一種二苯硫脲母液回用工藝的研究

鞠 光，高玉琳

（1.內(nèi)蒙古科邁化工有限公司，內(nèi)蒙古 通遼 029315；2.科邁化工股份有限公司，天津 300450）

引言

近年來，我國(guó)環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重，很大程度上是由于化工行業(yè)造成的，尤其是一些小的化工企業(yè)。而我們?nèi)粘５纳钪惺褂玫母黝惢瘜W(xué)品種類越來月度，數(shù)量越來越大自然會(huì)形成各種各類的環(huán)境污染，因此發(fā)展綠色化工是必須的，也是化工從業(yè)人員最急迫，最首當(dāng)其沖要做的工作。而發(fā)展綠色化工首先要充分利用各類資源和能源，再生產(chǎn)過程中盡可能采用無毒、無害或低毒、低害的原料，其次在無毒、無害的條件下生產(chǎn)，并減少向環(huán)境排放廢水、廢氣、廢渣；還要提高各類原料的利用率.盡可能使所使用的原料轉(zhuǎn)化率達(dá)到100%或綜合利用率達(dá)到100%，實(shí)現(xiàn)“零排放”；這樣才可以生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護(hù)和人類健康環(huán)境友好產(chǎn)品。

化工行業(yè)對(duì)環(huán)境的污染也越來越引起人們的關(guān)注，現(xiàn)在行業(yè)已經(jīng)深刻認(rèn)識(shí)到，化工生產(chǎn)造成環(huán)境污染的根本原因在于化工行業(yè)的環(huán)境社會(huì)意識(shí)和化工工藝的落后。現(xiàn)在人們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)逐漸提升，但落后的化工工藝的重大變革卻不是短時(shí)間可以改進(jìn)的，尤其是化工行業(yè)的種類紛繁復(fù)雜，各種各類的化工行業(yè)工藝千差萬(wàn)別，缺少共同性及相關(guān)性，每種化工行業(yè)都有其特定的原料組成及工藝條件，造成化工行業(yè)的提升難度極大。

1 二苯硫脲廢水處理現(xiàn)狀

隨著各類廢水且廢水的無害化處理很少產(chǎn)生價(jià)值，隨著環(huán)保政策逐漸嚴(yán)厲及人們關(guān)于綠色工廠、環(huán)保意識(shí)的逐漸提升。廢水處理的成本更是大幅提升，極大地占用的了企業(yè)的效益。因此將廢水的資源化處置或改變工藝勢(shì)必是廢水處理的趨勢(shì)。目前查找二苯硫脲相關(guān)資料，主要為合成工藝的研究，關(guān)于水處理及母液回用方面的已公開的資料較少，本次研究主要是借鑒同行的母液回用方案驗(yàn)證可行性及母液回用效果驗(yàn)證，為后續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)的改造做好準(zhǔn)備工作。

2 二苯硫脲廢水回用方案

針對(duì)二苯硫脲廢水的現(xiàn)狀，本工藝借鑒其它廢水處理的工藝，利用合成廢水中含原料及中間產(chǎn)物的性質(zhì)，探討將母液作為工藝水進(jìn)行回用的可行性。既解決了廢水處理成本問題，也利用廢水創(chuàng)造了價(jià)值。工藝流程，如圖1 所示。

圖1 廢水回用工藝流程圖

2.1 原料與試劑

苯胺，99.6%，康奈爾化學(xué)工業(yè)股份有限公司；二硫化碳，密度1.262 g/cm3～1.267 g/cm3，遼寧瑞興化工有限公司；硫磺，99.9%，滄州新美潤(rùn)化工貿(mào)易有限公司。

2.2 實(shí)驗(yàn)步驟

按比例將苯胺、二硫化碳、硫磺、水投入到反應(yīng)釜中，在一定溫度、壓力下生成二苯硫脲。然后使用產(chǎn)生的母液在相同條件下進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)產(chǎn)品二苯硫脲熔點(diǎn)、純度、揮發(fā)分、灰分指標(biāo)。

3 結(jié)果與討論

根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，主要針對(duì)母液回用比例、回用次數(shù)進(jìn)行對(duì)二苯硫脲質(zhì)量及收率的影響。

3.1 對(duì)母液成分進(jìn)行分析

對(duì)生產(chǎn)的母液進(jìn)行液相含量分析，母液成分主要含有苯胺、二苯硫脲等物質(zhì)。經(jīng)對(duì)母液中的主成分進(jìn)行分析，結(jié)果如表1 所示。

從表1 可見，隨著母液回用比例的提升，母液中苯胺和中間體的含量逐漸增加，隨著母液回用次數(shù)的增加，母液中的苯胺和中間體成分含量也趨于限值。

表1 母液回用次數(shù)中苯胺基中間體成分含量

3.2 母液回用比例對(duì)二苯硫脲質(zhì)量和收率的影響

在其他條件保持不變的情況下，母液按0%，30%、50%、70%、100%回用比例回用，考察母液回用比例對(duì)二苯硫脲的收率及質(zhì)量的影響，如表2 所示。

表2 母液回用比例與二苯硫脲的質(zhì)量和收率影響

從表2 可見，隨著母液回用比例的提升，二苯硫脲的收率也逐漸增高，熔點(diǎn)初期保持不變，當(dāng)母液回用比例增大時(shí)，熔點(diǎn)開始降低，可見隨著母液回用比例的增加，產(chǎn)物中的雜質(zhì)也在增多，影響二苯硫脲產(chǎn)品的質(zhì)量。

3.3 母液回用次數(shù)對(duì)二苯硫脲質(zhì)量和收率的影響

在其他條件保持不變的情況下，母液按50%的回用比例回用，考察母液回用次數(shù)對(duì)二苯硫脲的收率及質(zhì)量的影響，如表3 所示。

表3 母液回用次數(shù)與二苯硫脲的質(zhì)量和收率影響

從表3 可見，隨著母液回用次數(shù)的提升，二苯硫脲的收率也逐漸增高，熔點(diǎn)初期保持不變，當(dāng)母液回用次數(shù)到一定程度時(shí)，熔點(diǎn)開始降低，可見隨著母液回用比例的增加，產(chǎn)品中的雜質(zhì)也在增多，影響二苯硫脲產(chǎn)品的質(zhì)量。

3.4 母液回用量及次數(shù)的增加對(duì)二苯硫脲收率影響原因分析

根據(jù)上述的數(shù)據(jù)可以看出，隨著母液回用次數(shù)及回用量的增加，二苯硫脲的收率都有明顯提升，并逐漸穩(wěn)定。而母液中的成分隨著回用量及次數(shù)的增加，母液中的苯胺、中間體等組分也逐漸增加并趨于穩(wěn)定，最終達(dá)到限值。而母液得回用對(duì)質(zhì)量的影響持續(xù)存在，說明回用母液中的雜質(zhì)成分有一定的累積量在此回用量及回用次數(shù)的條件下，仍沒有達(dá)到最高峰。

4 結(jié)論

本工藝通過探索確認(rèn)對(duì)二苯硫脲合成過程中的母液回用最佳比例50%、回用次數(shù)15 次，可得到優(yōu)質(zhì)的二苯硫脲產(chǎn)品，收率也提高到92.58%。如對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量放寬要求的話，可以實(shí)現(xiàn)母液70%回用，回用次數(shù)可達(dá)到25 次或更多，以達(dá)到盡可能降低廢水處理的目的。本母液回用方案不需要增加任何的水處理成本，就達(dá)到了降低三廢排放和綜合利用的目的。在減少二苯硫年合成廢水的排放及處理成本的同時(shí)，將二苯硫脲的廢水處置逐步實(shí)現(xiàn)資源化處置。

此階段實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了母液回用對(duì)二本硫脲的收率和質(zhì)量均有影響，雖然后續(xù)需處理的母液量減少，但仍未達(dá)到完全回用的目的。后續(xù)需深入實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化二苯硫脲各合成條件以增大母液回用比例及母液回用次數(shù)對(duì)二苯硫脲收率及質(zhì)量的影響，最終母液全部回用達(dá)到實(shí)現(xiàn)母液處理完全資源化的目的。