四溴雙酚A洗滌工藝研究

劉朝暉，張 研，劉紅雨，崔偉超

(天津長蘆漢沽鹽場有限責(zé)任公司，天津 300480)

1 前言

四溴雙酚A阻燃性能良好，使用范圍十分廣泛，可作為反應(yīng)型或者添加型的阻燃劑，常用于環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯、ABS樹脂等生產(chǎn)中。目前，國內(nèi)四溴雙酚A生產(chǎn)大多采用氯苯作為溶劑，反應(yīng)結(jié)束后，通過加熱升溫，使四溴雙酚A等有機(jī)物溶解到氯苯中，再采用亞硫酸鈉溶液和去離子水對氯苯溶液進(jìn)行洗滌處理。洗滌過程中，產(chǎn)生廢水中含有大量的鹽分、氯苯和有機(jī)物，成分多，處理難度大。實(shí)驗(yàn)以某化工廠熟化結(jié)束后的物料為原料，采用新洗滌工藝旨在減少廢水排放量。

2 洗滌工藝簡介

四溴雙酚A洗滌工藝一般進(jìn)行5次，采用亞硫酸鈉溶液洗滌2次，再采用去離子水洗滌3次，主要目的是先采用亞硫酸鈉溶液將反應(yīng)殘余的溴素還原成溴化鈉，同時(shí)將顯色有機(jī)物等副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成有機(jī)鹽，再采用去離子水洗滌出去，提升產(chǎn)品質(zhì)量。

3 實(shí)驗(yàn)部分

實(shí)驗(yàn)儀器：三口燒瓶、電磁加熱攪拌器、精密增力攪拌機(jī)、真空泵、抽濾瓶、恒溫烘干箱、液相色譜儀、氣相色譜儀。

實(shí)驗(yàn)原料及試劑：某化工廠熟化后的物料、亞硫酸鈉溶液、去離子水。

實(shí)驗(yàn)步驟：先將熟化反應(yīng)后的樣品(含氯苯)在常壓下冷卻至室溫結(jié)晶，再進(jìn)行抽濾；然后將得到濾餅放入燒瓶中，加入一定量配置好的亞硫酸鈉溶液，進(jìn)行打漿，加熱升溫，開啟攪拌洗滌，洗滌結(jié)束后，在常壓下冷卻至室溫，再進(jìn)行抽濾；然后將抽濾得到的濾餅放入燒瓶中，加入一定量去離子水，進(jìn)行打漿，加熱升溫，開啟攪拌洗滌，洗滌結(jié)束后，在常壓下冷卻至室溫，再進(jìn)行抽濾；最后將抽濾得到的濾餅稱重，放入烘箱中烘干。

4 結(jié)果與討論

4.1 洗滌水量配比對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

保持其它控制參數(shù)不變，洗滌工藝共計(jì)洗滌3次，采用亞硫酸鈉溶液洗滌1次，采用去離子水洗滌2次，研究不同的洗滌水量配比對產(chǎn)品色度的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 不同洗滌水量對產(chǎn)品色度的影響Tab.1 The effect of different washing water quantity on product chroma

從表1數(shù)據(jù)可知，提高洗滌水量配比，有利于降低產(chǎn)品羅維邦色度，提升產(chǎn)品質(zhì)量，原因是水量加大，可以增強(qiáng)打漿攪拌效果，顯色副產(chǎn)物去除量增多。實(shí)驗(yàn)5#和6#產(chǎn)品羅維邦色度已經(jīng)基本滿足市場需求，同時(shí)為減少廢水排放量，適宜的洗滌水量質(zhì)量配比為物料量 ∶水量=1 ∶1.5。

4.2 洗滌溫度對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

保持其它控制參數(shù)不變，研究不同的洗滌溫度對產(chǎn)品質(zhì)量主含純的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 不同洗滌溫度對產(chǎn)品主含純的影響Tab.2 The effect of different washing temperatures on purity of products

從表2數(shù)據(jù)可知，提升洗滌溫度有利于提高產(chǎn)品主含純，產(chǎn)品主含純指標(biāo)接近市場要求。原因是提高溫度，有利于攪拌打漿效果，同時(shí)提升亞硫酸鈉溶液還原作用，去除的反應(yīng)副產(chǎn)物量增多。因此，洗滌最佳溫度可控制在90 ℃～95 ℃。

4.3 不同亞硫酸鈉溶液溶度對產(chǎn)品色度的影響

保持加水量相同，其它控制參數(shù)不變，研究不同亞硫酸鈉溶液溶度對色度的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 不同亞硫酸鈉溶液溶度對產(chǎn)品色度的影響Tab.3 The effect of different concentrations of sodium sulfite solution on chromaticity of products

從表4數(shù)據(jù)可知，亞硫酸鈉溶液溶度過低，參與作用的亞硫酸鈉量少，顯色副產(chǎn)物去除量少，產(chǎn)品羅維邦色度高。亞硫酸鈉溶液溶度過高，反應(yīng)后物料中夾帶的鹽分高，后續(xù)洗滌過程中，鹽分去除不徹底，也為影響產(chǎn)品產(chǎn)品羅維邦色度。比較適宜的亞硫酸鈉溶液溶度為4%。

4.4 廢水中氯苯含量對比

對化工廠生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水和實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的廢水進(jìn)行取樣，每次洗滌廢水按照1 ∶1配比混合均勻，再進(jìn)行檢測分析，具體檢測結(jié)果見表4。

表4 不同洗滌工藝下的廢水率含量Tab.4 Wastewater rate content under different washing technologies

從表4數(shù)據(jù)可知，采用打漿洗滌工藝，有利于降低廢水中的氯苯含量。原因是打漿洗滌工藝，洗滌水不直接接觸氯苯，其氯苯來源主要為熟化后結(jié)晶物料夾帶的氯苯，含量相對較少。

5 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)采用打漿洗滌工藝對物料進(jìn)行洗滌處理，在滿足產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)要求情況下，減少了洗滌次數(shù)，降低廢水排放量。通過分析數(shù)據(jù)，比較適宜的操作條件為：洗滌水量質(zhì)量配比為物料量 ∶水量=1 ∶1.5；洗滌最佳溫度可控制在90 ℃～95 ℃；洗滌適宜的亞硫酸鈉溶液溶度為4%。此外，廢水中氯苯含量的降低，有利于后續(xù)廢水處理。