异丙醇 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/18 4:22:10星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

一、异丙醇

1、性质

【物理】沸点 82.5℃,熔点 -88.5℃,蒸气压 45.4mmHg/25℃,相对密度 0.78505/20℃/4℃,辛醇/水分配系数log Kow= 0.05,溶于氯仿、苯及其它有机溶剂中,不溶于盐的溶液中,与水互溶。蒸气相对密度 2.1,嗅阈值 90mg/m3,或7.84~49090mg/m3或22ppm或40ppm。

【毒性】异丙醇具有较乙醇更好的脂溶性,所以反复接触对皮肤具有干燥作用。可以引起头昏、头痛、昏迷,食入会引起恶心、咯血、腹泻、低血压、循环衰竭,持续昏迷可以引起体温下降,可以因呼吸衰竭而死亡,还可引起吸入性肺炎,肾及肝脏损害,特别是肾脏的损害更大。LD50 大鼠 经口 5045 mg/kg,腹腔注射 2736 mg/kg,静脉注射 1099 mg/kg,小鼠 经口 3600 mg/kg,腹腔注射 4477 mg/kg,静脉注射 1509 mg/kg。对人类无致癌作用,IARC将其归类为3。

【安全性质】爆炸极限 2.0~12.7%,闪点 12℃闭杯,自燃点 399℃。

【环境数据】在大气中,它仅以气态的形式存在,它可以受光化学所诱发的羟基游离基所降解,其相应的半衰期为3.2天,在土壤中,它具有非常大的迁移性,可以从湿的或干的土壤中挥发出来,在水体中,它不易被悬浮固体及沉积物所吸附,在好氧条件下它可以很快地进行生物降解,可以在水体中挥发出来,在模拟河流及湖泊中的挥发半衰期分别为57小时及29天。它还可以很快地在厌氧条件下进行生物降解,在好氧条件下,它的降解半衰期约为24~48小时,生物富集性低。用城市污泥测定其BOD值,5天及20天可以测得其理论值的7及70%。另一试验为28%及78%。另二个试验表明其5天的BOD值可达理论BOD值的66%及 74%。用驯化的污泥在20℃时,可以降解99%的异丙醇,实验表明在厌氧条件下其生物降解的性能也是相当好的。

2、含异丙醇废水治理技术

吸附法

最常用的吸附剂为活性炭, 工业级的活性炭可在 20℃下从废水中去除微量的甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇及正已醇[1][2][3]。

其它用来吸附醇的炭质吸附剂还有磺化煤, 可吸附异丙醇[4]; 泥煤或褐煤可吸附丙烯醇及甘油[5]。

盐析法

可以采用普通精馏与加盐分相技术回收异丙醇,采用加盐分相法处理时,当60.0%氟化钾浓溶液与50%异丙醇-50%水的物料的质量比为2.0时,有机相中

异丙醇的纯度可达95.62%(质量百分数),水相中氟化钾稀溶液经蒸发回收后循环使用不影响分离性能。采用以上技术从制药废液中回收异丙醇。 氧化法

过氧化氢与硫酸亚铁组成的Fenton 试剂对处理含醇废水有较好的效果, 在用H2O2/FeSO4 系统处理含异丙醇废水时, 当温度为 70~75℃、pH 为2~2.5, 氧化后再结合活性炭及及离子交换树脂以回收催化剂, 废水的TOD 可以从150~300 毫克/升降低到 2 毫克/升以下[7]。

异丙醇可以在pH 3~11的范围内受O3 / H2O2的复合氧化,其降解速度与异丙醇的浓度无关,在碱性条件下其去除效率较高[8]。

生化法

大部份工业中常见的醇类化合物均可用生化法予以降解[9]。 例如甲醇、乙醇、2-氯乙醇、环已醇、2-乙基已醇、甲基苄醇[10]、乙二醇、丙二醇、二甘醇、三甘醇、季戊四醇等, 在一般情况下既可用活性污泥法处理, 也可用厌氧处理法处理, 另外的一些含醇废水还可用固定化的丝状菌来处理, 可得到良好的效果[11][12][13]。 由于使用菌种不同, 或实验条件的差异, 这些醇的生化可降解性的报道常有较大的差异。 在用活性污泥法处理含醇废水时, 醇的易降解程度, 常按下列次序递减∶ 甲醇、乙醇、正丁醇、正戊醇、正丙醇、异丙醇。 在代谢过程中, 能发现有相应的脂肪酸生成[14]。 在研究 C4~C7 的1-醇及2-醇的生物可降解性时, 可以发现这些醇的水/辛烷间的分配系数与生化降解速率有关, 可成抛物线或双曲线的对数-对数的线性关系[15]。 另有研究表明 C1~C9 的伯醇的生化降解与其分子量的大小、活性污泥的适应性有关, 凡能适应甲醇及庚醇降解的活性污泥, 均能降解 C1~C9 的伯醇[16]。

生产环氧树脂的废水含有环氧氯丙烷, 缩水甘油, 异丙醇及氯化钠可在碱性条件下水解使环氧氯丙烷的浓度降低到~75毫克/升及缩水甘油的浓度降至 4000毫克/升, 并同时回收异丙醇, 并去除其氯化钠, 在稀释, 中和, 补氮, 磷后可进行厌氧处理[17]。

经过驯化的污泥,并经水解酸化-好氧生化工艺可以处理高浓度异丙醇废水,当高浓度的异丙醇废水进水浓度为2000-3000mg/L范围时,其BOD/COD比值为0.4左右,可生化性良好,酸化工艺可以使BOD/COD提高到0.5,COD去除率可达84~85%左右,BOD去除率可达89~90%左右。

二、甲苯 1、性质

【外观】无色液体。

【物化常数】沸点 110.6℃,熔点-94.9℃,蒸气压 28.4 mmHg/25℃,相对密度 0.8636/20℃/4℃,辛醇/水分配系数log Kow= 2.73,与醇,氯仿,醚,丙酮,冰醋酸等有机溶剂互溶,水中溶解度 526 mg/L/25℃,蒸气密度 3.1,嗅阈值 2.14ppm。 【毒性】毒性小于苯,但刺激作用较强。接触甲苯会引起红血球计数减少、血红素、平均血球体积,平均血球血色素增高,还有报导可以引起白血球减少症、嗜中性白血球减少症,对皮肤具有脱脂作用,使皮肤干燥,皲烈及二次感染。高浓度的吸入可以导致心律不齐及心肌受损而导致突然死亡。长期吸入而引起脑中毒,对眼睛也有刺激。可以引起代谢性酸中毒。对肝、肾及神经系统均有影响。除高剂量吸入可以导致共济失调,意识不清及死亡外,低剂量吸入可以导致头昏、欣快、思维混乱等现象。LD50 大鼠 经口 2600~7500 mg/kg,5000 mg/kg,腹腔注射 (雌)1640 mg/kg,1320 mg/kg,静脉注射 1960 mg/kg,小鼠 腹腔注射 1150 mg/kg,59 mg/kg,640 mg/kg,皮下注射 2250 mg/kg,LC50 小鼠 吸入 400 ppm/24 hr,非人类致癌物质,IARC将其归类为3,美国EPA将其归类为D,ACGIH将其归类为A4。 【安全性质】闪点 4℃闭杯,自燃点 480℃,爆炸极限 1.27~7%。

【环境数据】COD 1.7~1.88g/g, BOD 0~1.23g/g,在大气中,它仅以气态的形式存在,它可以受光化学所诱发的羟基游离基所降解,其相应的半衰期为3天。它还可以受硝基游离基的作用而降解,但反应速率相当慢,半衰期约491天,在环境降解中不占重要地位,而与臭氧作用的半衰期为27950天或更长。在土壤中,它具有高至中等的迁移性,可以从干的土壤中挥发到大气中去。在土壤表面它可以进行生物降解,其半衰期为几个小时至71天。在水体中,它不易被悬浮固体及沉积物所吸附,可以进行生物降解,在好氧或厌氧条件下的生物降解半衰期分别为4天或56天。它可以从水体表面挥发至大气中去,在模拟河流及湖泊中的挥发半衰期分别为1小时及4天。在水体中,其生物富集性属中等或低。在生物降解试验中,发现如用曾受油污污染的土壤中分离出来的微生物其性能更好。在地下水中甲苯完全约需8天,其降解途径一般认为可能是苯环先进行羟基化,再作进一步的降解,也可以先从侧链降解开始。当浓度>29mg/L时,对好氧降解微生物有抑制作用。

【接触极限及其它】GBZ 2 2002工业场所有害因素职业接触限值:时间加权平均容许浓度TWA 50 mg/m3, 短时间接触容许浓度STEL 100 mg/m3。美国 OSHA TWA 200 ppm,ACGIH 50 ppm,NIOSH 100 ppm。

2、含甲苯废水治理技术 吸附法

以丁二烯-丙烯的间聚物或丁二烯-苯乙烯的间聚物,并经过交联或不经过交联即可用来作为废水中油的吸附剂。 如将 0.3 克直径为 0.5 毫米的细粒丁二烯-丙烯聚合物, 在烧瓶中处理 100 毫升水与 7 毫升重油的混合物, 经搅拌 3 分钟后, 再过滤, 这样可去除混合液中 94% 的重油。 相似的方法还可用来去除废水中的甲苯、邻二氯苯、 乙醚、液态石蜡、氯仿及二硫化碳等[1]。

这些聚合物纤维因孔隙较大, 因此去油效果较好, 但加工比较复杂, 因此可考虑直接用粉状的高分子材料作吸附剂。 粉状的高分子化合物因其比表面积较大, 因此也可收到较好的效果。 如甲基丙烯酸酯-二乙烯苯共聚物, 当颗粒直径为 32~40 微米时, 其比表面积可达 320 米2/克, 对水中浓度为 18.1、 40 及72 毫克/升时的甲苯, 其吸附能力分别为 16.7、30.8 及50.8 毫克/克; 对浓度为 7.8 及21.0 毫克/升时的萘, 其吸附能力为 36.7 及90.8 毫克/升。 这些被吸附物质, 可用体积比为 1:1 的甲醇-乙醚解吸回收, 回收率约 80~90%[2]。 吸附剂颗粒大小对吸附剂用量也颇有关系。 如交联的聚乙烯粉末, 在某试验中, 以颗粒直径为500微米的吸附剂吸附油, 这种交联聚乙烯的需要量为 50 厘米3, 但如果使用颗粒直径为 2000 微米的粉末, 要达到相同的去除率, 则交联乙烯的要量为 900 厘米3 [3]。

另外, 用 59~99% 的聚丙烯及 1~50% 的聚乙烯-乙烯醇的树脂制成的不织纤维, 具有强烈的吸油作用, 并且耐油性好。 如由 90% 的聚丙烯及 10% 的聚乙烯-乙烯醇组成的不织纤维, 其吸附能力, 若以对于各种被吸附物质与纤维本身质量百分比表示, 则为: 燃料油C 1480%、 燃料油B 1300%、 燃料油 A 470%、 苯 350%、甲苯 350%及二甲苯 340%[4]。

滑石粉 1.2~2.5%, 已二酸 2.0~30%, 硫酸铝 17~23%, Tixoton 35~48%, 聚丙烯酰胺 0.3~0.5%, 氧化钙或氢氧化钙 12~15% 及膨润土 20~28% 组成的吸附剂具有除油性能[5]。 用Salin-A 5 份, 尼龙-6 40 份, 聚苯乙烯 55 份及滑石粉组成的发泡材料, 可用来从废水中回收甲苯及汽油[6]。

由 0.5 份表面活性剂和 100 份多元醇制成的醚型脆性聚氨酯泡沫塑料, 可用来在废水中吸附石油醚、苯、甲苯、二甲苯、沥青以及其它有机液体, 吸附量可达吸附剂自身重的 3~8倍, 饱和后可用醋酸乙酯加热或洗涤, 再经分馏而达到再生和回收的目的。 例如汽油裂解厂废水(15米3/小时)其中含5.9 克/升, 用这种吸附剂处理, 吸附量可达每克吸附剂吸附 5~10 克焦油, 处理后出水中焦油含量可下降至 5 毫克/升以[7]。

废水中的甲苯可以采用活性炭纤维进行处理,溶液pH在3~5范围内对吸附效率影响不大,温度升高,吸附效率有所降低,吸附时间存在最佳值,吸附饱和炭

用蒸汽再生,重复使用7次,吸附效率无明显变化,活性炭纤维对甲苯的吸附容量大,吸附速率快,再生条件温和[8]。

含油、脂、铁离子及水溶性烃类化合物如苯、甲苯、乙苯及二甲苯可以用二步法进行处理,首先分出油脂类化合物,然后在无铁离子存在的情况用粉状合成树脂吸附剂进行吸附,吸附剂可以再生回用[9]。

可以用天然的或改性的泥炭对废水中的苯、甲苯、乙苯及二甲苯进行吸附去除,所用的泥炭可以天然的、经辐射处理的、经氧化的或微生物加强态的。天然态的泥炭可以吸附可观的溶解态的烃类化合物,其中乙苯及二乙苯吸附最快,经5天后可以吸附>90%的量,而苯最难去除,经辐射处理时,辐射量大时吸附量也增大[10]。苯-甲苯-乙苯-二甲苯可以用大孔树脂进行吸附处理[11],废水中的酚类化合物及BTX可以用合成树脂吸附去除,如可用 Amberlite XAD-4 其颗粒大小为0.2-1.2 mm[12]。

苯-甲苯-乙苯-二甲苯及铬酸盐可以用有机沸石进行吸附去除。吸附过程符合 Langmuir吸附等温线,与天然的沸石相比,有机沸石的吸附量要大得多[13]。

膨润土经四甲基铵离子改性后,可以提高膨润土对苯、甲苯及二甲苯的吸附能力,其吸附选择性为苯>>甲苯>邻二甲苯[14]。用溴化苄基三甲基铵改性而成的有机膨润土也可以用来吸附甲苯和二甲苯[15]。

通过离子交换反应制得的三甲基苄基铵及四甲基铵-粘土改性物, 可以用来吸附废水中的苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、丁苯及萘[16]。 炭质吸附剂中以活性炭处理含油废水的效果最好。 利用活性炭能非常容易地从废水中去除二甲苯[17]、苯、甲苯[18][19]等。 如果能结合曝气, 再用活性炭处理, 则效果更好。如某废水中含苯 400 毫克/升、甲苯 106 毫克/升、二甲苯 30 毫克/升, 以气液比为30 进行曝气, 先将苯、 甲苯及二甲苯的含量分别降至 19 毫克/升、 5 毫克/升及0 毫克/升, 再用活性炭处理, 即可取得良好的效果。

气提、吹脱或蒸馏

废水中含有的有机化合物, 如其挥发度大于0.64, 即可有效地利用吹脱将其去除。如含苯及甲苯的废水, 在 0~60℃的温度范围中可在填料塔中用空气进行吹脱处理, 吹出含苯及甲苯的空气可用焚烧法处理。 如某含苯及甲苯的废水, 在温度为 12℃、空气流率为 0.7 千克/分、废水流率为 8.5 千克/分、塔长2.78 米的条件下进行处理, 苯的去除率为 96.7%, 而甲苯的去除率可达 96.2%[20]。

含苯和和甲苯的废水, 也可将废水加热到 90~98℃, 以蒸馏的方法回收[21][22]。 生产环氧树脂过程中产生的含甲苯废水即可利用此法回收。