含苯酚工业废水处理的流程
浓缩废水-----苯萃取苯酚------加入过量的氢氧化钠溶液------分馏(静置分液)------得到苯(溶液上层)和苯酚钠,氢氧化钠的水溶液(苯酚钠溶于水)------在水溶液中通入过量二氧化碳------得到苯酚和碳酸氢钠-----静置分液------分离苯酚和碳酸氢钠溶液(苯酚常温下不溶于水)
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试题创设的情景是工业废水中苯酚回收处理的工艺流程图,涉及到五种设备,四种化工原料,多个有机化学、无机化学反应,是一个典型的有机、无机综合题。
从给出的含苯酚的工业废水处理的流程图可作如下分析:
(1)从工业废水与苯进入设备Ⅰ得到苯酚、苯的溶液与无酚工业废水(此废水可以排放),说明在设备Ⅰ中进行的是萃取,利用苯与苯酚具有相似的结构,将苯酚从工业废水里抽提出来,用分液的方法将下层的工业废水放出排放,上层的苯酚苯溶液进入设备Ⅱ。
(2)盛有苯酚苯溶液的设备Ⅱ中注入氢氧化钠溶液,此时,具有酸性的苯酚跟氢氧化钠发生中和反应,生成苯酚钠和水
苯酚钠是离子化合物,易溶于水中。伴随上述化学反应的发生,在设备Ⅱ中的液体分为两层,上层是苯层,下层是苯酚钠的水溶液(即设问中的物质A),上层的苯通过管道送回设备Ⅰ中继续萃取工业废水中的苯酚,循环使用,下层的苯酚钠(A)溶液进入设备(Ⅲ)。
(3)在盛有苯酚钠溶液的设备Ⅲ中,通入过量的二氧化碳气,这两种物质间发生化学反应,生成苯酚和碳酸氢钠,这个化学实质是弱酸盐与“强”酸发生的复分解反应(的酸性比苯酚的酸性强),化学方程式如下:
在析出的苯酚中含有微量水,呈油状液体,沉于设备Ⅲ液体的下层,经分液后再精馏可得苯酚。上层液体B是溶液,经管道输送进入设备Ⅳ。
(4)盛有碳酸氢钠溶液的设备Ⅳ中,加入生石灰(),生石灰与碳酸氢钠溶液里的水化合变为熟石灰,与发生复分解反应,生成和沉淀,化学方程式如下:
若把上述两个反应合并写为下式:
同样正确。溶液与沉淀通过过滤分离。
反应所得溶液,通过管道进入设备Ⅱ,循环使用;所得沉淀进入设备Ⅴ。
(5)在设备Ⅴ中的原料是固体,所得的产品是氧化钙和二氧化碳,由此可知,设备Ⅴ实质应是石灰窑,其中,发生的化学反应为:
反应所得二氧化碳通入设备Ⅲ,反应所得氧化钙进入设备Ⅳ。
综上所述,在含苯酚工业废水提取苯酚的工艺流程中,苯、氧化钙、氢氧化钠、二氧化碳4种物质均可以循环使用,理论上应当没有消耗。
2、其次震荡后将分液漏斗放在铁架台的铁圈上静置,打开分液漏斗活塞,再打开旋塞。
3、最后使下层液体从分液漏斗下端放出,待油水界面与旋塞上口相切即可关闭旋塞。
生物分解法含苯酚废水处理工艺
用微生物将含苯酚废水中的有机物进行氧化、分解。好氧处理是在含苯酚废水中含有充分溶解氧的条件下,利用好氧性微生物使含苯酚废水中的有机物分解成二氧化碳、氨及水等。 厌氧处理是在含苯酚废水中缺氧的条件下,利用厌氧性微生物使含苯酚废水中的有机物分解成甲烷、二氧化碳、硫化氢、氮及水等。
萃取法含苯酚废水处理工艺
将不溶于水的溶剂投入废水中,以溶解废水中的溶质,利用溶质与水的密度差,将溶剂分离。
除上述含苯酚废水处理工艺外还可采用氧化法、过滤、膜处理等多种工艺进行处理,具体根据实际情况而定。
水相A,含PhCOONa, PhONa有机相B,含BnOH,PhCOCH3.
水相A通入过量CO2气体,加入氯仿提取,得到有机相除去溶剂得到苯酚,水相用稀盐酸酸化得到苯甲酸。
有机相B加入足量饱和亚硫酸氢钠溶液,过滤收集沉淀,滤液分出有机相除去溶剂得到苯甲醇。
滤渣加入稀盐酸,充分溶解后氯仿提取,有机相除去溶剂得到苯乙酮。
三辛胺是以氧化铝作催化剂由正辛醇与氨在 400℃高温下反应制得:
三辛胺和其他C8~C10的三级(叔)胺在冶金工业中都用于多种金属的萃取分离(见溶剂萃取),如钴、镍、锕系和镧系元素的分离。三辛胺的萃取原理主要是:它在酸性溶液中形成溶于水的盐,进而与金属络合阴离子结合,生成溶于有机溶剂而难溶于水的盐,将金属离子萃取到有机相中,例如三辛胺萃取铀的过程:
式中R为烷基。
酯化反应所用仪器必须无水,包括量取乙醇和冰醋酸的量筒也要干燥。
乙酸,也叫醋酸、冰醋酸,化学式CH3COOH,是一种有机一元酸,为食醋主要成分。纯的无水乙酸(冰醋酸)是无色的吸湿性液体,凝固点为16.6℃(62_),凝固后为无色晶体,其水溶液中弱酸性且腐蚀性强,对金属有强烈腐蚀性,蒸汽对眼和鼻有刺激性作用。乙酸在自然界分布很广,例如在水果或者植物油中,但是主要以酯的形式存在。在动物的组织内、排泄物和血液中以游离酸的形式存在。许多微生物都可以通过发酵将不同的有机物转化为乙酸。乙酸是醋的主要成分,而醋几乎贯穿了整个人类文明史。乙酸发酵细菌(醋酸杆菌)能在世界的每个角落发现,每个民族在酿酒的时候,不可避免的会发现醋——它是这些酒精饮料暴露于空气后的自然产物。如中国就有杜康的儿子黑塔因酿酒时间过长得到醋的说法。乙酸的晶体结构显示,分子间通过氢键结合为二聚体(亦称二缔结物),二聚体也存在于121℃的蒸汽状态。二聚体有较高的稳定性,已经通过冰点降低测定分子量法以及X光衍射证明了分子量较小的羧酸如甲酸、乙酸在固态及液态,甚至气态以二聚体形式存在。当乙酸与水溶和的时候,二聚体间的氢键会很快的断裂。其它的羧酸也有类似的二聚现象。
乙酸乙酯的密度以及苯酚的密度均小于水,他们的混合溶液的密度也小于水,所以,有机是在上层。萃取的原理是:利用同一溶质在不同溶剂中溶解性的差异,将需要分离的溶质从难溶的溶剂中转移到易溶溶剂中的过程,乙酸乙酯的相对密度(20℃/4℃)0.9006,密度比水小。
剩下的溶液加入氢氧化钠使得苯酚转化为钠盐,后用有机溶剂来萃取苯甲醇和环己醇
苯酚钠里面通入二氧化碳使得苯酚复原后,用有机溶剂萃取,后减压蒸馏
最后的苯甲醇和环己醇用减压蒸馏来分离