液相多组分有机混合废液分离方法的研究进展

王利洁,李全良＊（周口师范学院化学化工学院,河南　周口　466000）

液相多组分有机混合废液分离方法的研究进展

王利洁,李全良＊
（周口师范学院化学化工学院,河南周口466000）

摘要：化工企业在生产中排放出的有机混合废液，带来诸多的环境问题，而且影响到企业的利润。如何节能减排，回收利用这些有机混合废液成为一个重要的课题。本文综述了有机混合废液的分离方法，并介绍了各自的使用范围和局限性。

关键词：分离方法；有机混合液；节能环保

0　引言

随着精细化工的进一步发展，人们得到越来越多的工业产品，满足人们在医药、农药、染料、化妆品等各个领域的要求，使人们的物质生活越来越丰富。但同时在合成这些物质的过程中，需要使用大量的有机溶剂做溶解剂或者做反应物，并且在产物的后处理过程中也会使用一定量的溶剂。大多数有机溶剂具有很强的挥发性，而且在产品的处理过程中，很多的有机溶剂在使用后不能回收利用，这不但造成了环境的污染，而且还增大生产的成本，减少了企业的利润[1]。在日前强大的环保压力下，很多的中小化工企业因排污不合格、不达标而被勒令减产或停产，进行企业整改，所以很多的企业都面临倒闭的危险，造成这种结果的根源在于没有对有机溶剂进行有效的回收和利用。因此有机溶剂废液的回收利用成为很多的工厂企业以及科研机构研究的一个热点。

有机废液大多含有两种和两种以上有机溶剂，对于挥发度和熔沸点差异较大的有机废液，可以通过简单的蒸馏进行分离，但是也有有机溶液的挥发度和熔沸点相差不大，这给分离提纯就带来了很大的困难。针对不同体系采用不同的有效分离成为分离关键因素。本文人们对有机混合溶剂的分离方法和回收利用等进行详细的论述。

1　有机混合液分离方法的研究应用

1.1间歇蒸馏分离多组分混合溶剂的研究

间歇蒸馏也叫分批蒸馏，是将物料成批加入到蒸馏釜中进行处理，逐步加热汽化，使釜液组成降至规定值后将其一次排出。这一过程可以将混合废液中每一个组分按照其挥发性和熔沸点进行分离，一般只做粗略的分离。

1.2恒沸蒸馏分离多组分混合液的研究

在待分离的混合废液中，有两种或者两种以上的物质能够形成恒沸物，这样用普通的蒸馏方式就很难将其分离。针对这种混合液必须采用新的分离方式进行分离。恒沸蒸馏是处理有恒沸点物系的方法，如果加入的第三组分可以和溶液中某一组分形成沸点更低的恒沸物，则蒸馏时，该组分和第三组分就以恒沸物形式由塔顶蒸出，这种蒸馏方法称为恒沸蒸馏。加入的第三组分称为“夹带剂”或“恒沸剂”。例如在处理乙醇和水的混合液中可加入苯做夹带剂。当有足够量的苯作为夹带剂时，水将全部集中在三元恒沸物中从塔顶馏出，而塔底为无水酒精。

1.3萃取蒸馏分离多组分混合液的研究[2]

对于相对挥发度很小的有机混合废液，可在原物系中加入第三种组分，以增加原溶液组分间的相对挥发度，从而使物系很容易分离，这种蒸馏方法称萃取蒸馏。加入的第三组分称为萃取剂，一般萃取剂的沸点教原二组分高的多，又不形成恒沸物，使蒸馏中从塔底排出。异辛烷与甲苯的相对挥发度很小，若加入苯酚作为萃取剂，能使异辛烷与甲苯的相对挥发度增大。当溶液中含有83%物质的量分数的苯酚时，能使异辛烷和甲苯很容易分离。

1.4膜分离技术在有机混合液的分离研究的应用

膜分离是用天然或人工合成膜，以外界能量或化学位差做推动力，利用膜选择性进行分离，实现有机废液的不同组分分离、纯化、浓缩的过程。膜分离机理有筛分、吸附-扩散模型，多孔膜分离机理为筛分，如超滤和微滤；致密膜分离机理是吸附-扩散作用，例如反渗透等。膜分离技术与传统的分离方法相比有其独特的优势：分离无相变，适用于分离、浓缩热敏性物质；分离耗能低，不需要假如其他的物质或者溶剂，减少了环境污染；分离选择性较高，提高了分离产品的质量；适用范围广，可用于多种有机溶液中有效成分的分离；自动化和连续化程度高，缩短膜分离周期。膜可分为有机膜和无机膜两种，均可实现对双组分或多组分溶质和溶剂分离、分级、提纯、富集。膜分离技术是高新技术领域中一门正处于蓬勃发展的新技术，它在有机混合废液处理中的应用日益引起人们的关注，是一个很好的节能环保措施，必将成为一个新的分离回收手段。

1.5新型双固相吸附剂分离多组分有机溶剂的研究[3]

多组分吸附平衡是应用吸附分离技术来完成分离的，近几十年来，众多学者对多组分吸附平衡做了大量的研究。根据单组分吸附平衡、热力学方法和汽液平衡结论，出现了不少关联和预测多组分吸附平衡的方法，对多组分混合液体的分离有着一定的指导作用。新型双固相吸附分离技术可应用于气体分离、液体分离、环境保护、生物分离、气体干燥、杂质脱除、液体干燥等。新型双固相吸附材料开发是吸附分离技术应用的一个关键—具有各型微孔结构和大比表面固体材料（150～1500m2/g），用于流体混合物中组分的吸附分离。吸附剂主要有活性炭、沸石分子筛、氧化铝、硅胶、高分子吸附剂和离子交换树脂[4]。

2　结束语

化工生产中所排放的有机混合废液的无害化是一个亟待解决的问题，目前仍处于一个摸索和研究的时期，很多的分离提纯方法都有着一定的局限性。另外对分离装置的要求也比较高。寻找分离简单，应用范围广，装置廉价的新工艺仍然是一个很具有挑战性的课题。

参考文献：

[1]沈秋月,羌宁.有机溶剂回收技术研究[J].四川环境,2004,25(06):101-105．

[2]王志魁．化工原理[M].化学工业出版社,2010．

[3]曾宇崇.变压吸附工艺的研究与进展[J].云南化工,2003,30(03):20-23．

[4]谢裕坛.活性炭吸附治理多组份有机废气的研究[D].2002．

基金项目：周口师范学院化学化工学院大学生科技创新基金项目（No. HYDC201402）资助项目

通讯作者：李全良（1978-），男，硕士，讲师，从事环境工程研究。