丁辛醇装置正丁醛缩合系统废水处理现状.pdf

李茂武

[摘 要]随着现代工业的日益发展，工业用水量及废水排放量日益增加，由此而产生的环境污染问题也日益加剧，对人类健康带来了严重的威胁。世界各国的水体都出现了不同程度的污染，导致世界性的水资源匮乏危机日益严重。因此为极大地遏制环境污染和缓解水资源的短缺状况，工业废水处理技术的研究日益受到国内外环境工程工作者的密切关注。因此，本文就丁辛醇生产废水处理技术应用进行分析。

[关键词]丁辛醇；生产废水；处理技术；应用分析

中图分类号：X783 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）05-0042-01

丁辛醇是重要的基本有机化工原料和化学助剂原料，主要用于生产邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸丁苄酯（BBP）、邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、对苯二甲酸二辛酯（DOTP）、己二酸二辛酯（DOA）和脂肪族二元酸酯类等增塑剂；各种塑料和橡胶制品；在溶剂、消泡剂、添加剂、胶粘剂和表面涂料材料等方面也有广泛的应用。

1 丁辛醇生产废水处理方法分类

适用于高浓度有机废水的处理方法主要有：蒸发法、催化氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法、Fenton试剂氧化法、焚烧法、大孔吸附树脂吸附法、萃取法、厌氧生物处理法等。

采用酸化-萃取法处理丁醛缩合高浓度有机碱性废水，首先用浓硫酸将废水酸化，使有机酸钠转化为有机酸，然后用萃取剂萃取废水中的有机物，萃取相回收，萃余相排入污水系统。考察不同pH值、温度、萃取剂用量及不同萃取剂对萃取效果的影响，从而确定最佳pH值、温度、萃取剂用量，选择适宜的萃取剂。

2 实验部分

2.1 方法原理

萃取分离法包括液相一液相、固相一液相和气相一液相等几种方法，但应用最广泛的为液一液萃取分离法亦称溶剂萃取分离法。该法利用与水不相溶的有机溶剂与试液一般为水相一起混合振荡，由于各种不同的物质，在不同的溶剂中分配系数的大小不等，这时一些组分进入有机相中，另一些组分仍留在水相中，然后静置分层，从而达到分离和富集的目的。

极性化合物易溶于极性的溶剂中，而非极性化合物易溶于非极性的溶剂中，这一规律称为“相似相溶原则”。萃取过程的本质就是根据“相似相溶，原则，将物质由亲水性转化为疏水性。例如I2是一种非极性化合物、CCl4是非极性溶剂，水是极性溶剂，所以I2易溶于CCl4而难溶于水。当用等体积的CCl4从I2的水溶液中提取I2时，萃取百分率可达98.8%。

萃取过程中，所选用的溶剂称为萃取剂，用S表示；原料液中易溶于S的组分，称为溶质，以A表示；难溶于S的组分称为原溶剂或稀释剂，以B表示。将一定量萃取剂加入原料液中，然后加以搅拌使原料液与萃取剂充分混合，溶质通过相界面由原料液向萃取剂中扩散，搅拌停止后，两液相因密度不同而自行分层：一层以溶剂S为主，并溶有较多的溶质，称为萃取相，以E表示；另一层以原溶剂（稀释剂）B为主，且含有未被萃取完的溶质，称为萃余相，以R表示。若溶剂S和B为部分互溶，则萃取相中还含有少量的B，萃余相中亦含有少量的S。脱除溶剂后的萃取相和萃余相分别称为萃取液和萃余液，以E′和R′表示。

设溶质A在萃取过程中分配在不互溶的水相和有机相中，在一定温度和压力下，当分配达到平衡时，溶质A在两种溶剂中的浓度比保持恒定，即分配定律可用下式表示：

KD=[A]有/[A]水

式中KD称为分配系数。分配系数大的物质，绝大部分进入有机相，分配系数小的物质，仍留在水相中，因而将物质彼此分离。此式称为分配定律，它是溶剂萃取的基本原理。

2.2 实验废水来源与特点

实验废水取自丁辛醇装置丁醛缩合工段，其特点是碱性强，COD浓度高，组成复杂。

2.3 实验方法

取一定体积（如80ml）如的实验废水于250ml锥形瓶中，用98%浓硫酸调节废水至实验所需PH值；然后加入与实验废水成一定比例的萃取剂；在一定温度下，将上述混合溶液用电磁搅拌器充分搅拌5分钟；然后移入250ml分液漏斗進行静置分层约5分钟；待油水分层后，分离出水相和有机相；分析水相中的COD含量及萃取前废水原液的COD含量；将分离出来的水相重复用同一萃取剂进行第2次萃取，分别分析其水相中的COD含量。

3 通过结果与讨论

3.1 pH值的影响与确定

取80mL实验废水于250mL锥形瓶中，分别用98%浓硫酸调节废水pH值至13、11、9、7、5、3、2、1；然后按V萃取剂：V废水=1：4的比例加入辛醇萃取剂（20mL）；在温度约25℃下，将上述混合溶液用电磁搅拌器充分搅拌5分钟；然后移入250mL分液漏斗进行静置分层约5分钟；分离出水相和有机相；分析萃取后的水相及萃取前废水原液的COD含量：将分离出来的水相重复用辛醇萃取剂进行第2次萃取，分析其水相中的COD含量。试验不同废水pH值对萃取效果的影响。辛醇萃取剂取自辛醇精馏塔塔顶产品。

3.2 萃取剂的选择

取80mL实验废水于250mL锥形瓶中，用98%浓硫酸调节废水pH值约为2；然后按V萃取剂：V废水=1：4的比例分别加入不同种类的萃取剂（20mL）：在提度约25℃下，将上述混合溶液用电磁搅拌器充分搅拌5分钟；然后移入250mL分液漏斗进行静置分层约5分钟；分离出水相和有机相；分析萃取后的水相及萃取前废水原液的COD含量；将分离出来的水相重复用同一萃取剂进行第2次萃取，分析其水相中的COD含量。萃取剂有辛醇、辛醇残液、辛烯醛残液、石脑油、煤油和乙酸乙酯，其中辛醇萃取剂为辛醇产品，辛醇残液为辛醇精馏塔塔底的重组分，辛烯醛残液为辛烯醛蒸发器底部的重组分，试验不同萃取剂对废水的萃取效果。

3.3 温度的影响与确定

取80mL实验废水于250mL锥形瓶中，用98%浓硫酸调节废水pH值约为2；然后按V萃取剂：V废水=1：4的比例加入辛醇萃取剂（20mL）；分别在温度25℃、35℃、45℃、60℃下，将上述混合溶液用电磁搅拌器充分搅拌5分钟；然后移入250mL分液漏斗进行静置分层约5分钟；分离出水相和有机相；分析萃取后的水相及萃取前废水原液的COD含量；将分离出来的水相重复用辛醇萃取剂进行第2次萃取，分析其水相中的COD含量。试验废水在不同温度下的萃取效果。

3.4 萃取剂用量的影响与确定

取80mL实验废水于250mL锥形瓶中，用98%浓硫酸调节废水pH值约为2；然后分别按V萃取剂：V废水=1：1、1：2、1：3、1：4、1：8、1：10、1：12的比例加入辛醇萃取剂；在温度约25℃下，将上述混合溶液用电磁搅拌器充分搅拌5分钟；然后移入250mL分液漏斗进行静置分层约5分钟；分离出水相和有机相；分析萃取后的水相及萃取前废水原液的COD含量；将分离出来的水相重复用辛醇萃取剂进行第2次萃取，分析其水相中的COD含量。试验不同比例的萃取剂用量下的萃取效果。

结束语

采用溶剂萃取法处理丁辛醇高浓度废水是非常有效的方法，其中的有机物可得到分离和回收。以辛醇、辛醇残液和辛烯醛残液作为萃取剂，在废水pH值为1～3、萃取剂与废水的体积比为1：（1～12）、温度为25～60℃条件下，对丁辛醇废水进行萃取处理，均可得到较好的处理效果，COD去除率可达83%～94%，其对总污水的贡献率可由处理前的81%降至40%。鉴于萃取操作的经济性，建议选用辛烯醛残液作为萃取剂，萃取剂与废水的体积比为1：（4～5），可确保在尽可能少的萃取级数下达到较高的COD去除率。

参考文献

[1] 丁辛醇混合液回收工艺的研究与开发[D].陈丽.天津大学，2014.

[2] 丁辛醇装置的工艺分析与技术改造[D].何淑芹.华东理工大学，2014.

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