邻氯苯甲醛生产及副产品的回收技术分析

来源:用户上传      作者:

　　摘要：邻氯苯甲醛在生产过程中会排除一些副产品，此类产品经过回收利用可以产生其他利用价值，因此需要通过回收技术对其进行回收。本文将以邻氯苯甲醛副产品中的废水-邻氯苯甲酸为例，通过实验提出一种副产品回收技术，经测试该项技术的产品质量在99.0%以上。
　　关键词：邻氯苯甲醛;邻氯苯甲酸;回收技术
　　中图分类号：X13 文献标识码：A 文章编号：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
　　根据相关研究可知，邻氯苯甲醛生产中出现的废水可以进行邻氯苯甲酸的回收，邻氯苯甲酸在现代医药、农药等多个领域中有广泛应用，可见邻氯苯甲酸的利用价值较高。通过回收技术可以将邻氯苯甲醛生产与邻氯苯甲酸生产相互连接，形成一个全新的产品生产线，充分体现的废物利用、节能降耗的理念，所以对邻氯苯甲醛生产及其副产品回收进行研究具有重大的现实意义。
　　1 邻氯苯甲醛副产品回收技术
　　1.1 邻氯苯甲醛生产
　　邻氯苯甲醛生产大致可以分为四个步骤，分别为氯化反应、水解反应、精馏、氯化氢与余氯尾气吸收，下文将对四者具体内容进行分析。
　　1.1.1 氯化反应
　　首先称取适量的邻氯甲苯，采用泵入方式导入氯化塔等反应器当中，对氯气注入流量进行计量控制，其次将反应器放在充足光照环境下，通过光照可使反应器内的温度提升到140～160℃之间，满足连续氯化反应条件，由此即可得到氯化液、氯化氢，主要生产物为邻氯二氯苄（转化率96.4%），副产物为邻氯三氯苄（转化率4.9%），通过气相色谱分析邻氯三氯苄含量，当含量达到1.5%时，氯化反应结束。氯化尾气经深冷器冷凝后，进入四级降膜吸收器，用清水吸收产出副产盐酸，未吸收完的尾气，再进入次氯酸钠吸收塔，用碱液吸收氯气制成次氯酸钠。图1氯化反应方程式。
　　1.1.2 氯化液精馏
　　将氯化工序氯化液送入精馏塔进行精馏分离，在真空（-0.094MPa）、140℃左右的条件下，塔顶气体经20℃冷却水冷凝回收未反应的邻氯甲苯和邻氯氯苄重新返回氯化，不凝气中含有氯化氢气体，去降膜吸收工序制备副产盐酸，塔釜产出邻氯二氯苄和邻氯三氯苄的混合物转入水解釜中。
　　1.1.3 水解反应
　　精馏塔釜混合液导入氯化塔-水解釜中，同时加入适量的水解催化剂，然后滴加水，在搅拌、微负压条件下进行反应，当邻氯二氯苄含量，当含量≤0.3%时，水解反应结束。值得注意的是在水解过程中需要将反应温度控制在145～155℃区间内，水解釜尾气经冷凝器回流，这一过程中产生的氯化氢气体同样会去降膜吸收工序处理。此外，在整个水解完成之后需要第一时间将温度降至80℃，然后定量加入10%的纯碱溶液，静置30min左右将温度上调至100℃进行中和反应，中和过程产生的尾气及中间产物经冷凝后，中间产物冷凝回釜，回流3h，中和反应完成，停搅拌静止分层。下层为有机层邻氯苯甲醛粗品;上层为水层，水层含邻氯苯甲酸钠25%左右。图2为水解反应方程。
　　1.1.4 邻氯苯甲醛粗品精馏
　　将以上得到的油状邻氯苯甲醛粗品在水解釜内用水进行沖洗，后导入精馏釜中进行减压蒸馏处理，这一过程中的压力要保持在-0.09～-0.1MPa区间内。升温至120～130℃，气相会在冷凝器内被冷凝可得冷凝液，将冷凝液导入水解釜内用水再次清理。当前馏分全部蒸出后，继续升温至185℃，塔顶采出后馏分邻氯苯甲醛产品，而针对不合格的样品则继续精馏即可。
　　1.1.5 氯化氢与余氯尾气吸收
　　以上工序中产生的氯化氢气体在氯化氢与余氯尾气吸收处理中，会经过四级降膜吸收塔，利用内部水体对此进行吸收，由此可得含盐酸废水副产品。此外，如果氯气较少可以直接通过烧碱液循环吸收。
　　1.2 副产品回收技术
　　以上工艺中，通过氯化氢与余氯尾气吸收工序可得含盐酸废水副产品，因工艺已经将这一副产品集中所以无需再次收集。水解反应产物与纯碱中和后、分层出的水相物含有一定量的邻氯苯甲酸，取出后进行沉降、过滤、酸化、重抽滤、离心干燥处理即可得到邻氯苯甲酸[2]。
　　2 技术实验
　　2.1 实验准备
　　对实验原理、设备进行介绍。
　　2.1.1 实验原理
　　C6H4ClOONa+HCl→C6H4Cl OOH+NaCl。
　　2.1.2 实验设备
　　仪器：烧杯、量筒、天平、分液漏斗、布氏漏斗、抽滤瓶、缓冲瓶、滤纸、玻璃皿、滴定管、玻璃棒、恒温干燥炉。
　　原料和试剂：邻氯苯甲醛废水、30%盐酸、丙酮、pH试纸。 　　2.2 实验步骤
　　实验共分为7个步骤：（1）沉降处理：首先称取适量邻氯苯甲醛废水，将其倒入烧杯当中放置7～8h，其次对烧杯内邻氯苯甲醛废水进行观察，确认悬浮物是否全部沉降吸附于烧杯内壁，如果还有残留则继续放置。（2）过滤：抽取定量经沉降处理后的邻氯苯甲醛废水溶液放入分液漏斗内，实现溶液静置分层，由此可以过滤掉样品内的油状物、固体残渣。（3）酸析：依照标准称取均为200g的等量邻氯苯甲醛废水、30%盐酸，将盐酸滴入废水当中，同时用玻璃棒搅拌引起盐酸反应，过程中要将pH值控制在1～2之间，待盐酸反应静止之后，可得白絮状邻氯苯甲酸粗品。（4）抽滤：将布氏漏斗静置，后缓缓倒入邻氯苯甲酸粗品进行抽滤，由此可以抽除内部一定量的水分，完成后用清水对其进行洗涤，再通过真空抽滤进行精细处理，可得白粉状邻氯苯甲酸粗品。（5）溶解：将白粉状邻氯苯甲酸粗品放入烧杯，用90～100℃（区间内越低越好）进行加热，完成后加入清水进行溶解去除其中水溶物质;将溶解后液体放置在常温环境下，通过玻璃棒进行搅拌，后进行真空抽滤。（6）干燥：将邻氯苯甲酸结晶放入玻璃皿内，同时将恒温干燥炉的温度控制在90～100℃（区间内越低越好）内进行干燥处理，时间为5～6h，确保结晶内水分不超过1%。（7）取样分析：通过气相色谱法对结晶进行取样分析[3-4]。
　　3 结果分析
　　3.1 工艺可行性
　　邻氯苯甲醛副产品回收技术的可行性指标包括：是否可以制得邻氯苯甲酸成品、成品質量，两者分别代表了技术工艺有效性、效率性、能效性，因此工艺可行性将根据这两大指标进行评估。根据以上实验结果可知，整个邻氯苯甲醛副产品回收技术可以得到邻氯苯甲酸成品，同时实验结果的数据表明成品含量均值可达99.35，由此证实技术应用可行。
　　3.2 工艺便捷性
　　首先整个邻氯苯甲醛副产品回收技术的应用工序分为7个步骤，各个步骤的具体操作方法并不复杂，且无需先进设备参与，单人完全可以在短时间内完成该工艺，说明工艺操作便捷，其次在实验过程中废水与30%盐酸的盐酸反应十分充分，这一条件说明邻氯苯甲酸在溶解过程中不会出现不溶物，且就算出现了不溶物也可以直接将其捞出继续结晶处理，说明技术工艺稳定性良好，不会出现某些需要反复处理的步骤。由此证实本文回收技术工艺便捷性良好。
　　3.3 经济效益
　　首先邻氯苯甲醛的副产品为废水，在以往生产中此类产品需要相关企业耗费成本进行处理，而在通过回收技术废水重新具备了利用价值，无需耗费大量成本进行处理，同时还有了新的盈利渠道。其次工艺中所采用的设备、原料等在售价上偏低，且工艺对原料的利用率很高，不会出现原料浪费的现象。由此证实本文回收技术工艺经济效益良好。
　　4 结语
　　因邻氯苯甲醛副产品还具有利用价值，所以有必要采用回收技术来发挥其余热，在这一条件下本文提出了邻氯苯甲醛副产品回收技术，对该项技术的工艺步骤进行了阐述，同时通过实验与分析证实该项技术应用有效，具有生产率高、产品质量好、经济效益高的表现。此外，本文还提出了相关的注意事项与解决措施，可避免事故发生，保障技术应用稳定性。
　　参考文献
　　[1]年立春.邻氯苯甲醛生产中氯化反应速率的影响因素改进[J].广州化工，2012，40（4）：96-97.
　　[2]封宽裕.邻氯苯甲醛合成中氯化工序的技术改进[J].精细化工中间体，2001，31（2）：41-42.
　　[3]赵吕明.邻氯苯甲醛生产工艺及改进措施[J].化工技术与开发，2006，35（11）：49-50.
　　[4]刁益韶.邻氯苯甲醛合成工艺条件的优化[J].泰州职业技术学院学报，2004，4（1）：24-26.
　　收稿日期：2020-02-16
　　作者简介：郑小辉（1974-），男，汉族，大专学历，工程师，研究方向为环境工程。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15225464.htm