溶劑回收

 

在實驗室里，常常使用三氯甲烷、四氯化碳和石油醚等有機溶劑。

這些試劑化學性質不活潑、不助燃，與酸、堿不起作用，處理起來比較困難。

其易揮發(fā)，具有一定的毒性，污染環(huán)境。

正確回收不僅能夠保護環(huán)境，還能減少浪費。

 

常用溶劑的回收及其精制方法

 

一、石油醚：

石油醚是石油餾分之一，主要是飽和脂肪烴的混合物，極性很低，不溶于水，不能和甲醇、乙醇等溶劑無限止地混合，實驗室中常用的石油餾分根據沸點不同有下列數種，其再生方法大致相同。

 

再生方法：

用過的石油醚，如含有少量低分子醇，丙酮或乙醚，則置分液漏斗中用水洗數次，以氯化鈣脫水、重蒸、收集一定沸點范圍內的部分，如含有少量氯仿，在分液漏斗中先用稀堿液洗滌，再用水洗數次，氯化鈣脫水后重蒸。

 

精制方法：

工業(yè)規(guī)格的石油醚用濃硫酸，每公斤加50一振搖后放置一小時，分去下層硫酸液，可以溶去不飽和烴類，根據硫酸層的顏色深淺，酌情用硫酸振搖萃取二、三次。上層石油醚再用5％稀堿液洗一次，然后用水洗數次，氯化鈣脫水后重蒸，如需絕對無水的，再加金屬鈉絲或五氯化二磷脫水干燥。

 

二、環(huán)乙烷：

沸點，性質與石油醚相似。

 

再生方法：

再生時先用稀堿洗滌。再用水洗，脫水重蒸。

 

精制方法

將工業(yè)規(guī)格環(huán)乙烷加濃硫酸及少量硝酸鉀放置數小時后，分去硫酸層，再以水洗，重蒸，如需絕對無水的，再用金屬鈉絲脫水干燥。

 

三、苯：

沸點，比重0.879，不溶于水，可與乙醚、氯仿、丙酮等在各種比例下混溶，純苯在時固化為結晶，常利用此法純化。

 

再生方法：

用稀堿水和水洗滌后，氯化鈣脫水重蒸。

 

精制方法：

工業(yè)規(guī)模的苯常含有噻吩、吡啶和高沸點同系物如甲苯等，可將苯1000毫升，在室溫下用濃硫酸每次80毫升振搖數次，至硫酸層呈色較淺時為止，再經水洗，氯化鈣脫水重蒸，收集79℃餾分。對于甲苯等高沸點同系物，則用二次冷卻結晶法除去，苯在固化成為結晶，可以冷卻到，濾取結晶，雜質在液體中。

 

四、氯仿：

比重1.488，不溶于水，易與乙醚、乙醇等混溶，在日光下易氧化分解成Cl2、HCl、CO2及光氣(COCl2)，后者有毒，故應貯在棕色瓶中。氯仿在稀堿水作用下易分解產生甲酸鹽，在濃堿水作用下則生成碳酸鹽。

 

再生及精制方法：

醫(yī)用氯仿含有1％酒精作為安定劑，以防止它的分解，可用水洗滌，氯化鈣脫水重蒸，收集的餾分，貯于棕色瓶中。

 

五、四氯化碳：  

比重1.589，極性很低，不溶于水。

 

再生及精制方法：

工業(yè)規(guī)格的四氯化碳中常含有2～3％二硫化碳，其除去方法取1000毫升四氯化碳加5％KOH乙醇溶液100毫升，加熱三十分鐘，冷卻后，用水洗滌(氯化鈣或固體)分去水層，再用少量濃硫酸振搖多次，直至硫酸不變色，最后用水洗滌，氯化鈣或固體氫氧化鈉脫水，加石蠟油少許后蒸餾可得精制品。

(附注)氯仿和四氯化碳脫水干燥時，切忌用金屬鈉，否則將發(fā)生爆炸事故。

 

六、二硫化碳：

沸點性質與四氯化碳相似，純的二硫化碳為無色液體，味香，有毒性，市售工業(yè)規(guī)模的常含硫化氫、硫氫化碳等分解產物因而其味難聞。二硫化碳久置色變黃。

 

精制方法：

精制時先用金屬汞振搖，再用飽和氯化汞冷溶液振搖，最后再用高錳酸鉀液洗滌后蒸餾而得。

 

七、乙醚：

比重0.714，在水中的溶解度為8.11％。

 

再生方法：

用過的乙醚常含有水及醇，如用水洗滌損失很大，可用飽和氯化鈣水液洗滌，同時又可去除乙醇，再以無水氯化鈣脫水干燥，重蒸即得。

 

精制方法：

乙醚久置于空氣中，尤其是日光下暴露，則逐漸氧化成醛，酸及過氧化物。當過氧化物達到萬分之幾時，蒸餾時有發(fā)生爆炸的危除，過氧化物的存在可以用碘化鉀溶液與少量乙醚共振搖生成游離碘而檢出，其除去法可用稀堿液，高錳酸鉀液，亞硫酸鈉液順次洗滌，再用水洗，干燥，重蒸而得，貯存時加少量表面潔凈的鐵絲或銅以防止氧化。

另法除法少量醇類可在乙醚中加少量高錳酸鉀粉末和1～2塊(左右)氫氧化鈉，放置數小時后，在氫氧化鈉表面如有棕色的醛縮合樹脂生成者，重復這一操作直至氫氧化鈉表面不生棕色物為止，然后將乙醚倒入另一瓶內，加無水氯化鈣脫水，重蒸而得，如須絕對無水的，再將金屬鈉壓成鈉絲加入，瓶塞打孔，附一氯化鈣管，放置為了減少蒸發(fā)，在氯化鈣管上安裝一根一端拉成毛細管的玻璃管以與外界相通。

 

八、丙酮：

比重0.792，與水、醇能任意混溶。

 

再生方法：

丙酮中如含有多量的水時，可加食鹽或固體碳酸鉀等鹽類，鹽析成二層，分去下層鹽水層，上層丙酮液蒸餾收集54餾分，再用無水氧化鈣脫水干燥重蒸。

 

精制方法：

1、一般工業(yè)用丙酮，常會有甲醇、醛和有機酸等雜質，精制時加高錳酸鉀粉末回流，所加的量應使丙酮一直保持紫色，如不加熱，放置3～4天也可，加熱后冷卻，濾去沉淀，加無水碳酸鉀或氯化鈣脫水干燥，蒸餾收集。

 

2、如丙酮中混有少量乙醇、乙醚、氯仿等溶劑，精制時加二倍量的飽和亞硫酸氫鈉溶液振搖，生成亞硫酸氫鈉丙酮加成體，再在其中加等量的酒精，析出結晶，過濾收集，順次以酒精、乙醚洗滌，干燥。將此結晶與少量水相混合，加入10％碳酸鈉或10％鹽酸使加成物分解、濾液分級蒸餾，取丙酮之餾分，再加無水氯化鈣或碳酸鉀脫水干燥，重蒸而得。

 

注意：丙醇不宜用金屬鈉或五氧化二磷脫水。

 

九、乙醇：

比重0.79與水能任意混溶，蒸餾時與水共沸，共沸點78，共沸混溶液含水4.43％為95％乙醇。

 

再生方法：

先在用過的乙醇中加生石灰(氧化鈣)，每立升加25，加熱回流脫水后，分級蒸餾，收集76的餾分，含醇80～90％。再置園底燒瓶中，加計算量多一倍的生碳，回流五小時，再蒸餾收集76的餾分，可達98.5～99.5％。

 

精制方法：

如須絕對無水者；可用下列二法之一：

1、99.5％乙醇l000毫升，加苯二甲酸二乙酯和金屬鈉，放置后蒸餾得無水乙醇

C6H4(COOC2H5)2+2H5ONa+2H20→C6H4(COONa)2+2H50H

2、98％以上的乙醇60毫升，置于2立升的園底燒瓶中，加入金屬鎂，碘，使發(fā)生反應促進鎂溶解成醇鎂，再加900毫升乙醇，回流加熱5小時，蒸餾可得100％乙醇。(C2H5O)2Mg+2H2O→2H5OH++Mg(OH)2

 

十、甲醇：

比重0.79，能與水、乙醇、乙醚、氯仿作任何比例的混溶，不與水共沸，利用分餾法可得99.8％的濃度，絕對無水的甲醇，可用鎂和碘的方法制得(同乙醇項下)。甲醇有毒，對視神經有損傷，應用和操作時應注意。

 

精制方法：

工業(yè)規(guī)模的甲醇中，主要含丙酮和甲醛雜質，可用硫酸汞酸性溶液與甲醇一起加熱，使丙酮生成絡合物析出，或碘的堿性溶液共熱使醛或酮氧化成碘仿，然后再分餾精制。注意甲醇不能用生石灰脫水，因CaO能吸收20％甲醇，CaO、CH30H、H20為一平衡，完全脫水不可能。

 

十一、乙酸乙酯：

比重0.90，含水的乙酸乙酯在日光下會逐漸水解為醋酸和乙醇。

 

精制方法：

精制時以5％碳酸鈉(或碳酸鉀)溶液，飽和氯化鈣溶液分別洗去醋酸和醇再以水洗、分級蒸餾取乙酸乙酯餾分，再經無水氯化鈣脫水干燥后重蒸一次，或在乙酸乙酯中加少量水，每加水，蒸餾，水和乙醇在第一餾分中即被蒸出

 

十二、醋酸：

比重1.06，純的醋酸(99～100％)在較低溫度時結成固體，故又稱冰醋酸。

 

精制方法：

其精制可用冰凍法，即冷卻至醋酸結成結晶，分去液體，結晶加熱復重熔化，再經冷凍一次，可得水醋酸。醋酸中如含有乙醇和醛等雜質，可在醋酸中加2％左右的重鉻酸鉀(或鈉)后進行分餾，若含有少量水分則加適量的醋酐后進行分餾，收集的餾分

 

十三、吡啶：

比重0.98，能與水、乙醇、乙醚等混液，和水共沸，共沸點92。

 

精制方法：

吡啶中的水分可加適量的固體氫氧化鈉放置，分去析出水層后，再加固體氫氧化鈉至無水層分出為止，蒸餾，收集l餾分，為無水吡啶。

 

十四、二甲基甲酰胺(簡稱DMF)

比重0.95，能與水、乙醇、乙醚等許多有機溶劑任意混溶。

 

精制方法：

二甲基甲酰胺與水形成共沸混合物，故含有水分的二甲基甲酰胺，不能用分餾法除去，可加無水碳酸鉀干燥后，蒸餾精制。

 

溶劑回收設施方面的安全措施

 

1、對電氣設備的要求

溶劑回收要選擇防爆型的電氣設備，根據劃分的爆炸危險區(qū)域，不管是電機、變壓器、低壓開關和控制器、燈具、信號和報警裝置等都要選擇防爆型的。

設備的選型要與蒸汽的存在類型相匹配。大功率的鼓風機最好設隔墻防爆裝置，空壓機、冷氣機要設立單獨的房子，送壓縮空氣和冷卻水到現(xiàn)場使用，電氣線路要裝在鋼管里并進行密封；現(xiàn)場風管和管道自動開關用氣動控制，送至現(xiàn)場傳感器使用的24V直流電要加安全柵等。

 

2、電氣設備和管道必須有良好的接地

摩擦、靜電、和過速輸送液體都可以成為溶劑的點火源，要避免此類隱藏點火源的發(fā)生，電氣設備和管道就必須有良好的接地。接地分自然接地和人工接地，自然接地直接與大地可靠的各種金屬構件、鋼筋混凝土建筑的基礎、金屬管道和水工構筑物的金屬樁等相連接；人工接地一般垂直埋設40~50mm直徑的鋼管，或40mm×40mm×（4~50）mm×50mm×5mm的鍍鋅角鐵，或直徑25~30mm、長度2500~3000mm的鍍鋅圓鋼，垂直打入深約800mm的溝內，其根數的多少及排列布置由接地電阻值決定。

 

3、防雷設施

用于溶劑回收的建筑物及裝置屬第一類防雷建筑物，故應按第一類防雷建筑物設計并配備相關的防雷裝置和物品。

 

避雷針

溶劑回收的建筑物需要安裝避雷針，避雷針一般用直徑25mm的鍍鋅圓鋼做成，長2500mm，端部成尖狀，也可以分叉設置。避雷針應垂直安裝在被保護物的頂部，將避雷針的尾部用鍍鋅圓鋼或扁鐵沿被保護的四壁用支持物往下引，與接地裝置可靠連接。接地裝置的接地電阻一般不大于10Ω。

 

避雷針不但能保護被保護物，還能保護被保護物周圍一定范圍內的建筑物，避雷針的保護范圍是按一定規(guī)則經過計算確定的。詳細數據請查閱相關書籍。

 

避雷線和避雷網

溶劑回收的工房如果是平頂工房或者是露天安置，則必須用到避雷線和避雷網。避雷線一般用直徑25~50mm的鍍鋅鋼絞線與架空線路同桿塔架設，架空方法及垂直度與架空線路相同，并且在首尾及中間各部位與接地裝置相連，接地電阻不大于10Ω，最大不得超過30Ω。避雷線不但能保護被保護線路，還能保護被保護線路周圍一定范圍內的設施，避雷線的保護范圍也是按一定規(guī)則計算的，此處不詳述。

 

避雷網的保護范圍是其自身，高度超過30m的建筑物超過部分每三層要拉一層避雷帶網格，溶劑回收少用30m的建筑物，故層間不用拉避雷帶網格。

 

露天外置吸附器和溶劑罐的防雷接地

露天外置的吸附器和溶劑罐的防雷接地主要是為了避免由于雷電火花而引起的油氣爆炸或引起火宅，防止油罐頂蓋被雷電擊穿破壞（一般雷電流頭部能熔化小于5mm厚的鋼板）。防雷等級及相關注意事項這里不詳述。依溶劑罐的大小即內容積（直徑及高度）確定避雷針的高度及根數，小的只設一支，大的多支。

 

附：三廢處理注意事項

1. 因處理報廢試劑費用很高，不得將無毒無害試劑當作有毒有害試劑處理，例如稀HAc、NaOH溶液，固體NaCl、Na2SO4等。

2. 提倡自行提純回收有機溶劑再利用。

3. 提倡自行對某些有害廢液進行無害化處理，例如，酸堿中和、BaCl2溶液用廢H2SO4或廢硫酸鹽處理等。

4. 能相互反應產生有毒氣體的廢液，不得倒入同一收集桶中。若某種廢液倒入回收桶會發(fā)生危險，則應單獨暫存于一容器中，并貼上標簽。

5. 化學廢棄瓶采用專用回收桶。回收空瓶應經過清洗、無殘液。