苯胺装置

苯胺装置（共6篇）

苯胺装置 篇1

1 引言

搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散, 从而达到均匀混合的目的, 也可以加速传热、传质及化学反应等过程。

苯胺基乙腈是氢氰酸的衍生物, 主要用于生产还原性染料。在对某公司12000t/a苯胺基乙腈装置的设计中, 涉及到加成、缩合两步化学反应, 为此分别设置了加成反应器和缩合反应器, 两种反应器中都需装备搅拌设施, 以助化学反应的进行。本文将结合12000t/a苯胺基乙腈装置浅析物料搅拌器选型及搅拌功率计算。

2 搅拌过程的主要种类

1) 互溶液体的搅拌:

指两种或两种以上均相 (互溶) 液体在搅拌作用下达到浓度、密度或其他物性的均匀状态的过程。

2) 不互溶液体的搅拌:

这类搅拌的目的是使互不相溶的液体相互接触, 以有利于传质或化学反应。

3) 有悬浮颗粒的液体搅拌:

由于液体的搅动而使固体颗粒不致沉到釜底, 搅拌目的有两种:釜内固体颗粒在液相中达到均匀悬浮、加速固体的溶解。

4) 充气搅拌:

充气搅拌有时叫气-液相搅拌。这类搅拌的目的是使气体成为微细气泡, 在液相中均匀分散, 形成稳定的分散质;也有的是用液体吸收气体, 进行传质或化学反应等过程。

5) 高黏度液体的搅拌:

在搅拌过程中, 所谓黏度的高低也只是相对的, 并没有严格的界限, 一般认为μ>25000cp就称为高黏度。一般高黏度液体的搅拌常泛指互溶的高黏度液体的混合。

3 搅拌器的型式

典型的搅拌器型式主要有推进式、锚式、涡轮式、桨式、螺杆式等, 基于搅拌目的及物料性质的多样性, 搅拌过程种类繁多, 影响搅拌过程的因素也较为复杂, 因此, 搅拌器型式的选择以及搅拌罐内是否增设搅拌附件等, 要在满足本质安全、清洁生产、高效节能、维护方便、经济适用的前提下进行。

4 搅拌器的选型

在炼化工艺设计过程中, 我们要根据不同的生产要求来选择搅拌器, 一般按照以下4个步骤进行:

1) 根据物料黏度及搅拌目的确定搅拌器型式, 见表1。

2) 根据物料在搅拌器作用下的流动状态确定是否使用搅拌附件。

有时, 搅拌罐内的某些零件不是专为改变流动状态而设的, 但因为它对液流有一定的阻力, 也会起到这方面的部分作用, 如传热蛇管、温度计套管等就属此类零件。所以, 是否增设搅拌附件是需要综合考虑的。

3) 计算搅拌功率。

根据搅拌操作实验, 对牛顿型流体, 搅拌功率满足以下关联式:

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式中:N——搅拌功率;ρ——介质密度;

μ——介质黏度;d——叶轮直径;

n——搅拌转速;g——重力加速度;

K——代表与搅拌叶轮形状有关的无因次数, 根据不同叶轮形式k值不同。

设:undefined;undefined;undefined;

式中:Np——功率准数 (代表作用于液体上的力) ;

Re——搅拌雷诺数 (代表惯性力与粘性力之比) ;

Fr——佛鲁德准数 (代表惯性力与重力之比) 。

则上式可写成:Np=K RexFry;此式为各种搅拌情况计算搅拌功率的一个基本关系式。

令undefined叫功率函数;以Φ为纵坐标, 以Re为横坐标可做出一条曲线, 此曲线叫功率曲线。

图1为标准型搅拌器的功率曲线。

各种叶轮形式在书上都有功率曲线, 根据功率曲线查出undefined

(1) 当Re﹤10时称层流区, 此时液体的粘性力起控制作用, 重力影响忽略不计, Fry=Fr0=1, 功率曲线成为一直线, 斜率为-1 (此时即使无挡板也不产生旋涡) ,

undefined

上式表明, 在一定的搅拌转速下, 层流区的功率消耗与液体的黏度成正比, 对相同几何构型的搅拌装置, 有无挡板, 功率消耗均相同。

(2) 当Re>104时称湍流区, 在湍流区功率曲线为一水平线, Φ为常数, 与Re、Fr无关。

于是undefined;

N=Φ·ρn3d5 (对标准构型Φ=6.1)

(3) 当10

a、有挡板:由于挡板抑制了漩涡的产生, 因此, 重力的影响可以忽略, 即:

Fry=Fr0=1;Φ=Np=K Rex

但K和λ都是变值, 根据算得的Re在功率曲线上查出φ:

undefined;N=Φ·ρn3d5

b、无挡板:当无挡板区Re>300时, 会产生打漩现象, 有部分液体被升举到平均液面之上, 此部分液体需克服重力作功, 因此, 此时重力的影响Fr不能忽略。

undefined

其中y的计算有一经验公式:

undefined

其中α和β是与叶轮形式, 直径及搅拌槽直径有关的常数, 各种情况的α和β可以在书上查到。

于是上式变为:undefined算出Re, 在功率曲线上查出Φ, 根据undefined算出Fr, 查出α和β, 即可按照下式求出搅拌功率:

undefined;N=Np·ρn3d5

(4) 高黏度液体 (非牛顿型) 的搅拌功率

上述所讲的搅拌功率的计算方法只适合于较低黏度 (牛顿型液体) 的场合, 对于高黏度液体:

undefined;N=Np·ρn3d5

比如对于锚式、框式、螺带式、螺杆式, 分别有计算功率、准数Np的经验公式, 这些在相关书籍中都有, 在此不论。

实际使用中, 影响搅拌功率的因素非常复杂, 如搅拌器的型式、浆叶类型、有无挡板或倒流筒以及介质的物性参数等均可影响搅拌功率, 所以, 一般很难直接通过理论分析方法来得到搅拌功率的计算方程, 通常通过实验方法并结合理论分析得出搅拌功率的计算公式。

4) 根据生产特性, 选择搅拌设备的传热方式。

在化工生产中, 对被搅拌的液体进行加热或冷却是一个经常要遇到的操作, 通常通过在反应器的外部或内部设置供加热或冷却用的换热装置来实现。搅拌设备的传热方式主要有:夹套传热、蛇管传热、传热挡板、釜外传热等, 目前使用最广泛的为夹套传热。

5 生产实例

现结合某公司12000t/a苯胺基乙腈装置的生产实例, 进行了搅拌器选型及功率计算, 该装置中氢氰酸与甲醛在催化剂作用下发生反应, 生成羟基乙腈, F-101罐 (直径D=2200mm, 高度L=2600mm) 即为羟基乙腈加成釜, 需使用搅拌器以助反应进行。由于物料均为低黏度液体, 根据工艺操作要求、搅拌器特性及生产经验, 推进式搅拌器具有单位功率排量大和搅拌机本身造价较低的优点, 所以选用推进式搅拌器。

原料组成见表2。

由表1数据可得:

物料平均密度:

ρ= 687×47%+1080×52%+1200×0.15%+1840×0.37%=893.1kg/cm3

物料平均黏度:

μ=1.5×47%+0.5×52%+4×0.15%+23×0.37%=1.056cp;

1) 推进式搅拌器叶轮直径d= (1/3～1/4) D, 一般取d= (1/3) D, 则:

d= (1/3) ×2200=733mm,

圆整取d=750mm;

2) 叶片宽度B=0.1d=75mm;

3) 根据《石油化工设计手册》 (第3卷, 化工单元过程) 第396页, 式3-7

v=πdn

式中:v——叶端线速度, m/s;

n——叶轮转速, s-1;

d——浆液直径, m。

因为推进式叶轮在操作中常用的叶端线速度v=7～10m/s, 取v=10m/s, 则

n=[10/π]d=[10/π]×0.733=4.34s-1

4) 搅拌雷诺数:

undefined

5) 因此, 此搅拌属于湍流区, 在湍流区, 功率曲线为一水平线, Φ为常数, 与Re、Fr无关, undefined, 即:N=Φ×ρn3d5。

设计中, 拟采用中心插入式的叶轮安装形式, 对于推进式搅拌器, 这种安装形式是最常见的, 但必须配有挡板, 以消除打旋现象, 保证有良好的轴向流动, 所以, 在F-101罐内壁加四块挡板, 以符合全挡板条件。查《石油化工设计手册》 (第3卷, 化工单元过程) 第398页图3-18b, 得Φ=0.4, 于是搅拌轴功率:

N=0.4×893.1×4.343×0.755=6930W≈7.0kW

电机功率N电=N/η, η为总传动效率, 一般可以取总传动效率η为0.85～0.95, 所以取总传动效率η=0.88, 则:

N电=N/η=7/0.88=7.95kW。

根据生产实际情况, 对该装置中的反应釜选用夹套传热。

参考文献

[1]王凯, 虞军.搅拌设备[M].北京:化学工业出版社, 2003.

[2]谭天恩, 麦本熙, 丁惠华.化工原理[M].北京:化学工业出版社, 1990.

[3]王松汉.石油化工设计手册[M].北京:化学工业出版社, 2002.

苯胺装置 篇2

1 聚合物的制备方法

苯胺和N-取代苯胺聚合方法主要有化学聚合和电化学聚合。

1.1 化学聚合

化学氧化聚合法是在酸性介质中用氧化剂氧化而使单体聚合的方法。该方法具有设备简单、反应条件容易控制等优点。其中介质酸即为该聚合反应提供所需的酸性介质,又作为掺杂剂进入聚合物骨架。常用的酸有无机质子酸HCL、HBr、H2SO4、HCl O4、HNO3、CH3COOH、HBF4和大分子有机酸如樟脑磺酸、十二烷基苯磺酸、对甲基苯磺酸、磺基水杨酸、氨基磺酸等。也有一些研究者在非水介质中进行聚合,已见报道的有三种:一是纯有机溶剂如乙腈[4];二是在有机溶剂中添加有机酸[5],以维持聚合物的掺杂态;三是添加苯胺基四氟乙烯的乙腈溶液[6]。常见氧化剂(NH4)2S2O8、K2Cr2O7、Cu(Cl O4)2、KIO3、H2O2、Fe Cl3等,也有用(NH4)2S2O8和碳酸酯类过氧化物组成复合氧化剂制备苯胺类聚合物。其中(NH4)2S2O8不含金属离子,后处理简便,氧化能力强,是最常用的氧化剂。氧化剂用量对单体的聚合也有一定的影响,相关研究表明[7]:当氧化剂/苯胺<1.5时,氧化剂的用量对产物的性能影响不大,而产率随其用量的增加而增加。当氧化剂/苯胺>1.5时,过量的氧化剂使聚苯胺降解,产率和产物质量均降低。影响化学聚合的条件还有:单体浓度、单体和氧化剂的比率、反应时间、反应温度等。

1.2 电化学聚合

电化学聚合是在含有一定单体浓度的电解质溶液中,用铂电极作阳极,控制一定的阳极电位和阳极电流密度,采用恒电流法、恒电位法、动电位扫描法、循环伏安法、或脉冲极化法,通过电化学反应在阳极可制得结构致密的聚合物膜,氧化的同时也进行了掺杂。恒电流法易于控制聚合物膜的厚度,结果重现性好;而恒电位法不能控制聚合速度,结果重现性相对较差;循环伏安法由于还原的过程阳极有气体生成,不易控制聚合物的外貌。

与化学氧化聚合法相比,电化学聚合产率减低,但是电化学聚合具有过程可控、重现性好、合成简单、产物均匀、纯度高、排列规整、后处理简单等优点。影响单体聚合的主要因素是单体浓度,单体浓度的最佳范围是0.05~0.5 mol/L[8]。其最低浓度要保证电极表面有足够的自由基阳离子,但是浓度过高容易造成聚合速度过快,这样制备的聚合物膜就不均匀。温度是单体聚合另一影响因素,高温会产生较多的副产物,温度过低聚合速度又较慢,产生的聚合物链较短,最适宜的聚合温度是0℃。第三个影响因素是电极电位,一般电极电位在-0.2~1.2V之间变化[9]。此外还有溶剂种类、电解质溶液的酸度、溶液中阴离子的种类、电极材料、电解池气氛及其电化学聚合方法及参数的选择等因素对其有影响。另外,聚合物膜的形貌、电导率、电化学活性与溶剂的性质密切相关。通常有如下要求:溶剂要粘度小、介电常数高、合适的电位及非亲核性等。电解质的作用是传导电流,要求在溶液中有一定的溶解度,且能够电离。

此外,人们已经使用的聚合方法还有原位聚合、乳液聚合,固相聚合以及近年来人们采用的新型合成方法如在磁场下的电化学聚合或化学聚合,光诱导掺杂,掺杂-脱掺杂-再掺杂。

2 结构和性能

聚合物的结构与其性质密切相关,下面是N-取代聚苯胺和聚苯胺的结构:

(1)N-取代聚苯胺的结构

(2)聚苯胺的结构

2.1 电致变色特性

聚苯胺存在中间过渡态-醌式结构,其变色丰富。通常可实现黄-黄绿-绿-蓝之间的可逆循环变化[10]。控制不同的p H和电位也可使聚苯胺膜实现黄-绿-蓝-紫显色变化[11],有文献报道控制电位在-0.2~1.0之间变化时,聚苯胺依次显示出浅黄色、黄绿、绿色、蓝绿色、蓝色、紫色等多种颜色变化的性能。但当电压较高聚苯胺处于全氧化态,显示紫色时,它就不具有可逆的电致变色性,若将电位控制在较低电位(-0.2~0.6)时,聚苯胺可稳定地在浅黄色和绿色之间可逆的变化106以上。N-取代聚苯胺不存在全氧化态,所以其不会呈现紫色,但其变色较稳定,如:N-取代聚苯胺在全还原态时呈现蓝色,随着氧化反应(即掺杂)的进行颜色逐渐向黄色转化,可实现黄-黄绿-绿-蓝之间的可逆循环变化。

2.2 溶解度

聚苯胺的大分子共轭结构决定了其不溶于常见的溶剂,也不熔融。所以聚苯胺的加工成型十分困难,这就限制了聚苯胺的大规模工业化生产。目前研究者在提高聚苯胺加工性能方面做了大量的研究工作,如大分子质子酸作掺杂剂,有机/无机混合酸作掺杂剂[12]。这使得聚苯胺的可加工性能得到了一定程度的改善。N-取代聚苯胺在有机溶剂中的溶解性能有很大的改善。但随着取代基中碳原子数的增加其在强极性溶剂(NMP,N-甲基吡咯烷酮)中的溶解度反而降低。这主要是由于N-取代聚苯胺分子链上的烷基作用,使得聚合物与强极性溶剂间形成氢键的能力下降,长链烷基的存在也使聚合物分子链之间的相互作用力减弱,从而N-取代聚苯胺在强极性溶剂中的溶解度下降。目前,Chen等[13]合成了一种水溶性较好的N-取代聚苯胺,且具有自掺杂能力。

2.3 电导率

本征态聚苯胺由于刚性链间的强相互作用,使其电导率极低,只有10-10S/cm,而掺杂态聚苯胺由于H+注入聚苯胺分子链,使分子链内的电荷离域程度增大,从而电导率也大大增加。有文献报道通过质子酸掺杂后。其电导率可提高12个数量级,达到5~10 S/cm[14,15]。取代聚苯胺的电导率与聚苯胺相比有一定程度的下降。这是由于取代基的引入使分子链的扭曲角度增加。降低了分子链间的共轭度,从而降低了聚合物的电导率。N-取代聚苯胺的电导率一般为10-4~10-7S/cm[16]。但是N-取代苯胺与苯胺共聚物其电导率将大大提高,例如乳液聚合所得的摩尔比为1∶1的N-乙基苯胺和苯胺共聚物,电导率可达1.6×10-1S/cm[17]与聚苯胺电导率相当,其溶解度也得到了较大的改善。

3 结语

近年来,广大研究工作者对聚苯胺和N-取代聚苯胺的结构、性能、应用等方面进行了广泛的研究,实现了多色连续变化、透光度可调、记忆存储性能强、变色电压低、受环境影响较小等性能,且部分应用在一些领域已经商业化,并且有望在电致变色显示器、变色太阳能等领域得到进一步发展和应用。

摘要：电致变色材料聚苯胺和N-取代聚苯胺通常有两种制备方法:化学聚合法和电化学聚合法,聚合物的结构和性质与其制备过程和制备方法密切相关,本论文列举了不同聚合方法的优缺点以及影响聚合成膜的条件。通过对聚苯胺和N-取代聚苯胺这两类聚合物的电致变色特性、电导率和溶解度的比较,分析了它们不同特性的产生原因以及改善这些性质所存在的问题,为有机电致变色材料的研究提供理论参考。

苯胺市场供需矛盾更加凸显 篇3

危机冲击波仍持续

余新志介绍, 作为世界最大的苯胺生产国, 我国产能占全球30%以上。2008年我国主要苯胺生产企业总产能近138万吨, 实际商品产量63万吨左右, 比上年降低20万吨左右, 为近年来的最低水平;行业装置开工率仅为52.5%, 比2007年降低近19个百分点, 尤其是四季度行业开工率更是降到了37%。

2008年, 我国苯胺进口2.45万吨, 出口0.51万吨, 年末企业库存基本与上年持平;表观消费量为77万吨, 比上年下降9.4%, 其中出口下降87.3%。今年1~4月份, 除4月份有部分进口外, 苯胺产销基本持平。

从今年1~4月份情况看, 由于纯苯与苯胺价格难以同步推进, 苯胺价格连续上调14次, 涨幅达32%。但4月份以来, 苯胺市场先扬后抑, 发生急剧变化, 随着纯苯价格上扬, 用户受购买心理驱使急于补仓, 从而使4月份社会库存急速上涨, 导致5月1日开始北方价格大跌。受跌价损失心理影响, 下游企业购买心理预期又发生剧变。

市场走势将呈W型

余新志分析, 从产能来看, 2008年以来国内苯胺产能扩张迅猛, 比上年增加了40%, 产能增速大于消费增速仍然是突出矛盾, 产能过剩是限制苯胺行业效益和平均开工率的关键所在。

随着传统产品的原料逐步被替代, 苯胺需求逐步减少;出口下降, 使苯胺刚性需求增速缓慢, 市场竞争更为激烈。今年1~4月, 苯胺价格呈现倒V型。其中, 1月至4月中旬呈上升态势, 4月下旬出现向下拐点, 价格明显下滑。预计后市苯胺价格将与多数产品一样冲高回落, 价格曲线将呈明显的W型。

氯苯胺催化加氢反应探讨 篇4

关键词：氯苯胺,催化加氢,反应

0 引言

氯苯胺广泛应用于化工产品、医药、化学试剂等领域中, 有关氯苯胺合成的研究人们都普遍重视。当前制备该原料有多个方法, 如硫化碱还原法、催化加氢法及电化学还原法等。其中催化加氢法收率高, 工艺先进, 产品质量佳及环境污染小, 通过加入脱卤抑制后无副反应发生, 唯一一点不足则需在较高温度下才能使其催化活性提高。

1 实验部分

(1) 试剂与仪器氯苯胺 ( 含量99%, 来自本文所研究公司自产) 、氯金酸 (Au含量t >47.8%) 、乙醇胺、无水乙醇、碳酸氢铵、三乙醇胺 ( 分析纯) 、气相色谱仪 ( 安捷伦, 7890A) 、智能控温仪 ( 宇光, A1-708P) 、不锈钢反应釜 (25m L带聚四氟乙烯内衬) 。

(2) Pt-Au/Ti O2催化剂制备采用沉积- 沉淀水热法以硫酸钛水溶液为原料制得Ti O载体, 在一定量的去离子水中加入通过理论计算量得出的氯铂酸和氯金酸水溶液。将一定量的200 ~250目自制的Ti O粉体和尿素在剧烈搅拌前加入其中, 待30min后开始加热液体, 直到温度达到85℃后即可, 最后恒温放置4h后停止搅拌和加热, 放置一夜后抽滤, 采用去离子水对放置后的液体进行洗涤, 用Ag NO检测检测结果。将上述所得样品在110℃下干燥2h, 再放入流动空气中焙烧5h, 温度大约为200℃, 最后得出Pt-Au/Ti O2催化剂。

(3) 对氯硝基苯催化加氢反应将一定量的对氯硝基苯、无水乙醇、催化剂加入25m L带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中, 关闭反应釜后用氢气置换空气, 一共2次。之后将反应釜放置到先前设置温度的电热炉中, 启动搅拌, 带反映到要求程度和时间后即可取出。把反应后的液体放入放水中过滤来迅速停止反应。冷却工作完成后打开反应釜放入内标物癸烷, 摇晃均匀后通过离心分析得出离心液, 分析该液体时可采用气象色谱。

2 结果和讨论

(1) 改性后的Pt-Au/Ti O2催化性能 ( 见表1) 从表1可得知, 0.5% Au/Ti O催化对氯硝基苯加氢的活性较低, 氯硝基苯在50℃、1MPa氢气条件下反应lh转化率仅为0.8%, 即便增加Au含量达4%时氯硝基苯也只有3.7%。将0.5%Au/Ti O2催化剂加人0.1%Pt, 极大提高0.5%Au/Ti O2催化剂活性, 同时也提高了氯硝基苯的转化率, 从0.8到100。但却发生了脱氯副反应, 脱氯产物选择性达3.3%。氯硝基苯的转化率在铂含量从0.1%逐渐减少至0.02%时仍然为100%, 逐渐减少脱氯产物。当铂含量为0.04%时没有检测到脱氯副产物。1.5%Au/Ti O2在相同反应条件下对氯硝基苯的转化率为0.6%, 说明Pt和Au对催化对氯硝基苯加氢有协同作用。

(2) 温度对反应的影响氯硝基苯转化率和对氯苯胺选择性会随着反应时间延长在50℃、1.0MPa氢气反应条件下会逐渐升高。在反应lh时对氯苯胺选择性和氯硝基苯转化率和均达到100%, 延长反应时间至2h时产物生成Ⅳ一乙基对氯苯胺。进而降低氯苯胺的选择性。需强调的是很少量的中间产物 (<2.9%) 在整个反应过程中都只检测到, 大家都普遍追求浓度低的羟胺。大量的热会从不稳定羟胺分解放出, 一定程度上会促进分解反应, 引发爆炸事故。尤其过多的羟胺会出现缩合反应, 复杂化纯化处理过程。

3 结语

在50℃、1.0MPa氢气条件 下反应时 间为1h。因此用0.5%Au//Ti O20.02作为催化剂, 其中最佳反应条件为50℃、1.0MPa氢气及反应1h。

参考文献

[1]陈莎, 马磊, 卢春山, 张群峰, 李小年.选择性催化加氢合成3, 4-二氯苯胺的Pd/C催化剂研究[J].工业催化, 2007, 09:33-37.

[2]毛建忠.纳米Pt/C催化剂的氯代硝基苯催化加氢性能的研究[D].浙江工业大学, 2009.

[3]固旭, 李东, 张强华, 蒋金龙, 刘晓勤.五氯硝基苯催化加氢法合成3, 5-二氯苯胺[J].农药, 2010, 10:723-725.

Fenton法处理苯胺废水 篇5

苯胺类废水对生态和生物的毒性大, 而且是“三致”物质之一, 严重污染环境和危害人体健康, 现已被列入“中国环境优先污染物的黑名单”中, 并且严格控制其排放总量和浓度。但是, 化学工业的发展对苯胺的需求量是日趋增长, 进入环境中的排放量越多, 毒害环境越大。如何防控苯胺对环境的污染引起越来越多的人们的关注和研究。

1 Fenton试剂氧化法处理废水的原理

Fenton试剂是H2O2与Fe2+组成的氧化体系, 虽然人们对其认识和研究历程已经有近百年, 但其作用机理至今仍不甚明了。目前大多数学者公认的是Fenton试剂通过催化分解产生羟基自由基 (HO·) 进攻有机物分子, 并使其氧化为CO2、H2O2等无机物质[2]。以此来实现深度氧化难降解物, 达到净化废水的效果。

2 实验方案

2.1 实验原理

H2O2在Fe2+的催化作用下分解产生·OH, 其氧化电位达到2.8V, 是除元素氟外最强的无机氧化剂, 它通过电子转移等途径将有机物氧化分解成小分子。同时, Fe2+被氧化成Fe3+产生混凝沉淀, 去除大量有机物。可见, Fenton试剂在水处理中具有氧化和混凝两种作用。

2.2 实验仪器

2.3 分析方法

苯胺定量原理是偶氮还原法[3], 具体的苯胺类化合物与亚硝酸盐在酸性条件下 (p H=1.5~2.0) 重氮化, N- (1-萘基) 乙二胺盐酸盐再与生成的络合物偶合产生紫红色染料, 在波长为545nm下进行分光光度测定。本方法检测浓度范围为0.03mg/l~1.6mg/l。

2.4 降解率计算

式中:P----降解率, %;

A0----初始浓度时的吸光度;

A空----空白样的吸光度;

3 Fenton试剂法影响因素研究

3.1 时间对苯胺降解率的影响

取1个400ml的烧杯, 加入150ml的50mg/L标准苯胺溶液, 调节p H为3.0, 控制温度30℃, 加入0.2m L1mol/L的Fe SO4和2m L30%H2O2溶液。分别在20、40、60、80、100、120分钟时取样。反应结束后, 将p H调至1.5~2.0, 分别加入1滴5%的亚硝酸钠溶液, 摇匀后静置3min, 加入1ml显色剂, 摇匀并放置30min, 用1cm比色皿于545nm波长处, 以水作为参比测量吸光度。结果如图1。

由图1可知, 当停留时间超过120 min后, 苯胺的去除率就超过90%;之后随停留时间的增加, 苯胺的去除率上升平缓, 增加停留时间对去除率的影响较小。综合考虑最佳停留时间为120 min。

3.2 初始p H对去除率的影响

实验中取8个400ml的烧杯, 编号1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8。分别加入150ml的50mg/L标准苯胺溶液, 控制温度30℃, 加入0.2m L1mol/L的Fe SO4和2m L 30%H2O2溶液, 调节p H值在1~8范围内, 反应时间为120min。反应结束后, 将p H调至1.5~2.0, 分别加入1滴5%的亚硝酸钠溶液, 摇匀, 放置3min, 加入显色剂1ml, 摇匀放置30min, 用1cm比色皿并以水作为参比, 于545nm波长处测量吸光度。得到苯胺在不同p H值条件下的去除效果如图2所示。

实验结果表明, p H值在3附近时去除率最大, 当p H值小于3时, 去除率有一定的下降, 当p H值超过3以后, 随着p H值的增大去除率很快下降, 当p H值大于7苯胺去除率低。

3.3 H2O2投加量对去除率的影响

实验中取5个400ml的烧杯, 编号1, 2, 3, 4, 5。分别加入150ml的50mg/L标准苯胺溶液, 调节p H为3.0, 控制温度30℃, 加入0.2m L 1mol/L的Fe S-O4, 分别加入1, 2, 3, 4, 5ml的双氧水, 反应时间为120min。反应结束后, 将p H调至1.5~2.0, 分别加入1滴5%的亚硝酸钠溶液, 摇匀, 放置3min, 加入显色剂1ml, 摇匀放置30min, 于545nm波长处, 用1cm比色皿, 以水作为参比测量吸光度。得到苯胺的去除效果如图3所示。

结果表明随着H2O2用量的增加, 去除率不断上升, 当H2O2用量为2.0ml时去除率达到最大值95%, 而后出现下降。

3.4 Fe SO4投加量对去除率的影响

取5个400ml的烧杯, 编号1, 2, 3, 4, 5, 。分别加入150ml的50mg/L标准苯胺溶液, 调节p H为3.0, 控制温度30℃, 加入2m L 30%H2O2溶液, 分别加入0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 ml的Fe SO4, 反应时间为120min。反应结束后, 将p H调至1.5~2.0, 分别加入1滴5%的亚硝酸钠溶液, 摇匀, 放置3min, 加入显色剂1ml, 摇匀放置30min, 用1cm比色皿, 以水作为参比, 在测量波长为545nm处, 测量吸光度。得到苯胺的去除效果如图4所示。

由图4可知, 当Fe2+投加量达到2ml时去除率最大, 这时的H2O2和Fe2+的浓度比约为10:1时, 苯胺的去除率较高。

3.5 温度对苯胺降解率的影响

结果表明温度在25~30℃时最适宜。在30℃附近, 去除率达到95%。温度升高同时加速了主反应和副反应以及相关的逆反应的进行, 但是要研究其量化非常困难。在Fenton试剂反应体系中, 适当的温度升高可以激活·OH, 但温度过高促进了H2O2的分解, 降低H2O2的利用率以及Fenton试剂的氧化降解效率。所以此反应中的最高温度最好不要超过35℃。

4 结语

本文使用Fenton试剂对水中苯胺的去除进行了研究, 考虑时间、温度、p H值、试剂用量的影响。并且探讨分析了Fenton试剂氧化苯胺的机理。实验结果表明:对于50mg/L苯胺, H2O2和Fe2+的浓度比约为10:1时, 苯胺的去除率可达到95.02%, 此去除率相对别的方法较高;温度在30℃时去除率最大;p H值过高和过低对Fenton试剂的催化氧化反应的进行都不利。Fenton试剂中Fe3+能够与Fe2+协同作用, 促进增强Fenton试剂的催化氧化能力。当Fenton试剂投加量较大时, 可一步降解, 直至矿化为二氧化碳和水。

本文分别对时间、p H、H2O2的投加量、Fe SO4的投加量、温度方面考查了对降解率的影响。结果表明, p H值为3时去除率最大, 过高和过低的p H值都不利于Fenton试剂催化反应的进行;最佳温度是30℃;对于50mg/L苯胺, H2O2和Fe2+的浓度比约为10:1时, 苯胺的去除率高达95%。Fe3+可以促进H2O2降解苯胺, 并能够与Fe2+协同促进Fenton试剂的催化氧化能力。

参考文献

[1]聂永平, 邓正栋, 袁进.苯胺废水处理技术研究进展.环境污染治理技术2003, 3 (4) :77-81.

[2]李生彬, 于涛, 陈英等.Fenton试剂氧化处理二苯胺废水, 兰州交通大学学报, 2004, 23 (6) :1-3.

苯胺泄漏再暴“监管不力”痼疾 篇6

漏洞一:企业注重表面文章, 没有把防治工作放在应有的高度。此次苯胺泄漏事故的肇事者拥有“中国化工节能减排20强”等多项环保桂冠。然而, 在其冠冕堂皇之下, 却是劣迹斑斑。据报道, 该集团2011年曾连续几个季度排放超标;2012年的3~4月, 再次被山西省环保厅查处。在这样的一贯表现下, 出“大事”是早晚的事。

漏洞二:当地政府心存杂念, 漠视民生。据报道, 平顺县南村这一代成年人, 几乎从出生起就看到化工厂林立的烟囱在日日喷吐浓烟。且村里很多成年人都有贫血或各种“奇怪的”血液病。如此看来, 对于民生这类“小事”, 政府可能忙得实在“顾不上”。

漏洞三:监控管理缺位。据报道, 早在2008年3月, 山西省总投资8.5亿多元的全国第一个“监控合一”的省级污染源自动监控中心建成并投入使用。安装该系统的企业的排污数据将通过GPRS无线网络VPN专网, 实时发送到山西省环保厅。肇事者天脊集团正是被自动监控企业之一, 也就是说, 即便长治不报, 省厅也应该检测到。事实证明, 该先进设施“没有”发挥作用。

是什么导致类似的事件发生?国家层面排查、应急规则和制度已经出台不少, 环保部也多次拉网式排查。之所以还是出现这类严重事件, 归根结底是企业重视不够, 地方监管不力。作为企业和政府有一点必须时刻不忘:在注重生态文明、建设美丽中国的新时代发展旗帜下, 短视的价值观、发展观空间会越来越小。