废水中邻氯苯胺的提取

废水中邻氯苯胺的提取段文增1*，王娟林1，尚兴翠1（泰山学院化学与环境科学系，山东泰安271021）摘要：本文将废水经萃取、浓缩、碱化和蒸发的工艺流程进行分离，得到了一类重要的化学工业品-邻氯苯胺。并利用红外光谱、折光率测定和蒸馏沸点将其结构进行了确定。这是第一次将邻氯苯胺提取出来的方法，将其进行工业化具有重大的意义。关键词：邻氯苯胺，萃取，浓缩，蒸馏1、前言随着我国工业迅速的发展，废水的排放量也在逐年增加，到1997年，废水排放总量已达416亿吨，其中工业废水排放量为227亿吨[1]。工业废水成分复杂，毒性大，且含有大量的可利用资源，若直接排放，不仅污染严重，同时还造成可用资源的流失。因此，废水处理利用技术，是回收资源和环境保护的重要途径。本项目为从污染严重的染料工业废水中提取重要的有机化工原料邻氯苯胺，这样既可以使废水无害排放，减少环境污染，又可得到一种重要的化工产品，达到环境效益与经济效益的统一。本小组拟在实验室中探索分离工艺，从而确定一种成本最低和可工业化的提纯工艺。小试工艺成熟后，进行中试，最终将其工业化。将邻硝基氯苯选择性加氢还原，后再于酸性条件下转位，可以制备重要的有机染料中间体3,3-二氯联苯胺盐酸盐。但在该还原过程中，产生了一些含有一定副产物的废水。对该废水进行分析，其含有甲苯、2，3-二氯萘醌、水、十二烷基苯磺酸钠和邻氯苯胺，其中，邻氯苯胺大约占总量的8%左右，它具有特殊的气味，毒性很大，可通过吸入、食入或通过皮肤吸收而导致中毒，食入0.25mL就严重中毒。同时，邻氯苯胺是一种重要的染料、农药、合成药料的中间体，其盐酸盐可用于冰染染料的色基，用于毛巾、色纱、色布等棉织物、粘胶织物的染色和印花的显色剂。所以将邻氯苯胺提取出来，不仅可以减少废水直接排放所造成的严重污染，还可以得到一种重要的工业中间体。将胺从废水中提取出来，这在国内外已经有了很大的发展[2-3]。一般需要利用胺的易升收稿日期：2009.MM.DD基金项目：废水中邻氯苯胺的提取：泰安市大学生科技创新行动计划项目：2008D1061。通讯作者：段文增（1981-），男，山东省聊城人，助教。E-mail:[e-mail]华性、与树脂的吸附性等来进行分离。近年来用蒸馏和萃取处理有机工业废水在环境保护中崭露头角，应用范围广阔[4-5]，特别是在含苯胺类有机物工业废水的治理中已取得了突破性的进展[6]。我们也可将废水中的邻氯苯胺进行萃取时，选用邻氯硝基苯为萃取剂，将产物萃取出来，后经还原剂进行还原，这样可以得到纯度很高的邻氯苯胺产品[7]。将邻氯苯胺在废水中提取出来，现在在国内外仍是空白，探索其在废水中的提取将有很大的工业意义和应用价值。2、实验部分2.1原料及试剂废水：（染料化工厂提供）；氢氧化钠（分析纯），无水乙醇（分析纯），活性炭（工业粉末状），邻氯苯胺（分析纯）2.2碱化后蒸馏提取将废水经萃取、浓缩和蒸发的工艺流程进行分离。由于邻氯苯胺盐酸盐溶于水，可加入碱中和，然后采用溶剂萃取或分层的方法，可以将邻氯苯胺提取出来，然后蒸发溶剂，可以得到邻氯苯胺[8-9]。取200ml废水在60℃的条件下进行减压蒸馏除去废水中的HCl，得到100ml残液。向残液中加入40g固体NaoH和25ml的氨水进行碱化至溶液呈碱性，液体变浑浊。过滤，除去析出的固体，将滤液静置，再次过滤。然后将滤液减压蒸馏，收集沸点在100-120ºC的馏分。已知纯邻氯苯胺的沸点为200-210ºC。用蒸馏方法可确定为邻氯苯胺。2.3活性炭提取在200ml废水减压蒸馏除去废水中的HCl后加入活性炭，常温下搅拌1h，废水中大部分油脂被活性炭吸附，剩余一接近无色透明的液体。然后再过滤，将活性炭用甲苯萃取，后将甲苯蒸干，经红外谱图，确认内含有邻氯苯胺（含有νN-H和νC=C）。2.4二氯甲烷萃取[10]在200ml废水减压蒸馏除去废水中的HCl后，加入40g固体NaOH和25ml的氨水进行碱化至碱性，发现液体变浑浊。将碱化后混合液加入到100ml无水乙醇中进行回流将盐酸盐彻底变为胺。后热过滤。滤液蒸干乙醇，后用40ml二氯甲烷分两次萃取。将二氯甲烷相蒸干，得到液体有机物。经红外谱图，确认内含有邻氯苯胺3.本项目的特点与创新之处本项目的特点：将工业品邻氯苯胺于染料废水中提取出来，同时能够将此工艺工业化。这对环境保护和工业生产将起到双重作用，有利于社会的可持续发展。本项目的主要创新点在于：发明一种成本最低和可工业化的提纯工艺，既能将工业品邻氯苯胺提取出来，又不会在废水中引入其他污染物，也是第一次将邻氯苯胺在废水中提取出来，同时使此工艺工业化，具有很大的经济效益。4.结论我们得到的产品是原料，不仅可以减少废水直接排放所造成的严重污染，还可以得到一种重要的工业中间体，实现了回收资源和环境保护的双重目的，得到的产品也会给工厂减少成本，提高经济效益，也给周围居民带来了健康保证，我们还将把成果带到工厂，在工厂进行中试，力争将此技术推广，给我国环境和经济带来效益。参考文献[1]潘路亭，肖锦，工业水处理，1999，09（5），6[2]张全兴、陈金龙、何炳林，江苏化工学院学报，1989，1（1），48[3]钱庭宝，离子交换剂应用技术，天津科技出版社，1984[4]张全兴，周希圣，江苏化工，1989，1，41[5]周希圣，杨德福，离子交换与吸附，1989，5（2），120[6]张全兴，徐伟，江苏化工学院学报，1989，1（3），74[7]袴田友,环境と测定技术，1990，17（3）.72[8]毛晓晖，中国专利，公开号：CN1475476A,2004[9]刘汉，蔡斋如，魏兰，徐晓燕，中国专利，公开号：CN1600696[10]Bernard,H.N,Kenmore,N.Y.美国专利，公开号：US2773813A1Theextractionoforth-chloroaminobenzenefromwastewaterDUANWen-zeng1*，WANGJuan-lin1，SHANGXing-cui1（DepartmentofChemistryandEnvironmentalScience,TaishanUniversity,Tai’an,271021,China)Abstract:thisarticlegetsanimportantchemicalindustryproductbyextraction、concentration、alkalizationandevaporationfromthewastewater.Inthesametime,wedetermineditsconstructionbyIRandboilingpoint.Itisthefirsttimetoextractiontheorth-chloroaminobenzenefromthewastewater,ithasenormoussignificancetoputitindustrialized.Keyword:orth-chloroaminobenzene，extraction,concentration,evaporation