鄰甲酚中試含酚廢水處理研究
摘要：采用蒸餾和萃取法對(duì)鄰甲酚合成中含酚廢水進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：廢水中甲醇的去除率98.8%，酚的去除率99.4%。
關(guān)鍵詞：鄰甲酚 含酚廢水 N-503萃取劑 萃取 蒸餾
1 前言
鄰甲酚是一種重要的有機(jī)化工中間體，主要采用苯酚和甲醇為原料經(jīng)氣相催化甲基化合成[1]。生產(chǎn)鄰甲酚的廢水含有酚和未被反應(yīng)的甲醇，直接排放將嚴(yán)重污染環(huán)境。國(guó)內(nèi)外對(duì)含酚廢水治理與回收提出并實(shí)施了多種處理 方法 [2，3]。作者 研究 探索了蒸餾、N-503萃取劑萃取工藝。結(jié)果表明，廢水經(jīng)處理后，酚去除率>99.4%，醇的去除率可達(dá)98.8%。
2 試驗(yàn)部分
2.1 蒸餾脫甲醇
廢水取樣于鄰甲酚中試生產(chǎn)，組成見表1。由于廢水中含有較高濃度的甲醇，采用內(nèi)徑?24 mm玻璃鍍銀塔，裝填3×5 mm螺旋型的玻璃填料，塔板數(shù)為7，蒸餾。待塔頂溫度穩(wěn)定后，開始恒采出。當(dāng)塔頂溫度升至100℃左右時(shí)停止采出。餾出物甲醇和酚可重新返回反應(yīng)系統(tǒng)套用。結(jié)果表明：采用蒸餾可脫去廢水中絕大部分甲醇(98.8%)和少量的酚類化合物。
表1 鄰甲酚廢水的主要成分(mg.l-1)
|
組分 |
甲醇 |
苯酚 |
鄰甲酚 |
2，6-二甲酚 |
COD |
|
含量 |
9800 |
7800 |
11 600 |
3600 |
1.21×105 |
2.2 萃取工藝條件
對(duì)蒸餾脫除甲醇后的含酚廢水在常溫下采用N-503萃取劑萃取脫酚。4-氨基安替吡啉直接比色法測(cè)定水相中的酚含量。試驗(yàn)結(jié)果見表2～6。
表2 N-503∶水的配比對(duì)廢水酚去除率的 影響
|
N-503∶水(V/V) |
1∶2.5 |
1∶5 |
1∶7.5 |
1∶10 |
1∶12.5 |
1∶17.5 |
|
萃取后酚含量(mg.l-1) |
56 |
130 |
220 |
360 |
480 |
820 |
|
酚去除率(%) |
99.4 |
98.6 |
97.6 |
96.1 |
94.8 |
91.1 |
注：廢水萃取前的含酚量9170 mg.l-1，N-503∶煤油=4∶6，接觸時(shí)間20 min
表3 N-503∶煤油的配比對(duì)廢水酚去除率的影響
|
N-503∶煤油(V/V) |
2∶8 |
3∶7 |
4∶6 |
5∶5 |
|
萃取后酚含量(mg.l-1) |
980 |
580 |
360 |
240 |
|
酚去除率(%) |
89.3 |
93.7 |
96.1 |
97.4 |
注：廢水萃取前的含酚量9170 mg.l-1，N-503∶水=1∶10，接觸時(shí)間20 min
表4 不同酚含量的廢水對(duì)廢水酚去除率的影響
|
酚含量(mg.l-1) |
10 060 |
9170 |
6700 |
|
萃取后酚含量(mg.l-1) |
339 |
350 |
240 |
|
酚去除率(%) |
96.6 |
96.3 |
96.4 |
注：N-503∶煤油=4∶6，N-503∶水=1∶10，接觸時(shí)間20 min
表5 萃取級(jí)數(shù)對(duì)廢水酚去除率的影響
|
萃取的級(jí)數(shù) |
1 |
2 |
|
萃取后酚含量(mg.l-1) |
310 |
57 |
|
酚去除率(%) |
96.6 |
99.4 |
注：N-503∶煤油=4∶6，N-503∶水=1∶10，廢水萃取前的含酚量9170 mg.l-1，接觸時(shí)間20 min
表6 接觸時(shí)間對(duì)廢水酚去除率的影響
|
時(shí)間(min) |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
|
萃取后酚含量(mg.l-1) |
350 |
340 |
350 |
350 |
350 |
|
酚去除率(%) |
96.2 |
96.3 |
96.2 |
96.2 |
96.2 |
注：萃取前的含酚量9170 mg.l-1，N-503∶煤油=4∶6，N-503∶水=1∶10
以上試驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)接觸時(shí)間>5 min、N-503∶煤油=4∶6、N-503∶水=1∶10，萃取的級(jí)數(shù)1級(jí)，廢水酚去除率>96%;萃取級(jí)數(shù)2級(jí)，廢水中的酚去除率可達(dá)99.4%。
2.3 反萃取的工藝條件考察
萃取后的含酚有機(jī)相用氫氧化鈉溶液反萃取，酚以酚鈉的形式進(jìn)入水相，油相再用于萃取，含酚有機(jī)相中酚含量24.4 mg.l-1。反萃取條件試驗(yàn)結(jié)果見表7～10。
表7 氫氧化鈉濃度對(duì)反萃效果的 影響
|
NaOH(Wt%) |
1 |
5 |
7.5 |
10 |
12.5 |
15 |
20 |
|
除酚率(%) |
74.2 |
84.4 |
90.2 |
92.9 |
83.3 |
44.8 |
23.1 |
注：反萃溫度30℃，接觸時(shí)間20 min，堿∶油(V/V)=1∶1
表8 堿油比對(duì)反萃效果的影響
|
堿油比(V/V) |
1∶1 |
1∶2 |
1∶2.5 |
1∶3 |
1∶4 |
|
除酚率(%) |
92.9 |
92.3 |
83.3 |
77.6 |
62.6 |
注：反萃溫度30℃，接觸時(shí)間20 min，10%氫氧化鈉溶液
表9 溫度對(duì)反萃效果的影響
|
溫度(℃) |
20 |
30 |
40 |
50 |
|
除酚率(%) |
82.9 |
92.9 |
93.2 |
98.1 |
注：堿油比=1∶1，接觸時(shí)間20 min，10%氫氧化鈉溶液
表10 接觸時(shí)間對(duì)反萃效果的影響
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時(shí)間(min) |
5 |
10 |
15 |
20 |
|
除酚率(%) |
59.3 |
89.1 |
89.3 |
92.9 |
注：反萃溫度30℃，堿油比=1∶1，10%氫氧化鈉溶液
從上述試驗(yàn)可知：在氫氧化鈉的濃度為10%(Wt)、反萃取溫度50℃、堿油比=1∶1、接觸時(shí)間為20 min的條件下，有機(jī)相除酚率>98%，升高溫度、增加接觸時(shí)間，有利于有機(jī)相中酚的去除。
3 結(jié)論
(1)鄰甲酚中試生產(chǎn)廢水經(jīng)蒸餾，甲醇的脫除率達(dá)98.8%。
(2)脫去甲醇后的含酚廢水用N-503萃取劑萃取，接觸時(shí)間>5 min，N-503∶煤油=4∶6，N-503∶水=1∶10，萃取級(jí)數(shù)為一級(jí)時(shí)除酚率96.6%，為二級(jí)時(shí)除酚率達(dá)99.4%。
(3)萃取后的廢水需進(jìn)一步處理才能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
參考 文獻(xiàn)
1 劉智凌，王曉光，黃湘云等.石油化工，1997(5)：282
2 戴猷元等.化工進(jìn)展，1991(6)：40
3 林齊平.水處理技術(shù)，1993(3)：19
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