摘要：采用蒸馏和萃取法对邻甲酚合成中含酚废水进行处理。实验结果表明：废水中甲醇的去除率98.8％，酚的去除率99.4％。
关键词：邻甲酚 含酚废水 N-503萃取剂 萃取 蒸馏
1 前言
邻甲酚是一种重要的有机化工中间体，主要采用苯酚和甲醇为原料经气相催化甲基化合成［1］。生产邻甲酚的含有酚和未被反应的甲醇，直接排放将严重污染环境。国内外对含酚治理与回收提出并实施了多种处理方法［2，3］。作者研究探索了蒸馏、N-503萃取剂萃取工艺。结果表明，经处理后，酚去除率＞99.4%，醇的去除率可达98.8%。
2 试验部分
2.1 蒸馏脱甲醇
取样于邻甲酚中试生产，组成见表1。由于中含有较高浓度的甲醇，采用内径?24 mm玻璃镀银塔，装填3×5 mm螺旋型的玻璃填料，塔板数为7，蒸馏。待塔顶温度稳定后，开始恒采出。当塔顶温度升至100℃左右时停止采出。馏出物甲醇和酚可重新返回反应系统套用。结果表明：采用蒸馏可脱去中绝大部分甲醇(98.8%)和少量的酚类化合物。
表1 邻甲酚的主要成分(mg.l-1)
组分 | 甲醇 | 苯酚 | 邻甲酚 | 2，6-二甲酚 | |
含量 | 9800 | 7800 | 11 600 | 3600 | 1.21×105 |
2.2 萃取工艺条件
对蒸馏脱除甲醇后的含酚在常温下采用N-503萃取剂萃取脱酚。4-氨基安替吡啉直接比色法测定水相中的酚含量。试验结果见表2～6。
表2 N-503∶水的配比对酚去除率的影响
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：萃取前的含酚量9170 mg.l-1，N-503∶煤油=4∶6，接触时间20 min
表3 N-503∶煤油的配比对酚去除率的影响
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：萃取前的含酚量9170 mg.l-1，N-503∶水=1∶10，接触时间20 min
表4 不同酚含量的对酚去除率的影响
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，接触时间20 min
表5 萃取级数对酚去除率的影响
萃取的级数 | 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，萃取前的含酚量9170 mg.l-1，接触时间20 min
表6 接触时间对酚去除率的影响
时间(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
以上试验结果表明：当接触时间＞5 min、N-503∶煤油=4∶6、N-503∶水=1∶10，萃取的级数1级，酚去除率＞96%；萃取级数2级，中的酚去除率可达99.4%。
2.3 反萃取的工艺条件考察
萃取后的含酚有机相用氢氧化钠溶液反萃取，酚以酚钠的形式进入水相，油相再用于萃取，含酚有机相中酚含量24.4 mg
.l
-1。反萃取条件试验结果见表7～10。
表7 氢氧化钠浓度对反萃效果的影响
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：反萃温度30℃，接触时间20 min，碱∶油(V/V)=1∶1
表8 碱油比对反萃效果的影响
碱油比(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：反萃温度30℃，接触时间20 min，10%氢氧化钠溶液
表9 温度对反萃效果的影响
温度(℃) | 20 | 30 | 40 | 50 |
除酚率(%) | 82.9 | 92.9 | 93.2 | 98.1 |
注：碱油比=1∶1，接触时间20 min，10%氢氧化钠溶液
表10 接触时间对反萃效果的影响
时间(min) | 5 | 10 | 15 | 20 |
除酚率(%) | 59.3 | 89.1 | 89.3 | 92.9 |
注：反萃温度30℃，碱油比=1∶1，10%氢氧化钠溶液
从上述试验可知：在氢氧化钠的浓度为10%(Wt)、反萃取温度50℃、碱油比=1∶1、接触时间为20 min的条件下，有机相除酚率＞98%，升高温度、增加接触时间，有利于有机相中酚的去除。
3 结论
(1)邻甲酚中试生产经蒸馏，甲醇的脱除率达98.8%。
(2)脱去甲醇后的含酚用N-503萃取剂萃取，接触时间＞5 min，N-503∶煤油=4∶6，N-503∶水=1∶10，萃取级数为一级时除酚率96.6%，为二级时除酚率达99.4%。
(3)萃取后的需进一步处理才能达到国家排放标准。
参考文献
1 刘智凌，王晓光，黄湘云等.石油化工，1997(5)：282
2 戴猷元等.化工进展，1991(6)：40
3 林齐平.水处理技术，1993(3)：19
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