在工業生產中,一種常見制備2-溴丙烷的方法是在濃硫酸催化下,使異丙醇與濃氫溴酸發生親核取代反應。這種方法雖然有效,但會不可避免地產生大量廢硫酸。這些廢酸并非純凈的硫酸,其中含有未完全反應的原料、副產物(如1-溴丙烷)以及其他有機雜質,其化學需氧量(COD)通常高達5000-6000 mg/L。若直接排放,將對水土環境造成影響;若作為危險廢物委托處理,則成本較高且未實現資源循環。因此,開發適用、經濟的廢硫酸凈化回收技術,對于2-溴丙烷及相關產業的可持續發展至關重要。
山東日興新材料股份有限公司是一家專注生產2-溴丙烷的廠家,如需咨詢更多信息,請聯系:13953615068
針對上述廢酸,一套集成了氧化、萃取、吸附與蒸餾的復合工藝能夠有效實現硫酸的純化與回收。該工藝的核心目標是深度去除有機雜質, 得到可回用于生產的高濃度硫酸。
第 一步:催化氧化預處理
此步驟旨在初步降解和去除廢酸中的有機物。將廢硫酸與特定比表面積(1000-1200 m2/g)的活性炭以及過氧化氫(雙氧水)按一定比例(例如每30mL廢酸對應0.05-0.06g活性炭和1-1.25mL雙氧水)混合。在30-70℃的溫度下攪拌反應。在這里,活性炭扮演了雙重角色:一方面作為催化劑,促進雙氧水分解產生強氧化性的羥基自由基,攻擊并破壞有機分子;另一方面作為吸附劑,直接吸附部分有機雜質。此步驟能顯著降低廢酸的COD值,為后續深度凈化奠定基礎。
第二步:有機溶劑萃取
經過預處理后的硫酸液,其中仍溶解有部分有機污染物。此時,加入氯仿或四氯化碳等有機溶劑進行萃取。溶劑與廢液的體積比通常控制在3:2。利用有機物在有機相與水相(酸相)中溶解度的差異,該操作可以進一步將殘留的2-溴丙烷、1-溴丙烷及其他有機組分從酸液中分離出來。
第三步:樹脂吸附與減壓蒸餾濃縮
萃取后的硫酸液已大為凈化,但仍可能含有微量溶解性有機物。使其流經大孔吸附樹脂(如DH-1、DH-2、D001型)柱,樹脂的高比表面積和孔徑結構能對這些微量雜質進行**吸附,實現深度精制。
然后對凈化后的稀硫酸進行兩級減壓蒸餾濃縮。先在較低溫度(150-160℃)下進行一級濃縮,移除大部分水分;再在更高溫度(320-340℃)下進行二級濃縮。減壓環境降低了液體的沸點,避免了高溫下硫酸的分解或副反應。通過此過程,可獲得濃度超過98%的濃硫酸。
通過上述三步法處理,來自2-溴丙烷生產的廢硫酸能得到顯著凈化。典型處理效果對比如下:
硫酸濃度:從原料廢酸的73-78%回收提濃至98.5%左右,達到工業濃硫酸標準。
有機物含量:代表性雜質2-溴丙烷的含量從0.1-0.3%降至0.008%以下;1-溴丙烷從0.01-0.05%降至約0.0001%。這表明有機雜質被深度去除。
污染負荷:廢液的COD值從5000-6000 mg/L降至630 mg/L左右,環境影響風險明顯下降。
對比實驗表明,若省略活性炭催化氧化步驟,或減少活性炭、萃取溶劑的用量,回收硫酸的濃度和純度均會下降,COD和殘留有機物含量則會升高,體現了各步驟在整體工藝中的作用。
該整合了催化氧化、萃取、吸附和蒸餾的廢硫酸回收工藝,能夠改善2-溴丙烷生產中廢酸處理的相關問題。它將廢棄物轉化為可使用的工業原料(濃硫酸),實現了資源的循環利用,也降低了企業環保治理的成本與壓力。此技術的應用,為以鹵代烷生產為代表的化工行業提供了兼具經濟效益與環境效益的發展路徑。