溶性熒光增白劑生產過程中,會產生大量的無機鹽、小分子中間產物及一部分沒有反應完全的中間體殘留在熒光增白劑中,這些雜質的存在將會對熒光增白劑的色光和白度等產生不利影響。尤其是無機鹽,它的存在會使液狀熒光增白劑的活性物含量降低,嚴重影響溶液(或分散液)的穩定性。因此,需要在熒光增白劑的生產過程中將它們除去。為了除去這些雜質并將熒光增白劑自溶液中分離出來, 傳統的方法是鹽析或酸析。

鹽析是向熒光增白劑的合成料液中加入-定量的無機鹽(通常為固體氯化鈉),使之飽和從溶液中沉淀析出,然后過濾,使熒光增白劑與鹽和小分子中間產物等雜質分開,再經干燥和其他一些后處理而得到較終的產品。采用這種方法的缺點是鹽析時需要消耗大量的鹽,投鹽量達10%~15%,不僅使熒光增白劑中含鹽量有較大的增加,還會造成5%左右熒光增白劑的流失,而且廢水中也含有大量的鹽和熒光增白劑,還需要進行廢水處理,否則會污染環境。

酸析是向熒光增白劑的合成料液中加人一定量的酸(通常為鹽酸)酸化,使熒光增白劑從溶液中沉淀析出,然后過濾,使熒光增白劑與鹽和小分子中間產物等雜質分開,濾餅加入適量的堿(通常為純堿)進行捏合,再經后處理而得到較終的產品。這種方法的缺點是產生大量的酸性廢水,仍有大量的無機鹽和小分子雜質殘留在熒光增白劑中,在酸性濾餅捏合時與堿反應也會產生大量的無機鹽。

從上述兩種傳統的熒光增白劑分離工藝來看，所得產品中含有不?少無機鹽等雜質,純度不高,特別是在制備液狀熒光增白劑時,因有大量的無機鹽存在而嚴重影響產品的穩定性,很難制備出高活性物含量的產品。并且傳統的過濾操作都是間歇式的,勞動強度大,不同批次產品質量的一致性也較差。解決這一難題的較好方法是采用膜分離技術代替傳統的鹽析或酸析。膜分離技術的主要優點在于除了從溶液中分離較大分子外,還能從溶液中提取溶質而達到提純的目的。采用膜分離技術不僅可以提高熒光增白劑的產品質量,增加收率,而且可以減少熒光增白劑廢水的排放量和無機鹽的含量,減少環境污染，提高生產能力,減小勞動強度;同時利用合適的膜系統,還可以濃縮回收未反應的原輔材料,使熒光增白劑生產符合清潔生產工藝的要求和規范。

根據不同的熒光增白劑合成料液,采用不同的膜分離系統。一般可選用反滲透膜.納濾膜和超濾膜分離技術,但較為理想的是納濾膜。因為納濾膜的性能介于反滲透和超濾之間,對相對分子質量在幾百到一千之間的有機物藏留率很高,大多數熒光增白劑的相對分子質量正好在這個范圍內,同時納濾膜對小分子的截留率較低可以允許--些無機鹽或小分子中間產物通過,而對較大的熒光增白劑分子進行截留,從而達到熒光增白劑與鹽和小分子化合物分離的目的,脫鹽率可達90%以上,熒光增白劑的損失率小于0. 1%,并可將大分子有機物熒光增白劑進行脫水濃縮,納濾膜這種特有的功能是反滲透膜和超濾膜無法取代的。納濾膜是-種高分子材料半透明膜,這種半透膜要有良好的耐酸、耐堿、耐有機溶劑、耐高溫的化學性質和可抗高壓的力學性能。目前生產的納濾膜產品有管式膜和卷式膜。通常在熒光增白劑生產中多用管式膜,熒光增白劑溶液從管式膜的中間流過,通過加壓使鹽和水從膜面切向滲出,這樣可以避免由于濃差極化現象而降低鹽、水的滲出速度。影響熒光增白劑從液體流中提取效率的基本參數是分子結構,即除了熒光增白劑相對分子質量外,可溶性基團的排列以及共軛體系內的雜環均有影響。汽巴精化公司用陽離子交換膜處理熒光增白劑,將鈉離子替換成鋰離子,使產品溶解度有很大提高。

常用的納濾膜有芳烴聚酰胺復合納濾膜、二醋酯纖維素(CA)納濾膜等。納濾膜根據不同的溶劑類型選擇不同的型號,一.類適用于水溶液,另一類適用于有機溶劑類。根據截留分子量的不同將納濾膜分成許多型號,可根據具體情況選用,表1-3-2是某公司制造的納濾膜的規格。

對于水溶性差,在水中呈懸浮狀態的熒光增白劑,如分散型熒光增白劑,則可以采用超濾技術代替傳統的過濾方法。根據膜分離技術在熒光增白劑生產中使用目的的不同，可分為熒光增白劑料液的除鹽凈化和熒光增白劑料液的濃縮。在這方面楊剛和劉梅紅等幾位專家做了較為細致的研究工作。