甲苯法生產(chǎn)己內(nèi)酰胺廢液的綜合利用工藝研究.pdf

1、中石化石家莊化纖有限責(zé)任公司采用意大利SNIA公司的甲苯法制備己內(nèi)酰胺生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)能力為17萬噸/年,排出的廢液就達(dá)10萬噸以上/年,該工藝產(chǎn)生的廢水成分復(fù)雜,COD為518000 mg/L,NH3-N為125.8 mg/L,pH值為11,屬于難處理的高濃度有機(jī)廢水,無法直接排放。目前企業(yè)采用高溫焚燒進(jìn)行處理,存在能耗高、噴嘴易堵塞、廢液中有價(jià)值成分沒有進(jìn)行回收利用、操作費(fèi)用高等缺點(diǎn)。針對這些不足,本實(shí)驗(yàn)采用直接蒸餾、共沸蒸餾和溶劑萃

2、取洗滌,將己內(nèi)酰胺廢液分離成水、鹽和油,對分離出來的鹽進(jìn)行了定性與定量分析,對主要組分環(huán)己烷羧酸磺酸進(jìn)行脫色提純、精制及其應(yīng)用研究;對油建立反相離子對色譜法分析其組成和含量,并測定油的主要技術(shù)指標(biāo)。
　　實(shí)驗(yàn)研究表明:廢液共沸蒸餾的條件為m(甲苯):m(苯):m(廢液)=1:1:2,共沸溫度82℃,攪拌速度300 r/min,洗滌劑為甲醇,萃取、攪拌洗滌3次,得其水、油和鹽的質(zhì)量比為55:34:11,出水COD為1886 mg/L

3、,NH3-N為14.6 mg/L,pH值為9,滿足公司現(xiàn)有的廢水處理系統(tǒng)的要求,可直接排入公司現(xiàn)有的處理系統(tǒng),最大限度地提高原有設(shè)施的利用率,節(jié)約投資成本。
　　采用液相色譜分析確定鹽的主要組分為環(huán)己烷羧酸磺酸,含量約為90％,粗鹽為褐色,經(jīng)工藝過程分析,約10%的未知物可能為有機(jī)胺類物質(zhì),實(shí)驗(yàn)采用雙氧水氧化-活性炭吸附進(jìn)行脫色和精制,精制條件為 m(活性炭):m(雙氧水):m(粗鹽)=0.50:0.75:15,氧化時(shí)間為10 m

4、in,氧化溫度為65℃,吸附時(shí)間為30 min,精制后的環(huán)己烷羧酸磺酸純度達(dá)98.5%,收率達(dá)90.2%。
　　環(huán)己烷羧酸磺酸利用硫酸磺化歷程的逆反應(yīng),H+作為親電試劑,進(jìn)攻連接磺基的脂肪環(huán)碳原子,含磺酸基團(tuán)的有機(jī)物會(huì)發(fā)生水解使磺基脫落,而發(fā)生的親電取代。選用稀鹽酸在150℃下的高壓釜中,壓力為0.35 Mpa,轉(zhuǎn)速為400 r/min,環(huán)己烷羧酸磺酸脫去磺酸基,得到產(chǎn)物經(jīng)紫外可見分光光度計(jì)、傅立葉變換紅外分光計(jì)、核磁共振儀以及液

5、相色譜進(jìn)行鑒定分析,確定為環(huán)己基甲酸,該產(chǎn)品是有機(jī)化工原料和合成藥物的中間體的原料,具有廣闊的應(yīng)用前景,可以外銷,創(chuàng)造出經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
　　對分離出來的油建立的反相離子對色譜分離條件為色譜柱:Agilent Eclipse XDB-C18(4.6 mm×150 mm,5μm),流動(dòng)相:v(甲醇):v(水)=30:70,離子對試劑為4 mmol/L的四丁基溴化銨,緩沖修飾劑為16 mmol/L的磷酸二氫鉀,pH=6,紫外檢測波長為220

6、 nm,柱溫為25℃,流速為1 mL/min,進(jìn)樣量為20μL。用外標(biāo)法進(jìn)行定性和定量分析得 w(己內(nèi)酰胺)=6.36%,w(環(huán)己烷羧酸)=4.53%,w(環(huán)己醇)=8.76%,w(環(huán)己酮)=12.96%,w(苯酚)=20.31%,w(環(huán)己羧酸磺酸)=0.25%,可進(jìn)行回收利用;同時(shí)測定了油的主要技術(shù)指標(biāo):燃燒熱為20384 J/g,28℃下黏度為30.78°E,w(硫)=1.07%,閃點(diǎn)為108.5℃,w(水)=0.8%,w(機(jī)械雜質(zhì)