甲醛废液氨化生产乌洛托品工艺研究

摘要

高浓度甲醛废水是一种典型的难生化降解的毒性有机废水，其中的甲醛能与微生物体直接反应，从而抑制其生物活性，甚至导致微生物死亡，因此，一般的生化处理工艺难以有效处理高浓度甲醛废水。而其它的如光催化氧化法、芬顿氧化法等存在运行成本高、不能大规模应用的缺点，且不能保证处理后废水中的甲醛残留浓度满足排放要求。重庆某工厂制备的1,4-丁炔二醇联产丙炔醇所排放的甲醛废液中，甲醛含量高达50%，并含有其他少量高毒有机化合物杂质如丙炔醇、1,4-丁炔二醇等，针对该废水，本文提出了将其与氨水反应生产乌洛托品的解决方法，并进行了实验室验证。　　由于实验室购买的甲醛溶液中甲醛含量为37%，并且为了防止甲醛发生自聚反应，还添加了8%-10%的甲醇，所以本文首先采用气相色谱法测定出工厂废液中各物质的含量，结合购买的原料含量，配制出实验室甲醛废液模拟液。通过多次实验优化过程确定了甲醛废液氨化生产乌洛托品工艺：将配制的模拟废液与过量氨水于密闭的反应器中，在80-85℃的反应条件下反应3h，生成乌洛托品；得到的乌洛托品溶液转移至减压蒸馏装置中，温度控制在70-80℃的减压条件下蒸馏3.5h左右，脱去大部分水分，析出乌洛托品晶体；过滤分离母液，将润湿的乌洛托品晶体送入真空干燥箱中，在温度为60℃的真空条件下干燥12h，得到乌洛托品产品。　　将产品电位滴定分析，测定其纯度及计算产率。发现纯度与产率有关，纯度随着收率的增加而减小；经过工艺优化后得到的乌洛托品，其纯度都能达到国家标准的合格纯度，还有一部分则能达到优级品纯度。该工艺转化率最高可达到95.09%，并且经处理后的废水中未检测到甲醛。　　针对副产的母液，研究两种不同处理方法：一是找到了最佳脱色剂活性炭，对母液脱色净化；二是在减压过程，将母液中的水分全部蒸出，不产出母液。对其进行对比，脱色后的母液经减压蒸馏、真空干燥后得到乌洛托品的纯度可以达到国标的合格纯度，若想进一步提高纯度，还需进行重结晶；而不产出母液得到的乌洛托品纯度也能达到合格纯度；第一种方法工艺复杂，不利于经济性，建议采用第二种方法。由此，实验室验证甲醛废液氨化制备乌洛托品的猜想是可行的。

目录

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 天然气制乙炔工艺现状

1.3.1 1,4-丁炔二醇、丙炔醇反应技术研究进展

1.3.2 炔醛法生产1,4-丁炔二醇联产丙炔醇工艺

1.3.3 甲醛废液的来源及组成

1.4 甲醛废液氨化制备乌洛托品工艺介绍

1.4.1甲醛废液的危害

1.4.2甲醛废液的处理研究进展

1.4.3 甲醛氨化制备乌洛托品工艺研究

1.5 本文研究内容与意义

2 实验部分

2.1.1 实验设备及仪器

2.1.2 实验药品

2.2 实验分析方法

2.2.1标定试剂浓度方法

2.2.2乌洛托品纯度分析方法

2.2.3 原料含量、收率与纯度计算方法

2.2.4 甲醛废液中各组分分析方法

2.3甲醛废液配备方法

3 甲醛废水制备乌洛托品工艺研究

3.1.1 实验过程

3.1.2实验结果

3.1.3 分析讨论

3.2.1 密闭反应

3.2.2减压蒸馏

3.2.3真空干燥

3.2.4 重结晶

3.2.5实验结果与讨论

3.3 本章小结

4 副产母液处理工艺研究

4.1.1对比吸附剂

4.1.2最佳脱色剂

4.2实验结果与讨论

4.2.1母液脱色后收率、纯度分析

4.2.2实验讨论

4.3本章小结

5 结论与展望

5.1 本文的主要结论

5.2后续研究工作的展望

参考文献

附 录

A. 作者在攻读学位期间发表的论文

B. 学位论文数据集

致谢