氯化苯碱性废水环保处理方法

摘要：介绍了氯化苯生产的反应机理、工艺流程、废水的产生及环保回收工艺。

关键词：氯化苯工艺；废水；环保

0 概述

国内生产的氯化苯75%是作为生产对（邻）硝基氯化苯的原料，而对（邻）硝基氯化苯的一次衍生产品是橡胶、染料、颜料、农化、医药生产的重要中间体。

染料、医药工业用于制造苯酚、硝基氯苯、苯胺、硝基酚等有机中间体。橡胶工业用于制造橡胶助剂。农药工业用于制造DDT，涂料工业用于制造油漆。轻工工业用于制造干洗剂和快干油墨。化工生产中用作溶剂和传热介质，因氯苯不与光气反应，所以在MDI和TDI制造中是受欢迎的溶剂。氯苯还可以用于生产二苯醚，该产品是液体载热体的主要成份，它还可用于热塑性工程塑料（特别是ABS树脂）的阻燃剂中间体。

氯化苯的生产工艺近年来无较大改进变化，仍延续传统反应机理和工艺流程，国内几家较大的氯化苯生产厂家大体工艺基本一致。随着国家对化工产业的环保要求逐年严格，氯化苯装置的环保问题也日益突显出来，其中主要为尾气和废水的治理。

1 反应机理和生产方法

1.1 氯化苯的合成方法

氯化苯的合成方法有多种，例如：苯和氯气在紫外光线的照射下直接反应生成氯化苯等，经过生产实践的检验，上述方法有的能应用于生产，有的在生产中没有实用的价值，目前国内外几乎所有的氯化苯生产厂家均采用液相催化氯化法制取氯化苯。

1.2 生产中的催化剂作用及影响催化剂使用寿命的因素

催化剂三氯化铁能促使氯气分子极化而离解生成的Cl+ 进攻苯环，生产C6H5Cl。取代出的H+和FeCl4-结合，生成HCl和FeCl3。而影响催化剂使用寿命的因素主要有：干苯和氯气中的含水量；氯化液的产量；氯化槽底部的积酸量；酸苯分离小罐回流苯的含酸量；苯中噻吩、硫化物的含量。

1.3 生产原理

液相催化氯化法的反应原理是用三氯化铁为催化剂，在避光及苯沸腾状态下进行氯化，反应生成热借过量苯汽化外移，反应在生成氯化苯的同时伴有多氯苯生成。因催化剂FeCl3的作用，氯气极化理解为Cl+和Cl-离子。Cl+对芳核发生亲电攻击形成“Л”键络合物，“Л”键络合物中的Cl+进一步与苯环上的一个碳原子直接连接形成σ键络合物，σ键络合物迅速脱去质子，得到核上取代的氯化物。通过控制反应混合物的密度使苯轻度氯化，可产生最小量的多氯苯，未反应的苯循环回反应器。

2 氯化苯初步生产工艺

2.1苯的氯化

反应物苯经加料泵送至经串联的两段食盐干燥器内，一段氯化钙干燥器再到苯高位槽进行缓冲，高位槽内的苯自流入苯分配器，经远传流量计、调节阀从各氯化槽底部进入。纯度在90%以上的氯经调节阀稳压后进入到氯气缓冲罐稳压，罐内氯气经氯气分配台、远传流量计、氯气切断阀氯气手操阀也从底部分两路进入氯化槽中，槽内花板上铁环乱堆，与氯气反应生成三氯化铁，作为苯与氯气反应的催化剂。苯和氯气在氯化槽底部自下而上并流流动，同时进行反应，生成的粗氯化液由槽的上侧部经氯化液气液分离器流出，经两段串联的粗氯化液冷却器用循环水冷却后，从底部自流入粗氯化液罐。苯脱水罐底部沉积的废水定期排出苯水混合物排入氯化液罐。

反应生成的氯化氢气体及被反应热汽化的苯汽从槽顶先进入一段冷凝器用循环水冷却脱苯，然后进入二段冷凝器用来自三段冷凝器的5℃水回水冷却脱苯，最后进入三段冷凝器用5℃水冷却脱苯。一、二、三段冷凝器冷凝下来的苯及少量氯苯分别进入酸苯分离小罐，脱酸后，苯由酸苯分离小罐的侧上部自流回氯化槽底部循环使用，而自三段冷凝器出来的氯化氢气体去喷淋、副产吸收工序。

2.2 粗氯化液的精制

反应器氯化槽生成的氯化苯随着未反应的原料苯一同与送至泵入口管线，经过泵的送出搅拌过程使其混合，利用水对氯化氢的高吸收性吸收氯化液中夹带的大部分水然后送至水洗罐下部，经静止分离后，由1#水洗罐侧上部溢流入2#水洗罐下部。2#水洗罐中上部流出的粗氯化液与液碱混合用碱洗泵经管路混合器混合后送达到碱洗罐静止、分离后成为微碱性的精氯化液，自碱洗罐侧上部溢流经PH计进入1#精氯化液罐底部，再由1#精氯化液罐上部溢流入2#精氯化液罐底部。1#水洗罐分离出来的废酸水靠液位差连续自流排入废酸中间槽，碱洗罐分离出来的废碱水进入废水分离罐分离后排放至污水处理装置。2#水洗罐分离出来的废液及1#、2#精氯化液罐内废水定期抽至水洗泵入口。

粗氯化液罐、1#水洗罐、2#水洗罐的呼吸共同排入酸性呼吸冷凝器，用5℃水冷却脱苯，冷凝下来的苯回到粗氯化液罐，剩余的酸性气体进入尾气绝热塔，与废酸循环泵送来的废酸中间槽内的废酸逆流吸收，吸收液回到废酸中间槽循环使用，无法吸收的气体排空。废酸中间槽内的废酸用废酸循环泵送至其他装置使用。

3 废水的产生及环保回收

上述2.2粗氯化液精致的过程中，主要是利用水与HCL的溶解性高于氯化液与HCL的溶解性的萃取原理，使氯化液在生产过程中夹带的大量HCL被水吸收后脱除，属于萃取过程。后续碱洗过程是经配比后的NaOH溶液在继续萃取的同时增加酸与碱的中和反应使氯化液中的酸性彻底被去除。

由碱洗罐排出的碱性废水全部改为与水洗所用的清水混合然后送至氯化液中参与一次水洗，混合后的清水与氯化液中的酸离子中和反应更加完全，使碱洗水洗同时进行，水洗后的氯化液再进入碱洗罐时只做碱性调整保证PH值即可，此操作较为成功，试运行2年期间未发现异常，且在有效利用废碱水减少废水排放的同时也减少了NaOH液碱的使用量，折百液碱消耗定额由13kg/t下降至6kg/t。

4 结语

通过新旧工艺对比以及实际生产效果来看，此方法减少废水排放是一种低投资、无运行费用且产生经济效益的方法，在氯化苯行生产工艺中具有较高实用价值和推广前景，通过装置内废水的二次利用即可降低成本又能达到节能减排的环保目的，符合我国现阶段化工行业的发展方向。