论文部分内容阅读
【摘 要】本文采用络合萃取法回收对羟基苯甲腈生产过程中产生的苯酚和对羟基苯甲酸。研究了萃取剂种类、浓度、油水比、废水的pH值、混合时间以及KOH浓度对反萃取效率的影响。结果表明：以体积浓度为25﹪的三辛胺和二甲苯作为萃取剂，O/W为0.4，废水的pH为1.20～1.30，混合时间为3min，苯酚、对羟基苯甲酸萃取率均达到99%，两种物质的回收率都达到99%以上。
【关键词】络合萃取 苯酚 对羟基苯甲酸 萃取率
0引言
对羟基苯甲腈是合成杀螟腈、苯腈膦、溴苯腈等农药的重要中间体，是一种重要的化工原料。工业上多采用对羟基苯甲酸路线。由于对羟基苯甲酸和苯酚具有广泛的应用价值，因此如何对其进行回收利用成为关注的焦点。络合萃取法对极性有机物稀溶液的分离具有高效性及选择性，能处理高浓度的有机废水，工艺简单可行，成本较低。
本文采用络合萃取的方法回收对羟基苯甲腈碱性废水中的苯酚与对羟基苯甲酸，再用KOH溶液进行反萃取，反萃得到的苯酚和对羟基苯甲酸回到生产工艺中。该处理工艺不仅可以使废水中的原料和产品得到回收利用，具有良好的经济效益和环境效益。
1实验部分
1.1实验试剂及仪器
苯酚、对羟基苯甲酸、三辛胺（以下简称TOA）、二甲苯、正辛醇、磷酸三丁酯（以下简称TBP）、硫酸、氢氧化钾等试剂均为分析纯(AR)；废水由某工厂提供。Agilent 1100高效液相色谱仪。
1.2实验方法
实验方法：取30mL碱性废水用硫酸调节pH至一定值，有黄色固体析出，采用抽滤的方法除去固体。再将滤液移至分液漏斗中，加入一定量的萃取剂，混合一定时间后静置3h，分离后得到萃取相和萃余水相。向萃取相中加入一定量的KOH溶液进行反萃取，得到再生萃取剂和反萃液。再生萃取剂可以循环使用，反萃液去回收工艺。由于萃余水相中含又大量的含氮盐及残留的酚和酸，还未达到国家排放标准，因此对其进行蒸馏，蒸馏所得无机盐作为固体废弃物回收，蒸馏水去吸收系统再次吸收废气。
萃取效率用E表示，E=(C 0V 0－C tVt)/ C 0V 0（式中C 0为酸化处理后废水中有机物的浓度，V 0为酸化处理后废水的体积，C t为萃取处理后废水中有机物的浓度，V t为萃取处理后废水的体积）。
1.3高效液相色谱法测定条件
水相中的苯酚和对羟基苯甲酸浓度用高效液相色谱测定。色谱条件为：Krornasi1-C18柱(I.D. 4.6 mm×150 mm)；流動相：甲醇：水=1：1；流速：0.6mL/min；柱温：30℃；检测波长：270nm；进样量：10μL。
2结果与讨论
2.1络合萃取剂的选择
苯酚和对羟基苯甲酸都属于Lewis酸，选用有Lewis碱性官能团的络合剂比较合适。本实验选用TOA 二甲苯，TBP 二甲苯，正辛醇，二甲苯作为萃取剂。取油水比（O/W）0.4，混合时间3min，静置分层，结果见表1。
当TOA的体积浓度在10﹪～20﹪时，萃取率相对较低；当TOA的体积浓度在25﹪～30﹪时，萃取率相对较高。在实验过程中发现当络合剂浓度在10﹪～25﹪时，萃取分层速度快，分层界面清晰；当浓度达到30﹪时，由于其粘度增加导致流动性差，分层效果不好。在选择络合剂浓度时，从萃取率和分层效果两个方面考虑，选择适宜络合剂浓度为25﹪。
2.3油水比对萃取率的影响
用体积浓度为25﹪的TOA和二甲苯作为萃取剂，采用不同的油水比，混合3min，静置分层，结果如图2所示。可以看出，当油水小于0.3时由于萃取剂中TOA的含量不足，不能与酸化废水中的苯酚和对羟基苯甲酸完全反应，萃取率低；当油水比达到0.4时，接近完全萃取。故本实验选用油水比0.4较适宜。
可以看出，混合时间对萃取率的影响不大。萃取过程是有机物在油水两相中的传质过程，络合反应也可以看作是酸碱中和反应，反应速率较快。实验证明混合时间在1-5min内两种有机物的萃取率都在99%以上。
2.6 KOH浓度对反萃率的影响
实验方法用不同浓度，体积都为5mL的KOH进行反萃。测得反萃液的浓度如图4。当KOH浓度在5﹪～15﹪之间时，由于KOH总量不够，反萃率不高。当KOH浓度在20﹪～25﹪之间时有机相中的苯酚和对羟基苯甲酸基本都能转移至反萃液中，反萃率都在99%以上。因此实验采用5mL浓度20﹪的KOH进行反萃。
3 结论
1.络合萃取的合适工艺条件为：以体积浓度为25﹪的三辛胺和二甲苯作为萃取剂，废水的pH调至1.20～1.30左右，O/W为0.4，混合时间为3min进行萃取。苯酚、对羟基苯甲酸的萃取效率均达到99%。
2.用5mL质量浓度为20﹪KOH进行反萃，苯酚、对羟基苯甲酸的回收率都达到99%以上。
参考文献：
[1]孟艳秋，聂英龙，仇兴华.对羟基苯甲腈合成的研究.精细石油化工，1998，9（5）：40-41.
[2]张瑾，戴猷元.有机废水的萃取处理技术.现代化工，2001，21(7)：49-52.
[3]杨义燕，赵洪，戴猷元.三辛胺对梭酸的络合萃取.清华大学学报(自然科学版)，1995，35（3）：861-864.
（作者单位：江苏畜牧兽医职业技术学院）
【关键词】络合萃取 苯酚 对羟基苯甲酸 萃取率
0引言
对羟基苯甲腈是合成杀螟腈、苯腈膦、溴苯腈等农药的重要中间体，是一种重要的化工原料。工业上多采用对羟基苯甲酸路线。由于对羟基苯甲酸和苯酚具有广泛的应用价值，因此如何对其进行回收利用成为关注的焦点。络合萃取法对极性有机物稀溶液的分离具有高效性及选择性，能处理高浓度的有机废水，工艺简单可行，成本较低。
本文采用络合萃取的方法回收对羟基苯甲腈碱性废水中的苯酚与对羟基苯甲酸，再用KOH溶液进行反萃取，反萃得到的苯酚和对羟基苯甲酸回到生产工艺中。该处理工艺不仅可以使废水中的原料和产品得到回收利用，具有良好的经济效益和环境效益。
1实验部分
1.1实验试剂及仪器
苯酚、对羟基苯甲酸、三辛胺（以下简称TOA）、二甲苯、正辛醇、磷酸三丁酯（以下简称TBP）、硫酸、氢氧化钾等试剂均为分析纯(AR)；废水由某工厂提供。Agilent 1100高效液相色谱仪。
1.2实验方法
实验方法：取30mL碱性废水用硫酸调节pH至一定值，有黄色固体析出，采用抽滤的方法除去固体。再将滤液移至分液漏斗中，加入一定量的萃取剂，混合一定时间后静置3h，分离后得到萃取相和萃余水相。向萃取相中加入一定量的KOH溶液进行反萃取，得到再生萃取剂和反萃液。再生萃取剂可以循环使用，反萃液去回收工艺。由于萃余水相中含又大量的含氮盐及残留的酚和酸，还未达到国家排放标准，因此对其进行蒸馏，蒸馏所得无机盐作为固体废弃物回收，蒸馏水去吸收系统再次吸收废气。
萃取效率用E表示，E=(C 0V 0－C tVt)/ C 0V 0（式中C 0为酸化处理后废水中有机物的浓度，V 0为酸化处理后废水的体积，C t为萃取处理后废水中有机物的浓度，V t为萃取处理后废水的体积）。
1.3高效液相色谱法测定条件
水相中的苯酚和对羟基苯甲酸浓度用高效液相色谱测定。色谱条件为：Krornasi1-C18柱(I.D. 4.6 mm×150 mm)；流動相：甲醇：水=1：1；流速：0.6mL/min；柱温：30℃；检测波长：270nm；进样量：10μL。
2结果与讨论
2.1络合萃取剂的选择
苯酚和对羟基苯甲酸都属于Lewis酸，选用有Lewis碱性官能团的络合剂比较合适。本实验选用TOA 二甲苯，TBP 二甲苯，正辛醇，二甲苯作为萃取剂。取油水比（O/W）0.4，混合时间3min，静置分层，结果见表1。
当TOA的体积浓度在10﹪～20﹪时，萃取率相对较低；当TOA的体积浓度在25﹪～30﹪时，萃取率相对较高。在实验过程中发现当络合剂浓度在10﹪～25﹪时，萃取分层速度快，分层界面清晰；当浓度达到30﹪时，由于其粘度增加导致流动性差，分层效果不好。在选择络合剂浓度时，从萃取率和分层效果两个方面考虑，选择适宜络合剂浓度为25﹪。
2.3油水比对萃取率的影响
用体积浓度为25﹪的TOA和二甲苯作为萃取剂，采用不同的油水比，混合3min，静置分层，结果如图2所示。可以看出，当油水小于0.3时由于萃取剂中TOA的含量不足，不能与酸化废水中的苯酚和对羟基苯甲酸完全反应，萃取率低；当油水比达到0.4时，接近完全萃取。故本实验选用油水比0.4较适宜。
可以看出，混合时间对萃取率的影响不大。萃取过程是有机物在油水两相中的传质过程，络合反应也可以看作是酸碱中和反应，反应速率较快。实验证明混合时间在1-5min内两种有机物的萃取率都在99%以上。
2.6 KOH浓度对反萃率的影响
实验方法用不同浓度，体积都为5mL的KOH进行反萃。测得反萃液的浓度如图4。当KOH浓度在5﹪～15﹪之间时，由于KOH总量不够，反萃率不高。当KOH浓度在20﹪～25﹪之间时有机相中的苯酚和对羟基苯甲酸基本都能转移至反萃液中，反萃率都在99%以上。因此实验采用5mL浓度20﹪的KOH进行反萃。
3 结论
1.络合萃取的合适工艺条件为：以体积浓度为25﹪的三辛胺和二甲苯作为萃取剂，废水的pH调至1.20～1.30左右，O/W为0.4，混合时间为3min进行萃取。苯酚、对羟基苯甲酸的萃取效率均达到99%。
2.用5mL质量浓度为20﹪KOH进行反萃，苯酚、对羟基苯甲酸的回收率都达到99%以上。
参考文献：
[1]孟艳秋，聂英龙，仇兴华.对羟基苯甲腈合成的研究.精细石油化工，1998，9（5）：40-41.
[2]张瑾，戴猷元.有机废水的萃取处理技术.现代化工，2001，21(7)：49-52.
[3]杨义燕，赵洪，戴猷元.三辛胺对梭酸的络合萃取.清华大学学报(自然科学版)，1995，35（3）：861-864.
（作者单位：江苏畜牧兽医职业技术学院）