液相多組分有機混合廢液分離方法的研究進展

王利潔,李全良＊（周口師范學院化學化工學院,河南　周口　466000）

液相多組分有機混合廢液分離方法的研究進展

王利潔,李全良＊
（周口師范學院化學化工學院,河南周口466000）

摘要：化工企業在生產中排放出的有機混合廢液，帶來諸多的環境問題，而且影響到企業的利潤。如何節能減排，回收利用這些有機混合廢液成為一個重要的課題。本文綜述了有機混合廢液的分離方法，并介紹了各自的使用范圍和局限性。

關鍵詞：分離方法；有機混合液；節能環保

0　引言

隨著精細化工的進一步發展，人們得到越來越多的工業產品，滿足人們在醫藥、農藥、染料、化妝品等各個領域的要求，使人們的物質生活越來越豐富。但同時在合成這些物質的過程中，需要使用大量的有機溶劑做溶解劑或者做反應物，并且在產物的后處理過程中也會使用一定量的溶劑。大多數有機溶劑具有很強的揮發性，而且在產品的處理過程中，很多的有機溶劑在使用后不能回收利用，這不但造成了環境的污染，而且還增大生產的成本，減少了企業的利潤[1]。在日前強大的環保壓力下，很多的中小化工企業因排污不合格、不達標而被勒令減產或停產，進行企業整改，所以很多的企業都面臨倒閉的危險，造成這種結果的根源在于沒有對有機溶劑進行有效的回收和利用。因此有機溶劑廢液的回收利用成為很多的工廠企業以及科研機構研究的一個熱點。

有機廢液大多含有兩種和兩種以上有機溶劑，對于揮發度和熔沸點差異較大的有機廢液，可以通過簡單的蒸餾進行分離，但是也有有機溶液的揮發度和熔沸點相差不大，這給分離提純就帶來了很大的困難。針對不同體系采用不同的有效分離成為分離關鍵因素。本文人們對有機混合溶劑的分離方法和回收利用等進行詳細的論述。

1　有機混合液分離方法的研究應用

1.1間歇蒸餾分離多組分混合溶劑的研究

間歇蒸餾也叫分批蒸餾，是將物料成批加入到蒸餾釜中進行處理，逐步加熱汽化，使釜液組成降至規定值后將其一次排出。這一過程可以將混合廢液中每一個組分按照其揮發性和熔沸點進行分離，一般只做粗略的分離。

1.2恒沸蒸餾分離多組分混合液的研究

在待分離的混合廢液中，有兩種或者兩種以上的物質能夠形成恒沸物，這樣用普通的蒸餾方式就很難將其分離。針對這種混合液必須采用新的分離方式進行分離。恒沸蒸餾是處理有恒沸點物系的方法，如果加入的第三組分可以和溶液中某一組分形成沸點更低的恒沸物，則蒸餾時，該組分和第三組分就以恒沸物形式由塔頂蒸出，這種蒸餾方法稱為恒沸蒸餾。加入的第三組分稱為“夾帶劑”或“恒沸劑”。例如在處理乙醇和水的混合液中可加入苯做夾帶劑。當有足夠量的苯作為夾帶劑時，水將全部集中在三元恒沸物中從塔頂餾出，而塔底為無水酒精。

1.3萃取蒸餾分離多組分混合液的研究[2]

對于相對揮發度很小的有機混合廢液，可在原物系中加入第三種組分，以增加原溶液組分間的相對揮發度，從而使物系很容易分離，這種蒸餾方法稱萃取蒸餾。加入的第三組分稱為萃取劑，一般萃取劑的沸點教原二組分高的多，又不形成恒沸物，使蒸餾中從塔底排出。異辛烷與甲苯的相對揮發度很小，若加入苯酚作為萃取劑，能使異辛烷與甲苯的相對揮發度增大。當溶液中含有83%物質的量分數的苯酚時，能使異辛烷和甲苯很容易分離。

1.4膜分離技術在有機混合液的分離研究的應用

膜分離是用天然或人工合成膜，以外界能量或化學位差做推動力，利用膜選擇性進行分離，實現有機廢液的不同組分分離、純化、濃縮的過程。膜分離機理有篩分、吸附-擴散模型，多孔膜分離機理為篩分，如超濾和微濾；致密膜分離機理是吸附-擴散作用，例如反滲透等。膜分離技術與傳統的分離方法相比有其獨特的優勢：分離無相變，適用于分離、濃縮熱敏性物質；分離耗能低，不需要假如其他的物質或者溶劑，減少了環境污染；分離選擇性較高，提高了分離產品的質量；適用范圍廣，可用于多種有機溶液中有效成分的分離；自動化和連續化程度高，縮短膜分離周期。膜可分為有機膜和無機膜兩種，均可實現對雙組分或多組分溶質和溶劑分離、分級、提純、富集。膜分離技術是高新技術領域中一門正處于蓬勃發展的新技術，它在有機混合廢液處理中的應用日益引起人們的關注，是一個很好的節能環保措施，必將成為一個新的分離回收手段。

1.5新型雙固相吸附劑分離多組分有機溶劑的研究[3]

多組分吸附平衡是應用吸附分離技術來完成分離的，近幾十年來，眾多學者對多組分吸附平衡做了大量的研究。根據單組分吸附平衡、熱力學方法和汽液平衡結論，出現了不少關聯和預測多組分吸附平衡的方法，對多組分混合液體的分離有著一定的指導作用。新型雙固相吸附分離技術可應用于氣體分離、液體分離、環境保護、生物分離、氣體干燥、雜質脫除、液體干燥等。新型雙固相吸附材料開發是吸附分離技術應用的一個關鍵—具有各型微孔結構和大比表面固體材料（150～1500m2/g），用于流體混合物中組分的吸附分離。吸附劑主要有活性炭、沸石分子篩、氧化鋁、硅膠、高分子吸附劑和離子交換樹脂[4]。

2　結束語

化工生產中所排放的有機混合廢液的無害化是一個亟待解決的問題，目前仍處于一個摸索和研究的時期，很多的分離提純方法都有著一定的局限性。另外對分離裝置的要求也比較高。尋找分離簡單，應用范圍廣，裝置廉價的新工藝仍然是一個很具有挑戰性的課題。

參考文獻：

[1]沈秋月,羌寧.有機溶劑回收技術研究[J].四川環境,2004,25(06):101-105．

[2]王志魁．化工原理[M].化學工業出版社,2010．

[3]曾宇崇.變壓吸附工藝的研究與進展[J].云南化工,2003,30(03):20-23．

[4]謝裕壇.活性炭吸附治理多組份有機廢氣的研究[D].2002．

基金項目：周口師范學院化學化工學院大學生科技創新基金項目（No. HYDC201402）資助項目

通訊作者：李全良（1978-），男，碩士，講師，從事環境工程研究。