CN105152869A - 一种含酚废水中苯酚的提纯方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于废水处理领域，涉及酚醛树脂合成反应体系含酚废水的处理，具体公开了一种提纯该含酚废水中苯酚的方法。酚醛树脂合成过程中，由于苯酚的过量加入会产生大量高浓度含酚废水，从而污染环境。本发明通过在工业含酚废水中加入盐进行盐析的前期处理，初步得到质量浓度为95％～98％的苯酚溶液；再将该溶液用乙酸乙酯萃取后，减压蒸馏，可制得纯度高达99.9％的苯酚；且本发明针对含酚废水中苯酚的收率可高达96％以上。

Description

一种含酚废水中苯酚的提纯方法

技术领域

本发明属于废水处理领域，涉及酚醛树脂合成反应体系含酚废水的处理，具体公开了一种提纯该含酚废水中苯酚的方法。

背景技术

酚醛树脂以其独特的耐高温性能和良好的电绝缘性能被广泛应用于耐火材料以及电工材料的生产制造。合成工艺中，由于苯酚需要过量加入的反应条件，反应后的废液中含有20％～75％的高浓度的含酚废水。

这些含酚废水如果不经处理就任意排放，对人类、鱼类以及农作物都会带来严重危害。苯酚能使人的神经、肝、肾受到损害，在加氯水体中苯酚含量即使在0.01mg/l以下，也会导致氯酚恶臭，造成水质有气味，从而影响饮用水源。水体中含苯酚达0.1～0.2mg/l时，鱼肉会有酚味，浓度更高时会引起鱼类大量死亡。用含酚废水(酚含量50～100mg/l)直接灌溉农田，会使农作物枯死和减产。

因此，这些含酚废水如果不加处理就直接排放到自然水体中，将对我们赖以生存的自然环境造成严重的破坏。美国国家环保局已将酚类及其衍生物列入129种优先控制的污染物之一，我国的水污染控制工作也含酚废水的处理列为重点解决的问题之一。

另外，作为废水中主要成份的苯酚是多种化工产品的原料，可以用来合成阿司匹林等药品，以及一些农药、香料、染料、树脂等。因此，将含酚废水中的苯酚分离出来，既可以解决污染环境的问题，也可以创造更大的经济价值。

国内外针对酚醛树脂工业合成中废水的处理方法，目前常用的主要有以下几种：物理化学吸附法，该方法存在吸附效率低，成本较高的问题；有机溶剂萃取法，该方法由于需要消耗大量萃取剂，经济成本较高，且萃取剂经一段时间后，萃取效率明显下降；二次缩聚法，该方法在苯酚含量相对较低的情况下，存在生成的树脂吸附在釜壁上，不易回收利用的问题；化学厌氧法、焚烧法：该方法在苯酚含量相对较低的情况下，受PH值、温度等影响较大，操作条件要求严格，不易回收利用。

此外，现有技术还公开了以下技术方案：

中国专利申请CN101560032公开了一种酚醛树脂生产中高浓度废水的处理方法。该申请主要包含以下步骤：将酚醛树脂合成产生的高浓度废水与工业用盐混合搅拌、静置分层，然后将粗酚和饱和盐水层分层，将饱和盐水加热加热蒸发脱盐，以回收利用。

中国专利申请CN101762416公开了一种快速盐析蒸馏提取少量水样中挥发酚的方法。该申请主要包含以下步骤：在含酚废水中加入甲基橙指示剂，用磷酸调节PH值在4左右，加入硫酸铜、玻璃珠数粒，加热蒸馏，流出液即为苯酚。该发明中，加入甲基橙指示剂，用磷酸调节PH值在4左右，加入硫酸铜的步骤是为了抑制水中微生物对苯酚的生物氧化作用。采用该方法，对于工业生产来说，增加了反应复杂性，提高了生产成本，并且由于苯酚和水属于共沸物，蒸馏过程并不能将苯酚从水中分离出来。因此该方法只能快速测量苯酚含量的准确度，并不能达到将苯酚提纯、回收苯酚的目的。

中国专利申请CN1012509957公开了一种含酚废水中萃取分类化合物的方法。该申请提供了一种酰胺类离子液体作为萃取剂，同时该申请也披露了萃取之前使用氯化铵或氯化钠作为盐析剂进行盐析的过程。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明旨在提供一种酚醛树脂合成反应体系含酚废水的处理方法，具体方案为提纯该含酚废水中的苯酚。从而解决含酚废水污染环境以及实现苯酚的再次回收利用的问题。

为实现上述目的，本发明采用了一种新的技术方案，具体包含以下步骤：

步骤(1)：取1000份含酚废水，加入盐，搅拌，静置分层，上层为粗酚，下层为盐水溶液；

步骤(2)：取1000份所述粗酚，加入苯酚萃取剂，静置分层，得苯酚萃取相；

步骤(3)：将所述苯酚萃取相减压蒸馏，即得。

其中，优选在1000重量份含酚废水，尤其是质量浓度为20％～75％的含酚废水中，加入10～30重量份盐，在该范围内，盐析效果显著，析出的粗酚溶液中，苯酚的质量浓度在95％～98％之间。

本发明步骤(1)中所述盐为氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、硫酸钡、碳酸钠、碳酸钾、碳酸镁中的一种或多种；优选为氯化钠或氯化钾。这两种盐价格低廉、简单易得，且盐析效果显著。

本发明所述步骤(2)中，苯酚萃取剂为正辛醇、甲基异丁基酮、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯；优选乙酸乙酯。

本发明所采用的苯酚萃取剂为正辛醇、甲基异丁基酮、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯，利用所述萃取剂与苯酚之间物性的差异，经大量实验验证，取得了良好的分离效果。尤其是经乙酸乙酯萃取后，减压蒸馏，可制得纯度高达99.9％的苯酚。

本发明在1000份含酚废水中，苯酚萃取剂用量为15～30份；优选在1000份含酚废水中加入20～25重量份的苯酚萃取剂，在该范围内，盐析效果显著，且可以消耗更少的萃取剂，节省生产成本。

另外，本发明在对苯酚的乙酸乙酯溶液进行减压蒸馏的过程中，优选温度值45～55℃，该温度范围内，减压蒸馏时间短，提纯收率高，分离效果好。

为确保本发明所述方法更具针对性，发明人在大量实验研究的基础上进一步提出了针对酚醛树脂生产过程中的含酚废水，优选盐的种类、用量以及所采用的萃取剂，具体优选的技术方案如下：

作为一个整体，本发明包含以下步骤:

步骤(1)：取1000份质量浓度为20％～75％的含酚废水，加入10～30份盐，搅拌，静置分层，上层为粗酚，下层为盐水溶液；

步骤(2)：取1000份所述粗酚，加入15～30份乙酸乙酯，静置分层，得苯酚萃取相；

步骤(3)：将所述苯酚萃取相在45～55℃条件下减压蒸馏，即得。

本发明所制得的苯酚纯度高，可以与分析纯的苯酚相媲美。可以用来合成阿司匹林等药品，以及一些农药、香料、染料、树脂等；另外，本发明苯酚收率高，收率高达96％以上，能充分将废水中的苯酚分离出来，从而避免了苯酚对环境的污染，

本发明份数为重量份，单位为kg或者g，视具体情况而定；浓度为质量浓度。

附图说明

图1为分析纯苯酚高效液相色谱(HPLC)分析谱图。

图2为本发明实施例1提纯后的苯酚高效液相色谱(HPLC)分析谱图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。

本发明采用高效液相色谱法(HPLC)检测分析，所采用分析仪器为SHB-Ⅲ高效液相色谱，色谱柱为ODS-SP进样量：15μL，流动相：甲醇/水(V/V)为65/35，使用前超声波处理30min，检测波长：270nm，流速：0.5mL/min，灵敏度：0.06，响应时间：0.5s，柱温：室温25℃。

实施例1

本实施例中，含酚废水经检测，其中苯酚质量浓度为75％。

在1000g含酚废水中加入20g氯化钠，搅拌1小时，静置分层，上层为粗酚，下层为盐水溶液。将粗酚和盐水层分离，经测量，粗酚中苯酚的质量浓度为95％。将1000g的上述粗酚中加入20g的乙酸乙酯，静置分层，上层为苯酚的乙酸乙酯溶液，下层为水溶液。取1000g上述苯酚的乙酸乙酯溶液，在55℃条件下，减压蒸馏，得到纯度为99.9％的苯酚732.7g。经计算，本实施例苯酚的收率为97.6％。

表1为实施例1提纯后的苯酚与分析纯苯酚的液相色谱结果比较。

表1提纯后的苯酚与分析纯苯酚的液相色谱比较

样品	保留时间(min)	峰面积	峰高度	纯度
					分析纯苯酚	12.698	13302	660	100％
提纯以后苯酚	12.77	12962	633	99.9％

由以上数据看出提纯后得到的苯酚可以达到分析纯苯酚的纯度，可以作为分析纯苯酚使用。

实施例2

本实施例中，含酚废水经检测，其中苯酚质量浓度为20％。

在1000g含酚废水中加入30g氯化钾，搅拌1.5小时，静置分层，上层为粗酚，下层为盐水溶液，；将粗酚和盐水层分离，经测量，粗酚中苯酚的质量浓度为98％。将1000g的上述粗酚中加入15g的正辛醇，静置分层；取1000g上述苯酚的正辛醇溶液，在50℃条件下，减压蒸馏，得到质量浓度为99.2％的苯酚194.4g。经计算，本实施例中苯酚的收率为96.4％。

实施例3

本实施例中，含酚废水经检测，其中苯酚质量浓度为50％。

在1000g含酚废水中加入20g硫酸钠，搅拌1小时，静置分层，上层为粗酚，下层为盐水溶液；将粗酚和盐水层分离；将1000g的上述粗酚中加入25g的甲基异丁基酮，静置分层，；取1000g上述苯酚的甲基异丁基酮溶液，在45℃条件下，减压蒸馏，得到质量浓度为98.7％的苯酚489.9g。经计算，本实施例中苯酚的收率为96.7％。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种含酚废水中苯酚的提纯方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤(1)：取1000份含酚废水，加入盐，搅拌，静置分层，上层为粗酚，下层为盐水溶液；

步骤(2)：取1000份所述粗酚，加入苯酚萃取剂，静置分层，得苯酚萃取相；

步骤(3)：将所述苯酚萃取相减压蒸馏，即得。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含酚废水中苯酚的质量浓度为20％～75％。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述盐为氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、硫酸钡、碳酸钠、碳酸钾、碳酸镁中的一种或多种。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述盐为氯化钠或氯化钾。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中盐用量为10～30份。

6.如权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述苯酚萃取剂为正辛醇、甲基异丁基酮、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯；优选乙酸乙酯。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中苯酚萃取剂用量为15～30份。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述苯酚萃取剂用量为20～25份。

9.如权利要求1～8任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中减压蒸馏温度为45～55℃。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包含以下步骤:

步骤(1)：取1000份质量浓度为20％～75％的含酚废水，加入10～30份盐，搅拌，静置分层，上层为粗酚，下层为盐水溶液；

步骤(2)：取1000份所述粗酚，加入15～30份乙酸乙酯，静置分层，得苯酚萃取相；

步骤(3)：将所述苯酚萃取相在45～55℃条件下减压蒸馏，即得。