清潔回收二氯甲烷的兩種工藝對比試驗研究

程永高

（邢臺職業(yè)技術(shù)學院，河北邢臺05400）

二氯甲烷的分式CH2Cl2，是不可燃低沸點溶劑，常用來代替易燃的石油醚、乙醚等，并可用作牙科局部麻醉劑、制冷劑和滅火劑等。[1]

二氯甲烷是一種揮發(fā)性鹵代烴污染物，對人體有致癌作用，是全球最為重要的氣態(tài)有機污染物之一[2]。因此,回收二氯甲烷已成為一個迫在眉睫的課題。

1 回收二氯甲烷的一般工藝過程與原理

一般回收二氯甲烷工藝方法，主要應用蒸餾塔，通過蒸餾工藝，將回收到的母液進行處理、蒸餾過程，將可重新利用的組分通過蒸餾工藝進行提純，從而達到回收再利用目的。

但是，一般工藝方法過程存在一定的局限性?；瘜W制藥過程中產(chǎn)生的含二氯甲烷的廢液進入塔中通過蒸汽不斷地加熱，溶媒開始不斷汽化，被汽化的溶媒到達塔頂，經(jīng)過換熱氣被逐級冷凝成為液體，又重新回到塔內(nèi)的過程[3]，經(jīng)過一定時間全回流后塔頂為組分較純的輕組分，塔底為組分復雜的難揮發(fā)組分，開始采出成品時要求邊采出邊回流，不斷的回流可以壓住塔頂溫度使得難揮發(fā)的組分一直處于塔底，塔頂一直是較純的輕組分。由于不斷的采出使得塔內(nèi)輕組份越來越少，表現(xiàn)出來的就是頂溫、釜溫升高，成品質(zhì)量不合格，此時需要將塔內(nèi)重組分倒出，重新進料蒸餾，這樣從時間、經(jīng)濟、產(chǎn)率上都是不合理的。

2 回收二氯甲烷工藝方法的對比性試驗研究

通過直接精餾方法、洗料精餾方法的兩種二氯甲烷清潔回收工藝方法進行對比試驗，得出最佳的工藝方法，并用于生產(chǎn)實踐中驗證。

2.1 試驗所需的主要試劑與儀器

2.2 直接精餾方法

圖1 直接精餾法簡單的工藝流程圖

2.2.2 直接精餾回法主要過程

1. 量取一定量的二氯甲烷（廢液），測試樣品中的水分、PH，再取樣品1500ml緩慢倒入玻璃塔中，加熱至沸騰，產(chǎn)生蒸汽。

2. 經(jīng)過一定時間后，二氯甲烷被汽化經(jīng)塔節(jié)逐步上升到冷凝器中，充分冷凝后成液體進入分相罐。

3. 在分相罐內(nèi)靜數(shù)鐘中置分層，重相（二氯甲烷層）回流到塔中。

4. 回流一段時間后，關(guān)閉分相罐回流管路，從分相罐中采出輕相（水層），促使分相罐中料層上升，輕相（水層）由上部溢出進入分水罐。

表1 回收二氯甲烷試驗所需的主要試劑與儀器

5. 分水觀察料液澄清，分相罐水層不再增加，塔頂溫度在38.5℃以上時，取樣測水分在0.12%左右，可收取少量前餾分，前餾分提取后打開回流管路，然后繼續(xù)回流分水。

6. 取一定量的前餾分，取樣測試水分，若水分值≤0.1%、塔頂溫度在38.5℃、控制回流比為3:1時，收取二氯甲烷層成品，取樣化驗二氯甲烷的綜合水分值0.06%即合格。否則，重新回塔精餾。

雪山環(huán)繞著的油葫蘆自然保護區(qū)，地處祁連縣野牛溝鄉(xiāng)境內(nèi)。山谷河灘花草密布，清澈見底的小溪泛著銀光蜿蜒而行，云杉、圓柏林立山間，景色清新怡人。

7. 當溫度達到42℃時停止收料[4]。

2.3 洗料精餾方法

2.3.1 洗料精餾法簡單的工藝流程

圖1 洗料精餾法簡單的工藝流程圖

2.3.2 洗料精餾法的主要過程

1. 量取一定量的二氯甲烷（廢液），測試樣品中的水分、pH，再取廢二氯甲烷1500ml，加水（質(zhì)量比約為10%），攪拌混勻；

2. 采用NaoH（工業(yè)級）調(diào)PH到7-7.5，充分攪拌30分，靜止30分，并記錄消耗堿的用量；

3. 取堿洗后的料液1500 ml倒入玻璃塔中，加熱至沸騰，產(chǎn)生蒸汽；

4. 二氯甲烷汽化后經(jīng)塔節(jié)上升到冷凝器中，充分冷凝后變成液體進入分相罐；

5. 在分相罐內(nèi)靜置分層，重相（二氯甲烷層）全部回流到塔中；

6. 回流一段時間后，關(guān)閉分相罐回流管路，從分相罐中采出輕相（水層），促使分相罐中料層上升，輕相（水層）由上部溢出進入分水罐；

7. 分水結(jié)束后，打開回流管路，繼續(xù)回流分水；

8. 分水觀察料液澄清，當分相罐水層不再增加、塔頂溫度在38.5℃以上、取樣測水分在0.12%左右時，可收取少量前餾分，取一定前餾分后，取樣如水分值≤0.1%、塔頂溫度在38.5℃、回流比控制為3：1時，方可收成品，繼續(xù)精餾，取樣化驗，直至二氯甲烷的綜合水分值0.06%即合格，否則重新回塔精餾；

8. 當溫度達42℃時，停止取料。

3 兩種精餾方法得到的試驗結(jié)果分析

3.1 直接精餾法得到的成品分析

通過儀器分析，用直接精餾方法得到的成品二氯甲烷的結(jié)果見表2。

表2 直接精餾試驗綜合結(jié)果

從上表的試驗結(jié)果可以看出，二氯甲烷平均收率只有91.09%較低；平均水分雖只含有0.07%但是實驗過程中分水困難，增加了精餾質(zhì)量控制難度；平均pH 8.45顯堿性，增加了二次利用的成本；單位產(chǎn)率平均工時7h也略顯較高，增加了分離的人力成本。總之，雖然該方法過程簡單，設備成本低，勞動強度較低，但釜殘液排放污染環(huán)境，操作時間長。因此，不適宜作為大生產(chǎn)的回收工藝路線。

3.2 洗料精餾法得到的成品分析

通過儀器分析，用洗料精餾回收方法得到的成品二氯甲烷的結(jié)果見表3。

從表3的實驗結(jié)果可以看出洗料，二氯甲烷收率穩(wěn)定，平均達94.89%以上。平均水分0.1%實驗過程中分水較易；平均pH6.55基本顯中性，不需要經(jīng)過二次處理；單位產(chǎn)率平均工時75h較低，減輕了的人力成本?？傊?，該回收方法過程較簡單且洗料時可取出大量雜質(zhì)，縮短了精餾時間，降低了精餾控制難度，排放釜殘液污染小，但只有洗料時勞動強度較大。

表3 洗料精餾試驗綜合結(jié)果

3.3 實際生產(chǎn)條件下洗料一精餾實驗結(jié)果

從表4可以看出經(jīng)過幾批生產(chǎn)驗證，證明該工藝與實驗相吻合，各項指標均達到了預期目的。該方法既可降低生產(chǎn)成本，節(jié)約人力、物力和能源，也可降低COD的排放量，減少對環(huán)境的污染，回收率達95%以上。

表4 生產(chǎn)條件下洗料一精餾實驗結(jié)果

4. 小結(jié)

通過兩種工藝方法的試驗對比，我們可以清楚的得出二氯甲烷清潔回收工藝即用洗料精餾回收方法，相對于其他方法具有較強的優(yōu)越性，并通過工廠實際試驗也能得出同樣的結(jié)果。

1. 直接精餾法，二氯甲烷回收率較低，實驗過程中分水困難，增加了精餾質(zhì)量控制難度。雖然該方法過程簡單，設備成本、勞動強度較低，但釜殘液排放量大，污染環(huán)境較嚴重，操作時間長，因此不適宜作為大生產(chǎn)的回收工藝。

2. 洗料精餾法，二氯甲烷收率較高且穩(wěn)定，達94.89%以上，操作過程較簡單且洗料時可取出大量雜質(zhì)，縮短了精餾時間，降低了精餾控制難度，排放釜殘液污染小，降低了藥品生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟效益，減少了環(huán)境污染。

[1] 楊柳.頭孢唑林鈉二氯甲烷回收的工藝研究[J].科技信息2012，19(12)：25-26.

[2] 余俊堂. 抗生素生產(chǎn)設備[M].化學工業(yè)出版社. 2011，6. 505-508.

[3] 譚天恩. 化工原理[M]. 化學工業(yè)出版社. 2012，1. 405-406.

[4] 趙敬華. 液體蒸餾[M]. 化學工業(yè)出版社. 2010，3. 366-368.

[5] 孫世棟，劉莉.廢二氯甲烷回收工藝的研究[J].環(huán)境科學與管理1999，28(8)：44-45.