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实验室溶剂如何回收

2019-11-08  来自: 泉州市全通光电科技有限公司 浏览次数:22

     

     在实验室里,常常使用到三氯 甲烷、四氯化碳以及石油醚等有机溶剂。这些试剂化学性质不活泼、不助燃,与酸、碱不起作用,处理起来是比较困难的。其易挥发,具有毒性,污染环境。正确的回收不仅能够保护环境,还可以减少浪费。


常用溶剂的回收及其精制方法

一、石油醚:

石油醚是石油馏分之一,主要是饱和脂肪烃的混合物,极性很低,不溶于水,不能和甲醇、乙醇等溶剂无限止地混合,实验室中常用的石油馏分根据沸点不同有下列数种,其再生方法大致相同。

 

再生方法:

用过的石油醚,如含有少量低分子醇,丙 酮或乙 醚,则置分液漏斗中用水洗数次,以氯化钙脱水、重蒸、收集一 定沸点范围内的部分,如含有少量氯仿,在分液漏斗中先用稀碱液洗涤,再用水洗数次,氯化钙脱水后重蒸。

 

精制方法:

工业规格的石油醚用浓硫酸,每公斤加50一振摇后放置一小时,分去下层硫酸液,可以溶去不饱和烃类,根据硫酸层的颜色深浅,酌情用硫酸振摇萃取二、三次。上层石油醚再用5%稀碱液洗一次,然后用水洗数次,氯化钙脱水后重蒸,如需完全无水的,再加金属 钠丝或五氯化二磷脱水干燥。

 

二、环乙烷:

沸点,性质与石油醚相似。

 

再生方法:

再生时先用稀碱洗涤。再用水洗,脱水重蒸。

 

精制方法

将工业规格环乙烷加浓硫酸及少量硝酸钾放置数小时后,分去硫酸层,再以水洗,重蒸,如需完全无水的,再用金属 钠丝脱水干燥。

 

三、苯:

沸点,比重0.879,不溶于水,可与乙 醚、氯仿、丙 酮等在各种比例下混溶,纯苯在时固化为结晶,常利用此法纯化。

 

再生方法:

用稀碱水和水洗涤后,氯化钙脱水重蒸。

 

精制方法:

工业规模的苯常含有噻吩、吡啶和高沸点同系物如甲苯等,可将苯1000毫升,在室温下用浓硫酸每次80毫升振摇数次,至硫酸层呈色较浅时为止,再经水洗,氯化钙脱水重蒸,收集79℃馏分。对于甲苯等高沸点同系物,则用二次冷却结晶法除去,苯在固化成为结晶,可以冷却到,滤取结晶,杂质在液体中。

 

四、氯仿:

比重1.488,不溶于水,易与乙 醚、乙醇等混溶,在日光下易氧化分解成Cl2HClCO2及光 气(COCl2),后者有毒,故应贮在棕色瓶中。氯仿在稀碱水作用下易分解产生甲酸盐,在浓碱水作用下则生成碳酸盐。

 

再生及精制方法:

医用氯仿含有1%酒精作为安定剂,以防止它的分解,可用水洗涤,氯化钙脱水重蒸,收集的馏分,贮于棕色瓶中。

 

五、四氯化碳:  

比重1.589,极性很低,不溶于水。

 

再生及精制方法:

工业规格的四氯化碳中常含有23%二硫化碳,其除去方法取1000毫升四氯化碳加5KOH乙醇溶液100毫升,加热三十分钟,冷却后,用水洗涤(氯化钙或固体)分去水层,再用少量浓硫酸振摇多次,直至硫酸不变色,最后用水洗涤,氯化钙或固体氢氧化钠脱水,加石蜡油少许后蒸馏可得精制品。

 

(附注)氯仿和四氯化碳脱水干燥时,切忌用金属 钠,否则将发生爆炸事故。

 

六、二硫化碳:

沸点性质与四氯化碳相似,纯的二硫化碳为无色液体,味香,有毒性,市售工业规模的常含硫化氢、硫氢化碳等分解产物因而其味难闻。二硫化碳久置色变黄。

 

精制方法:

精制时先用金属汞振摇,再用饱和氯 化汞冷溶液振摇,最后再用高锰酸钾液洗涤后蒸馏而得。

 

七、乙 醚:

比重0.714,在水中的溶解度为8.11%。

 

再生方法:

用过的乙 醚常含有水及醇,如用水洗涤损失很大,可用饱和氯化钙水液洗涤,同时又可去除乙醇,再以无水氯化钙脱水干燥,重蒸即得。

 

精制方法:

乙 醚久置于空气中,尤其是日光下暴露,则逐渐氧化成醛,酸及过氧化物。当过氧化物达到万分之几时,蒸馏时有发生爆炸的危除,过氧化物的存在可以用碘化钾溶液与少量乙 醚共振摇生成游离碘而检出,其除去法可用稀碱液,高锰酸钾液,亚硫酸钠液顺次洗涤,再用水洗,干燥,重蒸而得,贮存时加少量表面洁净的铁丝或铜以防止氧化。

 

另法除法少量醇类可在乙 醚中加少量高锰酸钾粉末和12(左右)氢氧化钠,放置数小时后,在氢氧化钠表面如有棕色的醛缩合树脂生成者,重复这一操作直至氢氧化钠表面不生棕色物为止,然后将乙 醚倒入另一瓶内,加无水氯化钙脱水,重蒸而得,如须完全无水的,再将金属 钠压成钠丝加入,瓶塞打孔,附一氯化钙管,放置为了减少蒸发,在氯化钙管上安装一根一端拉成毛细管的玻璃管以与外界相通。

 

八、丙 酮:

比重0.792,与水、醇能任意混溶。

 

再生方法:

丙 酮中如含有多量的水时,可加食盐或固体碳酸钾等盐类,盐析成二层,分去下层盐水层,上层丙 酮液蒸馏收集54馏分,再用无水氧化钙脱水干燥重蒸。

 

精制方法:

1、一般工业用丙 酮,常会有甲醇、醛和有机酸等杂质,精制时加高锰酸钾粉末回流,所加的量应使丙 酮一直保持紫色,如不加热,放置34天也可,加热后冷却,滤去沉淀,加无水碳酸钾或氯化钙脱水干燥,蒸馏收集。

 

2、如丙 酮中混有少量乙醇、乙 醚、氯仿等溶剂,精制时加二倍量的饱和亚硫酸氢钠溶液振摇,生成亚硫酸氢钠丙 酮加成体,再在其中加等量的酒精,析出结晶,过滤收集,顺次以酒精、乙 醚洗涤,干燥。将此结晶与少量水相混合,加入10%碳酸钠或10%盐酸使加成物分解、滤液分级蒸馏,取丙 酮之馏分,再加无水氯化钙或碳酸钾脱水干燥,重蒸而得。

注意:丙醇不宜用金属 钠或五氧化二磷脱水。

 

九、乙醇:

比重0.79与水能任意混溶,蒸馏时与水共沸,共沸点78,共沸混溶液含水4.43%为95%乙醇。

 

再生方法:

先在用过的乙醇中加生石灰(氧化钙),每立升加25,加热回流脱水后,分级蒸馏,收集76的馏分,含醇8090%。再置园底烧瓶中,加计算量多一倍的生碳,回流五小时,再蒸馏收集76的馏分,可达98.599.5%。

 

精制方法:

如须完全无水者;可用下列二法之一:

199.5%乙醇l000毫升,加苯二甲酸二乙酯和金属 钠,放置后蒸馏得无水乙醇

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

298%以上的乙醇60毫升,置于2立升的园底烧瓶中,加入金属镁,碘,使发生反应促进镁溶解成醇镁,再加900毫升乙醇,回流加热5小时,蒸馏可得100%乙醇。(C2H5O)2Mg+2H2O→2H5OH++Mg(OH)2

 

十、甲醇:

比重0.79,能与水、乙醇、乙 醚、氯仿作任何比例的混溶,不与水共沸,利用分馏法可得99.8%的浓度,完全无水的甲醇,可用镁和碘的方法制得(同乙醇项下)。甲醇有毒,对视神经有损伤,应用和操作时应注意。

 

精制方法:

工业规模的甲醇中,主要含丙 酮和甲醛杂质,可用硫酸汞酸性溶液与甲醇一起加热,使丙 酮生成络合物析出,或碘的碱性溶液共热使醛或酮氧化成碘仿,然后再分馏精制。注意甲醇不能用生石灰脱水,因CaO能吸收20%甲醇,CaOCH30HH20为一平衡,完全脱水不可能。

 

十一、乙酸乙酯:

比重0.90,含水的乙酸乙酯在日光下会逐渐水解为醋酸和乙醇。

 

精制方法:

精制时以5%碳酸钠(或碳酸钾)溶液,饱和氯化钙溶液分别洗去醋酸和醇再以水洗、分级蒸馏取乙酸乙酯馏分,再经无水氯化钙脱水干燥后重蒸一次,或在乙酸乙酯中加少量水,每加水,蒸馏,水和乙醇在第 一馏分中即被蒸出

 

十二、醋酸:

比重1.06,纯的醋酸(99100)在较低温度时结成固体,故又称冰醋酸。

 

精制方法:

其精制可用冰冻法,即冷却至醋酸结成结晶,分去液体,结晶加热复重熔化,再经冷冻一次,可得水醋酸。醋酸中如含有乙醇和醛等杂质,可在醋酸中加2%左右的重铬酸钾(或钠)后进行分馏,若含有少量水分则加适量的醋酐后进行分馏,收集的馏分

 

十三、吡啶:

比重0.98,能与水、乙醇、乙 醚等混液,和水共沸,共沸点92

 

精制方法:

吡啶中的水分可加适量的固体氢氧化钠放置,分去析出水层后,再加固体氢氧化钠至无水层分出为止,蒸馏,收集l馏分,为无水吡啶。

 

十四、二甲基甲酰胺(简称DMF)

比重0.95,能与水、乙醇、乙 醚等许多有机溶剂任意混溶。

 

精制方法:

二甲基甲酰胺与水形成共沸混合物,故含有水分的二甲基甲酰胺,不能用分馏法除去,可加无水碳酸钾干燥后,蒸馏精制。

 

溶剂回收设施方面的安全措施

1、对电气设备的要求

溶剂回收要选择防爆型的电气设备,根据划分的爆炸危险区域,不管是电机、变压器、低压开关和控制器、灯具、信号和报警装置等都要选择防爆型的。

 

设备的选型要与蒸汽的存在类型相匹配。大功率的鼓风机应设隔墙防爆装置,空压机、冷气机要设立单独的房子,送压缩空气和冷却水到现场使用,电气线路要装在钢管里并进行密封;现场风管和管道自动开关用气动控制,送至现场传感器使用的24V直流电要加安全栅等。

 

2、电气设备和管道必须有良好的接地

摩擦、静电、和过速输送液体都可以成为溶剂的点火源,要避免此类隐藏点火源的发生,电气设备和管道就必须有良好的接地。接地分自然接地和人工接地,自然接地直接与大地可靠的各种金属构件、钢筋混凝土建筑的基础、金属管道和水工构筑物的金属桩等相连接;人工接地一般垂直埋设40~50mm直径的钢管,或40mm×40mm×4~50mm×50mm×5mm的镀锌角铁,或直径25~30mm、长度2500~3000mm的镀锌圆钢,垂直打入深约800mm的沟内,其根数的多少及排列布置由接地电阻值决定。

 

3、防雷设施

用于溶剂回收的建筑物及装置属第 一类防雷建筑物,故应按第 一类防雷建筑物设计并配备相关的防雷装置和物品。

 

避雷针

溶剂回收的建筑物需要安装避雷针,避雷针一般用直径25mm的镀锌圆钢做成,长2500mm,端部成尖状,也可以分叉设置。避雷针应垂直安装在被保护物的顶部,将避雷针的尾部用镀锌圆钢或扁铁沿被保护的四壁用支持物往下引,与接地装置可靠连接。接地装置的接地电阻一般不大于10Ω

 

避雷针不但能保护被保护物,还能保护被保护物周围相应范围内的建筑物,避雷针的保护范围是按规则经过计算确定的。详细数据请查阅相关书籍。

 

避雷线和避雷网

溶剂回收的工房如果是平顶工房或者是露天安置,则必须用到避雷线和避雷网。避雷线一般用直径25~50mm的镀锌钢绞线与架空线路同杆塔架设,架空方法及垂直度与架空线路相同,并且在首尾及中间各部位与接地装置相连,接地电阻不大于10Ω,不得超过30Ω。避雷线不但能保护被保护线路,还能保护被保护线路周围范围内的设施,避雷线的保护范围也是按规则计算的,此处不详述。

 

避雷网的保护范围是其自身,高度超过30m的建筑物超过部分每三层要拉一层避雷带网格,溶剂回收少用30m的建筑物,故层间不用拉避雷带网格。

 

露天外置吸附器和溶剂罐的防雷接地

露天外置的吸附器和溶剂罐的防雷接地主要是为了避免由于雷电火花而引起的油气爆炸或引起火宅,防止油罐顶盖被雷电击穿破坏(一般雷电流头部能熔化小于5mm厚的钢板)。防雷等级及相关注意事项这里不详述。依溶剂罐的大小即内容积(直径及高度)确定避雷针的高度及根数,小的只设一支,大的多支。

 

附:三废处理注意事项

1. 因处理报废试剂费用很高,不得将无毒无害试剂当作有毒有害试剂处理,例如稀HAc、NaOH溶液,固体NaCl、Na2SO4等。

2. 提倡自行提纯回收有机溶剂再利用。

3. 提倡自行对某些有害废液进行无害化处理,例如,酸碱中和、BaCl2溶液用废H2SO4或废硫酸盐处理等。

4. 能相互反应产生有毒气体的废液,不得倒入同一收集桶中。若某种废液倒入回收桶会发生危险,则应单独暂存于一容器中,并贴上标签。

5. 化学废弃瓶采用专用回收桶。回收空瓶应经过清洗、无残液。


                                                                                                      

(来源互联网综合整理

(图片来源:Pixabay)


关键词: 仪器