2-乙基蒽醌酸性廢水的處理方法

2-乙基蒽醌是一種非常重要的精細(xì)化工產(chǎn)品，主要用作過氧化氫生產(chǎn)過程中的工質(zhì)。同時也廣泛應(yīng)用于染料工業(yè)、光固化樹脂和光敏聚合。

由苯酐、乙苯和三氯化鋁制備2-乙基蒽醌是國內(nèi)外常用的生產(chǎn)工藝。主要包括鄰苯二甲酸酐和乙苯在三氯化鋁的作用下進(jìn)行傅-克?；磻?yīng)，生成2-乙基苯甲?；郊姿徜X復(fù)鹽；然后用酸性水溶液水解得到2-(4 & # 39；-乙基苯甲酰基)苯甲酸(簡稱“be酸”)。在20%發(fā)煙硫酸的作用下，鈹酸發(fā)生閉環(huán)反應(yīng)生成2-乙基蒽醌。在工業(yè)生產(chǎn)中，2-乙基蒽醌易溶于濃硫酸(發(fā)煙硫酸)，但不溶于稀硫酸，并且引入相對大量的工藝水來稀釋上述BE酸閉環(huán)溶液，使得2-乙基蒽醌從硫酸溶液中沉淀出來(酸沉淀過程)。然后用甲苯將蒽醌溶解在酸溶液中，用堿和水洗滌分層的甲苯層，除去有機(jī)磺酸鹽等雜質(zhì)，用甲苯蒸僧回收，粗品精制得到成品2-乙基蒽醌。

2-乙基蒽醌生產(chǎn)過程中的三個反應(yīng)式如圖1所示。

在2-乙基蒽醌的工業(yè)生產(chǎn)中，主要污染源來自閉環(huán)反應(yīng)液的酸沉過程。酸沉過程中產(chǎn)生的酸性廢水具有廢水量大、污染特性高等特點，是蒽醌生產(chǎn)行業(yè)的環(huán)保難點。

經(jīng)過對2-乙基蒽醌生產(chǎn)工藝的認(rèn)真分析，確定了酸性廢水綜合治理的研究方案:

①從源頭入手，優(yōu)化BE酸溶閉路酸沉工藝，降低酸性廢水的污染特性和處理難度；

②用中和法從酸性廢水中回收硫酸；

③中和反應(yīng)后的中性水，經(jīng)過芬頓氧化和生化處理后，達(dá)到國家污水處理標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

研究過程如下

1.改善酸性廢水污染特性的研究

以實驗室2-乙基蒽醌合成實驗中的酸性廢水為研究參照對象。其特征數(shù)據(jù)為:外觀:深紅棕色液體，約含2% & # 12316；3%的固體懸浮渣(主要是炭化物、結(jié)焦物等。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的)；硫酸含量:-40%；COD值:~ 30000 mg/l

從以上數(shù)據(jù)可以看出，酸性廢水具有很強(qiáng)的污染特性；很難用通常的方式直接處理。對此，我們首先研究了降低酸性沉淀廢水的污染特性。

1.1改變BE酸和發(fā)煙硫酸的溶解和混合方式

在閉環(huán)反應(yīng)之前，BE酸需要用發(fā)煙硫酸溶解。由于脫氯過程中得到的液體BE酸的溫度通常在140℃左右，且液體BE酸具有很強(qiáng)的粘度特性，當(dāng)其與發(fā)煙硫酸混合時，容易造成混合不均勻，導(dǎo)致局部溫度超高，BE酸濃度高，從而導(dǎo)致碳化和結(jié)焦反應(yīng)，導(dǎo)致溶液質(zhì)量下降。

經(jīng)過大量的實驗研究，我們確定了be酸溶解的優(yōu)化方式，即采用有利于傳質(zhì)和傳熱的特殊混合方式，大大提高了be酸的溶解效率，減少了BE酸在溶解過程中的碳化和結(jié)焦。與傳統(tǒng)的攪拌槽溶酸方式相比，新采用的混合溶酸方式使最終酸性廢水的COD降低了30%左右，而酸性廢水中的固體懸浮渣(主要是BE酸的碳化和焦化產(chǎn)物)降低了20%左右。

1.2改變閉環(huán)反應(yīng)溶液的酸沉方式

傳統(tǒng)工藝是將閉環(huán)反應(yīng)后的閉環(huán)反應(yīng)液引入裝有工藝水的攪拌槽中進(jìn)行酸析。由于閉路溶液中含有大量的硫酸和三氧化硫，三氧化硫水合生成的硫酸和濃硫酸的快速稀釋是一個瞬時極強(qiáng)的熱過程(據(jù)實驗室測定，閉路溶液酸沉過程中的放熱量為600kJ/kg閉路溶液)。

根據(jù)傳統(tǒng)的攪拌槽酸沉工藝，將閉環(huán)液體間歇地滴入充滿工藝水的酸沉反應(yīng)器中。由于這種釜式酸沉工藝混合效果差，三氧化硫的水化熱及濃硫酸的稀釋熱不能及時排除，造成局部過熱和副反應(yīng)嚴(yán)重，在酸沉液中可觀察到帶狀焦油狀粘稠液體的形成。

根據(jù)對實驗結(jié)果的分析，如果能大大提高酸沉過程中的傳質(zhì)和傳熱效率，就能提高酸沉質(zhì)量，消除焦油的形成。我們采用了類似于BE酸溶解的優(yōu)化混合方式，取得了顯著的效果。首先，完全消除了酸沉淀溶液中的帶狀焦油。其次，酸性廢水水質(zhì)明顯改善，其COD值下降到5000-6000mg/L(下降80%左右)，酸性廢水中的固體懸浮渣也下降了30%。

2.酸性廢水綜合治理研究

由于對酸性廢水固有污染特性的研究，在閉路液體酸溶酸沉過程中采用了強(qiáng)化傳質(zhì)和傳熱的新技術(shù)，改善了酸性廢水的污染特性，使酸性廢水采用簡單有效的綜合處理方法成為可能。

2.1過濾除去酸性廢水中極少量的固體懸浮渣。

為了保證酸性廢水的綜合利用質(zhì)量，首先要過濾掉酸性廢水中極少量的固體懸浮渣，其總量約為酸性廢水的0.5% & # 12316；1%(濕重)。

過濾得到的濾渣中含有少量硫酸，可通過石灰攪拌中和生成不溶性鈣鹽，然后送固體廢物進(jìn)行無害化填埋處理。

2.2酸性廢水的中和

在實驗室的三口反應(yīng)瓶中加入一定量的酸性廢水；然后用等當(dāng)量堿液進(jìn)行中和反應(yīng)，得到含鹽廢水。中和反應(yīng)的硫酸鹽用壓濾法回收，綜合利用。所得壓濾水外觀為茶黃色，COD值為3000mg/L，送至污水處理裝置。

2.3芬頓法廢水處理及處理水閉路循環(huán)

中和反應(yīng)后的壓濾水用芬頓法處理，氧化分解其中的有機(jī)污染物；然后經(jīng)過生化處理，處理后的水可以達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)，較好地解決了2-乙基蒽醌生產(chǎn)過程中酸性廢水的處理問題。

3.結(jié)論

2-乙基蒽醌生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的酸性廢水具有量大、污染性強(qiáng)的特點，難以用常規(guī)方法處理。環(huán)保達(dá)標(biāo)一直是困擾行業(yè)內(nèi)所有生產(chǎn)企業(yè)的難題。

本研究對2-乙基蒽醌生產(chǎn)過程中的BE酸溶解和閉路酸沉淀過程進(jìn)行了優(yōu)化，強(qiáng)化了這兩個過程的傳質(zhì)和傳熱特性，大大抑制了焦油、焦炭和焦炭的生成，改善了酸性廢水的污染特性，增強(qiáng)了酸性廢水的可處理性。

結(jié)合酸性廢水的酸堿中和綜合治理方案和廢水的Fenton氧化生化處理方法，處理后的廢水可達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)，為2-乙基蒽醌生產(chǎn)行業(yè)酸性廢水的綜合治理探索了一條新途徑。(來源:廣西田東盛達(dá)化工科技有限公司)

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