鄰氯苯甲醛生產(chǎn)及副產(chǎn)品的回收技術(shù)分析

摘要：鄰氯苯甲醛在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)排除一些副產(chǎn)品，此類產(chǎn)品經(jīng)過(guò)回收利用可以產(chǎn)生其他利用價(jià)值，因此需要通過(guò)回收技術(shù)對(duì)其進(jìn)行回收。本文將以鄰氯苯甲醛副產(chǎn)品中的廢水-鄰氯苯甲酸為例，通過(guò)實(shí)驗(yàn)提出一種副產(chǎn)品回收技術(shù)，經(jīng)測(cè)試該項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)品質(zhì)量在99.0%以上。

關(guān)鍵詞：鄰氯苯甲醛;鄰氯苯甲酸;回收技術(shù)

中圖分類號(hào)：X13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）04-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.070

Abstract：O-chlorobenzaldehyde can exclude some by-products in the production process，such products can produce other utilization value through recycling，so it needs to be recycled through recycling technology.In this paper，the waste water in the by-product of o-chlorobenzene - o-chlorobenzene acid is taken as an example，and a by-product recovery technology is proposed through experiments.

Key words：O-chlorobenzaldehyde;O-chlorobenzoic acid;Recycling technologies

根據(jù)相關(guān)研究可知，鄰氯苯甲醛生產(chǎn)中出現(xiàn)的廢水可以進(jìn)行鄰氯苯甲酸的回收，鄰氯苯甲酸在現(xiàn)代醫(yī)藥、農(nóng)藥等多個(gè)領(lǐng)域中有廣泛應(yīng)用，可見鄰氯苯甲酸的利用價(jià)值較高。通過(guò)回收技術(shù)可以將鄰氯苯甲醛生產(chǎn)與鄰氯苯甲酸生產(chǎn)相互連接，形成一個(gè)全新的產(chǎn)品生產(chǎn)線，充分體現(xiàn)的廢物利用、節(jié)能降耗的理念，所以對(duì)鄰氯苯甲醛生產(chǎn)及其副產(chǎn)品回收進(jìn)行研究具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 鄰氯苯甲醛副產(chǎn)品回收技術(shù)

1.1 鄰氯苯甲醛生產(chǎn)

鄰氯苯甲醛生產(chǎn)大致可以分為四個(gè)步驟，分別為氯化反應(yīng)、水解反應(yīng)、精餾、氯化氫與余氯尾氣吸收，下文將對(duì)四者具體內(nèi)容進(jìn)行分析。

1.1.1 氯化反應(yīng)

首先稱取適量的鄰氯甲苯，采用泵入方式導(dǎo)入氯化塔等反應(yīng)器當(dāng)中，對(duì)氯氣注入流量進(jìn)行計(jì)量控制，其次將反應(yīng)器放在充足光照環(huán)境下，通過(guò)光照可使反應(yīng)器內(nèi)的溫度提升到140～160℃之間，滿足連續(xù)氯化反應(yīng)條件，由此即可得到氯化液、氯化氫，主要生產(chǎn)物為鄰氯二氯芐（轉(zhuǎn)化率96.4%），副產(chǎn)物為鄰氯三氯芐（轉(zhuǎn)化率4.9%），通過(guò)氣相色譜分析鄰氯三氯芐含量，當(dāng)含量達(dá)到1.5%時(shí)，氯化反應(yīng)結(jié)束。氯化尾氣經(jīng)深冷器冷凝后，進(jìn)入四級(jí)降膜吸收器，用清水吸收產(chǎn)出副產(chǎn)鹽酸，未吸收完的尾氣，再進(jìn)入次氯酸鈉吸收塔，用堿液吸收氯氣制成次氯酸鈉。圖1氯化反應(yīng)方程式。

1.1.2 氯化液精餾

將氯化工序氯化液送入精餾塔進(jìn)行精餾分離，在真空（-0.094MPa）、140℃左右的條件下，塔頂氣體經(jīng)20℃冷卻水冷凝回收未反應(yīng)的鄰氯甲苯和鄰氯氯芐重新返回氯化，不凝氣中含有氯化氫氣體，去降膜吸收工序制備副產(chǎn)鹽酸，塔釜產(chǎn)出鄰氯二氯芐和鄰氯三氯芐的混合物轉(zhuǎn)入水解釜中。

1.1.3 水解反應(yīng)

精餾塔釜混合液導(dǎo)入氯化塔-水解釜中，同時(shí)加入適量的水解催化劑，然后滴加水，在攪拌、微負(fù)壓條件下進(jìn)行反應(yīng)，當(dāng)鄰氯二氯芐含量，當(dāng)含量≤0.3%時(shí)，水解反應(yīng)結(jié)束。值得注意的是在水解過(guò)程中需要將反應(yīng)溫度控制在145～155℃區(qū)間內(nèi)，水解釜尾氣經(jīng)冷凝器回流，這一過(guò)程中產(chǎn)生的氯化氫氣體同樣會(huì)去降膜吸收工序處理。此外，在整個(gè)水解完成之后需要第一時(shí)間將溫度降至80℃，然后定量加入10%的純堿溶液，靜置30min左右將溫度上調(diào)至100℃進(jìn)行中和反應(yīng)，中和過(guò)程產(chǎn)生的尾氣及中間產(chǎn)物經(jīng)冷凝后，中間產(chǎn)物冷凝回釜，回流3h，中和反應(yīng)完成，停攪拌靜止分層。下層為有機(jī)層鄰氯苯甲醛粗品;上層為水層，水層含鄰氯苯甲酸鈉25%左右。圖2為水解反應(yīng)方程。

1.1.4 鄰氯苯甲醛粗品精餾

將以上得到的油狀鄰氯苯甲醛粗品在水解釜內(nèi)用水進(jìn)行沖洗，后導(dǎo)入精餾釜中進(jìn)行減壓蒸餾處理，這一過(guò)程中的壓力要保持在-0.09～-0.1MPa區(qū)間內(nèi)。升溫至120～130℃，氣相會(huì)在冷凝器內(nèi)被冷凝可得冷凝液，將冷凝液導(dǎo)入水解釜內(nèi)用水再次清理。當(dāng)前餾分全部蒸出后，繼續(xù)升溫至185℃，塔頂采出后餾分鄰氯苯甲醛產(chǎn)品，而針對(duì)不合格的樣品則繼續(xù)精餾即可。

1.1.5 氯化氫與余氯尾氣吸收

以上工序中產(chǎn)生的氯化氫氣體在氯化氫與余氯尾氣吸收處理中，會(huì)經(jīng)過(guò)四級(jí)降膜吸收塔，利用內(nèi)部水體對(duì)此進(jìn)行吸收，由此可得含鹽酸廢水副產(chǎn)品。此外，如果氯氣較少可以直接通過(guò)燒堿液循環(huán)吸收。

1.2 副產(chǎn)品回收技術(shù)

以上工藝中，通過(guò)氯化氫與余氯尾氣吸收工序可得含鹽酸廢水副產(chǎn)品，因工藝已經(jīng)將這一副產(chǎn)品集中所以無(wú)需再次收集。水解反應(yīng)產(chǎn)物與純堿中和后、分層出的水相物含有一定量的鄰氯苯甲酸，取出后進(jìn)行沉降、過(guò)濾、酸化、重抽濾、離心干燥處理即可得到鄰氯苯甲酸[2]。

2 技術(shù)實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)備進(jìn)行介紹。

2.1.1 實(shí)驗(yàn)原理

C6H4ClOONa+HCl→C6H4Cl OOH+NaCl。

2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

儀器：燒杯、量筒、天平、分液漏斗、布氏漏斗、抽濾瓶、緩沖瓶、濾紙、玻璃皿、滴定管、玻璃棒、恒溫干燥爐。

原料和試劑：鄰氯苯甲醛廢水、30%鹽酸、丙酮、pH試紙。

2.2 實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)共分為7個(gè)步驟：（1）沉降處理：首先稱取適量鄰氯苯甲醛廢水，將其倒入燒杯當(dāng)中放置7～8h，其次對(duì)燒杯內(nèi)鄰氯苯甲醛廢水進(jìn)行觀察，確認(rèn)懸浮物是否全部沉降吸附于燒杯內(nèi)壁，如果還有殘留則繼續(xù)放置。（2）過(guò)濾：抽取定量經(jīng)沉降處理后的鄰氯苯甲醛廢水溶液放入分液漏斗內(nèi)，實(shí)現(xiàn)溶液靜置分層，由此可以過(guò)濾掉樣品內(nèi)的油狀物、固體殘?jiān)?。?）酸析：依照標(biāo)準(zhǔn)稱取均為200g的等量鄰氯苯甲醛廢水、30%鹽酸，將鹽酸滴入廢水當(dāng)中，同時(shí)用玻璃棒攪拌引起鹽酸反應(yīng)，過(guò)程中要將pH值控制在1～2之間，待鹽酸反應(yīng)靜止之后，可得白絮狀鄰氯苯甲酸粗品。（4）抽濾：將布氏漏斗靜置，后緩緩倒入鄰氯苯甲酸粗品進(jìn)行抽濾，由此可以抽除內(nèi)部一定量的水分，完成后用清水對(duì)其進(jìn)行洗滌，再通過(guò)真空抽濾進(jìn)行精細(xì)處理，可得白粉狀鄰氯苯甲酸粗品。（5）溶解：將白粉狀鄰氯苯甲酸粗品放入燒杯，用90～100℃（區(qū)間內(nèi)越低越好）進(jìn)行加熱，完成后加入清水進(jìn)行溶解去除其中水溶物質(zhì);將溶解后液體放置在常溫環(huán)境下，通過(guò)玻璃棒進(jìn)行攪拌，后進(jìn)行真空抽濾。（6）干燥：將鄰氯苯甲酸結(jié)晶放入玻璃皿內(nèi)，同時(shí)將恒溫干燥爐的溫度控制在90～100℃（區(qū)間內(nèi)越低越好）內(nèi)進(jìn)行干燥處理，時(shí)間為5～6h，確保結(jié)晶內(nèi)水分不超過(guò)1%。（7）取樣分析：通過(guò)氣相色譜法對(duì)結(jié)晶進(jìn)行取樣分析[3-4]。

3 結(jié)果分析

3.1 工藝可行性

鄰氯苯甲醛副產(chǎn)品回收技術(shù)的可行性指標(biāo)包括：是否可以制得鄰氯苯甲酸成品、成品質(zhì)量，兩者分別代表了技術(shù)工藝有效性、效率性、能效性，因此工藝可行性將根據(jù)這兩大指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，整個(gè)鄰氯苯甲醛副產(chǎn)品回收技術(shù)可以得到鄰氯苯甲酸成品，同時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)表明成品含量均值可達(dá)99.35，由此證實(shí)技術(shù)應(yīng)用可行。

3.2 工藝便捷性

首先整個(gè)鄰氯苯甲醛副產(chǎn)品回收技術(shù)的應(yīng)用工序分為7個(gè)步驟，各個(gè)步驟的具體操作方法并不復(fù)雜，且無(wú)需先進(jìn)設(shè)備參與，單人完全可以在短時(shí)間內(nèi)完成該工藝，說(shuō)明工藝操作便捷，其次在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中廢水與30%鹽酸的鹽酸反應(yīng)十分充分，這一條件說(shuō)明鄰氯苯甲酸在溶解過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)不溶物，且就算出現(xiàn)了不溶物也可以直接將其撈出繼續(xù)結(jié)晶處理，說(shuō)明技術(shù)工藝穩(wěn)定性良好，不會(huì)出現(xiàn)某些需要反復(fù)處理的步驟。由此證實(shí)本文回收技術(shù)工藝便捷性良好。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益

首先鄰氯苯甲醛的副產(chǎn)品為廢水，在以往生產(chǎn)中此類產(chǎn)品需要相關(guān)企業(yè)耗費(fèi)成本進(jìn)行處理，而在通過(guò)回收技術(shù)廢水重新具備了利用價(jià)值，無(wú)需耗費(fèi)大量成本進(jìn)行處理，同時(shí)還有了新的盈利渠道。其次工藝中所采用的設(shè)備、原料等在售價(jià)上偏低，且工藝對(duì)原料的利用率很高，不會(huì)出現(xiàn)原料浪費(fèi)的現(xiàn)象。由此證實(shí)本文回收技術(shù)工藝經(jīng)濟(jì)效益良好。

4 結(jié)語(yǔ)

因鄰氯苯甲醛副產(chǎn)品還具有利用價(jià)值，所以有必要采用回收技術(shù)來(lái)發(fā)揮其余熱，在這一條件下本文提出了鄰氯苯甲醛副產(chǎn)品回收技術(shù)，對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的工藝步驟進(jìn)行了闡述，同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)與分析證實(shí)該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用有效，具有生產(chǎn)率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、經(jīng)濟(jì)效益高的表現(xiàn)。此外，本文還提出了相關(guān)的注意事項(xiàng)與解決措施，可避免事故發(fā)生，保障技術(shù)應(yīng)用穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1]年立春.鄰氯苯甲醛生產(chǎn)中氯化反應(yīng)速率的影響因素改進(jìn)[J].廣州化工，2012，40（4）：96-97.

[2]封寬裕.鄰氯苯甲醛合成中氯化工序的技術(shù)改進(jìn)[J].精細(xì)化工中間體，2001，31（2）：41-42.

[3]趙呂明.鄰氯苯甲醛生產(chǎn)工藝及改進(jìn)措施[J].化工技術(shù)與開發(fā)，2006，35（11）：49-50.

[4]刁益韶.鄰氯苯甲醛合成工藝條件的優(yōu)化[J].泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，4（1）：24-26.

收稿日期：2020-02-16

作者簡(jiǎn)介：鄭小輝（1974-），男，漢族，大專學(xué)歷，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境工程。