液相多組分有機(jī)混合廢液分離方法的研究進(jìn)展

王利潔,李全良＊（周口師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院,河南　周口　466000）

液相多組分有機(jī)混合廢液分離方法的研究進(jìn)展

王利潔,李全良＊
（周口師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院,河南周口466000）

摘要：化工企業(yè)在生產(chǎn)中排放出的有機(jī)混合廢液，帶來(lái)諸多的環(huán)境問(wèn)題，而且影響到企業(yè)的利潤(rùn)。如何節(jié)能減排，回收利用這些有機(jī)混合廢液成為一個(gè)重要的課題。本文綜述了有機(jī)混合廢液的分離方法，并介紹了各自的使用范圍和局限性。

關(guān)鍵詞：分離方法；有機(jī)混合液；節(jié)能環(huán)保

0　引言

隨著精細(xì)化工的進(jìn)一步發(fā)展，人們得到越來(lái)越多的工業(yè)產(chǎn)品，滿足人們?cè)卺t(yī)藥、農(nóng)藥、染料、化妝品等各個(gè)領(lǐng)域的要求，使人們的物質(zhì)生活越來(lái)越豐富。但同時(shí)在合成這些物質(zhì)的過(guò)程中，需要使用大量的有機(jī)溶劑做溶解劑或者做反應(yīng)物，并且在產(chǎn)物的后處理過(guò)程中也會(huì)使用一定量的溶劑。大多數(shù)有機(jī)溶劑具有很強(qiáng)的揮發(fā)性，而且在產(chǎn)品的處理過(guò)程中，很多的有機(jī)溶劑在使用后不能回收利用，這不但造成了環(huán)境的污染，而且還增大生產(chǎn)的成本，減少了企業(yè)的利潤(rùn)[1]。在日前強(qiáng)大的環(huán)保壓力下，很多的中小化工企業(yè)因排污不合格、不達(dá)標(biāo)而被勒令減產(chǎn)或停產(chǎn)，進(jìn)行企業(yè)整改，所以很多的企業(yè)都面臨倒閉的危險(xiǎn)，造成這種結(jié)果的根源在于沒(méi)有對(duì)有機(jī)溶劑進(jìn)行有效的回收和利用。因此有機(jī)溶劑廢液的回收利用成為很多的工廠企業(yè)以及科研機(jī)構(gòu)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。

有機(jī)廢液大多含有兩種和兩種以上有機(jī)溶劑，對(duì)于揮發(fā)度和熔沸點(diǎn)差異較大的有機(jī)廢液，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的蒸餾進(jìn)行分離，但是也有有機(jī)溶液的揮發(fā)度和熔沸點(diǎn)相差不大，這給分離提純就帶來(lái)了很大的困難。針對(duì)不同體系采用不同的有效分離成為分離關(guān)鍵因素。本文人們對(duì)有機(jī)混合溶劑的分離方法和回收利用等進(jìn)行詳細(xì)的論述。

1　有機(jī)混合液分離方法的研究應(yīng)用

1.1間歇蒸餾分離多組分混合溶劑的研究

間歇蒸餾也叫分批蒸餾，是將物料成批加入到蒸餾釜中進(jìn)行處理，逐步加熱汽化，使釜液組成降至規(guī)定值后將其一次排出。這一過(guò)程可以將混合廢液中每一個(gè)組分按照其揮發(fā)性和熔沸點(diǎn)進(jìn)行分離，一般只做粗略的分離。

1.2恒沸蒸餾分離多組分混合液的研究

在待分離的混合廢液中，有兩種或者兩種以上的物質(zhì)能夠形成恒沸物，這樣用普通的蒸餾方式就很難將其分離。針對(duì)這種混合液必須采用新的分離方式進(jìn)行分離。恒沸蒸餾是處理有恒沸點(diǎn)物系的方法，如果加入的第三組分可以和溶液中某一組分形成沸點(diǎn)更低的恒沸物，則蒸餾時(shí)，該組分和第三組分就以恒沸物形式由塔頂蒸出，這種蒸餾方法稱為恒沸蒸餾。加入的第三組分稱為“夾帶劑”或“恒沸劑”。例如在處理乙醇和水的混合液中可加入苯做夾帶劑。當(dāng)有足夠量的苯作為夾帶劑時(shí)，水將全部集中在三元恒沸物中從塔頂餾出，而塔底為無(wú)水酒精。

1.3萃取蒸餾分離多組分混合液的研究[2]

對(duì)于相對(duì)揮發(fā)度很小的有機(jī)混合廢液，可在原物系中加入第三種組分，以增加原溶液組分間的相對(duì)揮發(fā)度，從而使物系很容易分離，這種蒸餾方法稱萃取蒸餾。加入的第三組分稱為萃取劑，一般萃取劑的沸點(diǎn)教原二組分高的多，又不形成恒沸物，使蒸餾中從塔底排出。異辛烷與甲苯的相對(duì)揮發(fā)度很小，若加入苯酚作為萃取劑，能使異辛烷與甲苯的相對(duì)揮發(fā)度增大。當(dāng)溶液中含有83%物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的苯酚時(shí)，能使異辛烷和甲苯很容易分離。

1.4膜分離技術(shù)在有機(jī)混合液的分離研究的應(yīng)用

膜分離是用天然或人工合成膜，以外界能量或化學(xué)位差做推動(dòng)力，利用膜選擇性進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢液的不同組分分離、純化、濃縮的過(guò)程。膜分離機(jī)理有篩分、吸附-擴(kuò)散模型，多孔膜分離機(jī)理為篩分，如超濾和微濾；致密膜分離機(jī)理是吸附-擴(kuò)散作用，例如反滲透等。膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)的分離方法相比有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：分離無(wú)相變，適用于分離、濃縮熱敏性物質(zhì)；分離耗能低，不需要假如其他的物質(zhì)或者溶劑，減少了環(huán)境污染；分離選擇性較高，提高了分離產(chǎn)品的質(zhì)量；適用范圍廣，可用于多種有機(jī)溶液中有效成分的分離；自動(dòng)化和連續(xù)化程度高，縮短膜分離周期。膜可分為有機(jī)膜和無(wú)機(jī)膜兩種，均可實(shí)現(xiàn)對(duì)雙組分或多組分溶質(zhì)和溶劑分離、分級(jí)、提純、富集。膜分離技術(shù)是高新技術(shù)領(lǐng)域中一門(mén)正處于蓬勃發(fā)展的新技術(shù)，它在有機(jī)混合廢液處理中的應(yīng)用日益引起人們的關(guān)注，是一個(gè)很好的節(jié)能環(huán)保措施，必將成為一個(gè)新的分離回收手段。

1.5新型雙固相吸附劑分離多組分有機(jī)溶劑的研究[3]

多組分吸附平衡是應(yīng)用吸附分離技術(shù)來(lái)完成分離的，近幾十年來(lái)，眾多學(xué)者對(duì)多組分吸附平衡做了大量的研究。根據(jù)單組分吸附平衡、熱力學(xué)方法和汽液平衡結(jié)論，出現(xiàn)了不少關(guān)聯(lián)和預(yù)測(cè)多組分吸附平衡的方法，對(duì)多組分混合液體的分離有著一定的指導(dǎo)作用。新型雙固相吸附分離技術(shù)可應(yīng)用于氣體分離、液體分離、環(huán)境保護(hù)、生物分離、氣體干燥、雜質(zhì)脫除、液體干燥等。新型雙固相吸附材料開(kāi)發(fā)是吸附分離技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵—具有各型微孔結(jié)構(gòu)和大比表面固體材料（150～1500m2/g），用于流體混合物中組分的吸附分離。吸附劑主要有活性炭、沸石分子篩、氧化鋁、硅膠、高分子吸附劑和離子交換樹(shù)脂[4]。

2　結(jié)束語(yǔ)

化工生產(chǎn)中所排放的有機(jī)混合廢液的無(wú)害化是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題，目前仍處于一個(gè)摸索和研究的時(shí)期，很多的分離提純方法都有著一定的局限性。另外對(duì)分離裝置的要求也比較高。尋找分離簡(jiǎn)單，應(yīng)用范圍廣，裝置廉價(jià)的新工藝仍然是一個(gè)很具有挑戰(zhàn)性的課題。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈秋月,羌寧.有機(jī)溶劑回收技術(shù)研究[J].四川環(huán)境,2004,25(06):101-105．

[2]王志魁．化工原理[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2010．

[3]曾宇崇.變壓吸附工藝的研究與進(jìn)展[J].云南化工,2003,30(03):20-23．

[4]謝裕壇.活性炭吸附治理多組份有機(jī)廢氣的研究[D].2002．

基金項(xiàng)目：周口師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院大學(xué)生科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目（No. HYDC201402）資助項(xiàng)目

通訊作者：李全良（1978-），男，碩士，講師，從事環(huán)境工程研究。