環嗪酮胍廢水的循環利用

楊海松

摘 要：環嗪酮是當前世界廣泛應用的林業除草劑，環嗪酮在生產過程中產生了大量的高濃度有機廢水，處理非常困難，并且處理后產生的廢液和廢渣也容易污染環境，因此，環嗪酮廢水的循環利用尤為重要，本文介紹了環嗪酮生產過程中胍廢水的循環利用方法。

關鍵詞：環嗪酮;胍廢水;循環利用;二甲胺鹽酸鹽

0 引言

環嗪酮是優質的除草劑，已在全世界廣泛使用[1]，隨著安全環保需求的不斷提升，綠色工藝成為主要的技術研究方向之一。環嗪酮胍廢水因含有大量的二甲胺和二甲胺鹽酸鹽以及其他有機雜質，處理難度及成本較大，蒸出水中的的氨氮及總氮殘留較高，同時蒸出水和母液并沒有實現循環使用。

因此，開發一套循環利用的胍廢水處理方案不僅能夠降低生產成本，而且更加環保。

本文以N-甲基氰氨基甲酸乙酯（以下簡稱“甲基物”）

和二甲胺鹽酸鹽反應，獲得N-甲基-N-N（N'，N'-二甲基脒基）氨基甲酸乙酯（以下簡稱“胍”）的鹽酸鹽[2]（以下簡稱“胍鹽”），然后使用二甲胺水溶液進行游離，再經過氯仿萃取和水洗獲得胍液和胍廢水的工藝路線為研發對象，針對胍廢水開發出一套循環利用蒸出水及二甲胺鹽酸鹽的處理方案，即使用鹽酸調節胍廢水pH值至6-7，通過減壓蒸餾，獲得蒸出水及含有大量二甲胺鹽酸鹽的母液，蒸出水可直接應用于胍水洗;母液中加入95%乙醇或套用的上一批次乙醇母液可析出二甲胺鹽酸鹽[3]，通過離心，加水溶解再脫水帶出乙醇，此時獲得的二甲胺鹽酸鹽溶液可回用至和上述甲基物反應生成胍鹽。本過程可回收95%以上的二甲胺鹽酸鹽，乙醇母液可循環套用10-15次（隨著套用次數的增加，乙醇母液和回收的二甲胺鹽酸鹽中有機雜質逐漸增多，需確保二甲胺鹽酸鹽含量≥85%），最后富含大量有機雜質的少量乙醇母液運送至廢液焚燒爐進行焚燒。

1 胍廢水的來源及水質

廢水來自江蘇某農藥生產企業環嗪酮生產工藝胍廢水，胍廢水具體指標見表1：

分析儀器：PHSJ-4A型酸度計，LB-CNPT COD氨氮總氮測定儀，DDS-11A數顯電導率儀。

2 廢水處理方法

由于胍廢水中含有游離的二甲胺，需先向廢水中滴加鹽酸，調節pH至6-7，使游離的二甲胺完全轉化為二甲胺鹽酸鹽[4]，反應原理：

將中和后的廢水進行減壓蒸餾，真空度控制在10-30mmHg，溫度不超過100℃，蒸出水指標見表2：

蒸餾結束后，降溫并向蒸餾剩余液中加入質量分數95%乙醇或者上一批次離心的乙醇母液，使蒸餾剩余液中的二甲胺鹽酸鹽析出，通過離心分離出二甲胺鹽酸鹽和乙醇母液，此濕品二甲胺鹽酸鹽含量為85-95%之間。

將上述步驟獲得的濕品二甲胺鹽酸鹽與的工藝水混合溶解，然后減壓蒸餾，帶出濕品中殘留的乙醇，真空度控制在10-30mmHg，溫度不超過100℃，取樣分析，控制乙醇殘留小于0.5%[5]，同時控制剩余二甲胺鹽酸鹽含量在60-75%。為了確定溶解濕品二甲胺鹽酸鹽的最優工藝水量，用不同含量的濕品二甲胺鹽酸鹽分別使用不同重量的水進行溶解和蒸餾進行對比實驗，實驗數據見表3。

由表可知，當工藝水量和濕品二甲胺鹽酸鹽質量為1：1時，可確保剩余二甲胺鹽酸鹽含量達到60%后乙醇殘留合格。

3 回收利用方法

3.1 蒸出水的回用

用等量的蒸出水代替工藝水，對氯仿萃取后的胍液進行水洗，使用蒸出水和使用工藝水對照各批次生產數據見表4：

1-3批為使用蒸出水的實驗組，4-6批為使用工藝水的對照組，由表可知，實驗組環嗪酮每批平均折百量為1147.8g，對照組每批平均折百量為1147.4g，實驗組和對照組環嗪酮產量、收率以及副指標基本相同。所以蒸出水可代替工藝水，實現循環利用。

3.2 二甲胺鹽酸鹽的套用

本文通過使用廢水中回收的二甲胺鹽酸鹽和合成二甲胺鹽酸鹽在胍合成中對比胍的收率情況來判斷回收二甲胺鹽酸鹽是否可套用。稱量1mol重量的甲基物（甲基物含量不同重量不同我們以1mol來確定其投料量），在最優胍合成條件下[2]，使用回收的二甲胺鹽酸鹽和合成的二甲胺鹽酸鹽進行胍合成對照，對照數據見表5。

由表可見，使用合成二甲胺鹽酸鹽胍收率為85.3%，當使用的濕品二甲胺鹽酸鹽含量≥85%時，胍平均收率為85.54%，與使用合成二甲胺鹽酸鹽胍收率基本相同，但是當濕品二甲胺鹽酸鹽含量<85%時，隨著二甲胺鹽酸鹽含量的降低，胍收率也逐漸降低。

4 結果與討論

從胍廢水中回收的濕品二甲胺鹽酸鹽中含有少量的乙醇，將乙醇帶凈且符合胍合成需求的最佳工藝條件為加入與濕品二甲胺鹽酸鹽相同質量的工藝水，溫度不超過100℃，真空度10-30mmHg減壓蒸餾。

胍廢水經過處理回收的蒸出水和二甲胺鹽酸鹽通過使用本文闡述的方法，可完全替代原來的物料，并且可以多次循環套用，既降低了生產成本，又大大減少了危廢的產生。

參考文獻：

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[3]顧思雨，鄧玉智，王小虎.工業廢水中回收二甲胺鹽酸鹽的方法與流程，中國：CN201810373572.2[P].2018.

[4]楊成超，一種二甲胺鹽酸鹽的制備方法.中國：

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[5]朱麗霞.用氣相色譜法測定工業冷卻廢水中微量甲醇、乙醇、丙酮、醋酸甲酯、醋酸乙烯的含量[J].福建環境， 2002，19（4）：42-44.

[6] HG/T5423-2018.環嗪酮原藥行業標準[S].工業和信息化部，2018.