对苯二酚生产中苯胺氧化剂循环利用研究

摘要

苯胺法是国内对苯二酚的主要生产方法，该方法生产的产品在国际上具有一定的市场。本文以重庆某公司的对苯二酚氧化工艺废水为原料回收制备二氧化锰，并将该二氧化锰用于苯胺氧化生产对苯二酚的过程中，从而实现二氧化锰的循环利用。该方法不仅提高了锰资源的综合利用率，使氧化过程中对苯醌的收率稳定，而且从根本上解决了生产中废水、废渣难以处理的问题。
　　 在对对苯二酚氧化废水进行检测分析的基础上，对比分析了氨水和氢氧化钙作为中和除杂剂的利弊，确定了除杂处理的最佳条件：采用氢氧化钙作中和除杂剂，在50-60℃水浴温度条件下调节废液pH值到6左右即可去除Fe以及微量的Al、Mg等金属杂质。
　　 在二氧化锰的回收制备中，探索了MnO2的制备方法和条件，确定了采用双氧水氧化法的可行性。通过单因素实验和正交实验确定了MnO2回收制各的最佳条件：双氧水与废水的体积比为0.64∶1，反应液pH为10.0，反应温度为25℃，反应时间控制在1h。此时，二氧化锰的回收率可达到80.00％。最后，在60℃水浴温度下用2mol/L硫酸精制1h，产品中二氧化锰的含量可提高到78.05％。
　　 在二氧化锰的循环利用过程中，通过对比实验研究了回收MnO2和软锰矿在不同的氧化剂用量、酸用量、氧化时间、加料方式条件下的氧化活性。结果表明回收MnO2比软锰矿的氧化活性高，确定了回收MnO2作氧化剂的最佳操作条件：苯胺：硫酸：MnO2的质量之比为1∶4.25∶4.5，氧化时间为8h，反应温度控制在10℃以下，此时对苯醌的得率可达到85.2％。最后，经二氧化锰循环实验研究，得出二氧化锰在整个氧化循环过程的损失率为20.35％。
　　 采用二氧化锰循环工艺在工艺流程、原料消耗和环境保护三个方面比原工艺均有明显的改善，是一种技术可行的工艺，有利于工业化生产。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1对苯二酚概述

1.1.1对苯二酚的性质及用途

1.1.2对苯二酚的生产方法

1.1.3苯胺氧化法生产对苯二酚的研究现状

1.2二氧化锰概述

1.2.1二氧化锰的性质及用途

1.2.2化学二氧化锰的生产方法

1.3本课题研究的意义与内容

1.3.1本课题研究的意义

1.3.2本课题研究的内容

2对苯二酚氧化工艺废水的分析及处理

2.1废水的特点及其回收利用方法

2.1.1对苯二酚氧化工艺废水的来源及特点

2.1.2对苯二酚氧化工艺废水的传统利用方法

2.2硫酸锰废水的分析检测

2.2.1对苯二酚氧化工艺废水中Mn2+的含量分析

2.2.2对苯二酚氧化工艺废水中NH4+含量的分析

2.2.3对苯二酚氧化工艺废水中铁含量的分析

2.2.4对苯二酚氧化工艺废水pH值及固液比的分析

2.2.5分析检测结果

2.3对苯二酚氧化工艺废水的除杂处理过程

2.3.1中和除杂原理

2.3.2中和除杂过程

2.3.3除杂效果讨论

3二氧化锰的回收制备

3.1二氧化锰回收制备方法选择

3.1.1碳酸锰热解法

3.1.2高锰酸钾氧化法

3.1.3双氧水直接氧化法

3.1.4二氧化锰回收制备方法讨论

3.2实验原理

3.3实验部分

3.3.1实验主要仪器与药品

3.3.2实验装置

3.3.3实验步骤

3.3.4分析检测方法

3.4结果与讨论

3.4.1二氧化锰结构鉴定

3.4.2二氧化锰的回收制备工艺研究

3.4.3二氧化锰精制研究

3.5小结

4二氧化锰的循环利用

4.1实验原理

4.2实验部分

4.2.1实验主要仪器与药品

4.2.2工艺流程

4.2.3实验步骤

4.2.4分析检测方法

4.3结果与讨论

4.3.1产品结构鉴定

4.3.2二氧化锰氧化苯胺工艺研究

4.3.3二氧化锰的循环研究

4.4小结

5工艺过程综合分析

5.1工艺流程对比分析

5.2原料消耗对比分析

5.3环境保护对比分析

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

致 谢

参考文献

附 录