醋酸是一種重要的有機化工原料,廣泛地應用于基本有機合成、醫藥、染料、香料、農藥等行業。長期以來,醋酸/水體系的分離問題一直受到人們的重視。這不僅是因為醋酸在各類工業生產中應用的廣泛性,同時也是因為研究醋酸/水的分離對于化工分離、化工環保等學科的發展具有重要作用。醋酸/水雖然不形成恒沸物,但二者的相對揮發度不大。目前生產中采用的主要是萃取法和酯化法來處理!?
1?萃取法
?按萃取劑沸點的高低(與醋酸的沸點比較),萃取法可分為低沸點萃取法和高沸點萃取法。低沸點萃取劑有低分子量的酯、醇、醚、酮;高沸點萃取劑有含磷萃取劑和有機胺萃取劑,如三辛基氧磷(TOPO)、磷酸三丁酯(TBP)、環己酮、三辛胺。其中三辛基氧磷、磷酸三丁酯[4]效果較好。
圖2所示的低沸點溶劑萃取法是采用液液萃取先將醋酸濃縮至w=50%左右,然后再用共沸精餾進一步濃縮。低沸點溶劑萃取法雖然分配比不大,但應用廣泛,主要因為這類溶劑與醋酸容易分離,該法適宜處理濃度較高的醋酸溶液。當被處理液的醋酸含量低于5%時,采用高沸點萃取法的經濟效益更明顯。
2.酯化法?
酯化法是向10%~30%的醋酸水溶液中加入甲醇或乙醇,在無機酸的催化下發生酯化反應。由于酯與水的沸點相差較大,酯容易揮發,可以采用普通精餾方法將其蒸出后再水解回收,得到醋酸和醇。?
如果醋酸廢水中有無機酸,那么酯化法就可以降低回收成本,并且可以避免產生二次污染。例如肉豆蔻酸甲酯經溴化后,再經過Ullman反應可得到治療肝炎的聯苯雙酯,工藝過程產生的廢水含醋酸和溴化氫,其中醋酸濃度為10%左右。采用如圖3的酯化工藝,廢水中醋酸的回收率為90%左右,酯化產物中酯含量約為80%。回收醋酸后,塔釜廢水中的溴化氫能以溴或溴化氫的形式回收。
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