摘要:黃山永新引進消化吸收的活性炭纖維全自動回收乙酸乙酯溶劑工藝,每年可產(chǎn)生經(jīng)濟效益2590萬元,同時減少了大氣污染物的排放,具有非常重要的環(huán)保意義。本文詳細介紹了乙酸乙酯回收工藝及裝置,并對回收溶劑的成分、顏色和使用做了詳細分析。
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揮發(fā)性有機化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)是大氣主要污染物之一,除能對人體的神經(jīng)及造血系統(tǒng)造成極大的危害外,擴散到大氣中的VOCs,在太陽光紫外線的作用下與NOx 發(fā)生光化學反應(yīng),生成的以臭氧為主要成分的光化學氧化劑會對人類及生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴重的影響。上世紀40 年代初發(fā)生在洛杉磯的光化學煙霧事件以及1970年在日本東京發(fā)生的光化學煙霧事件,都與碳氫化合物產(chǎn)生的光化學氧化物有關(guān)。
在包裝印刷生產(chǎn)中,由于大量使用的溶劑型油墨含有50%~60%的揮發(fā)性成分,如果加上調(diào)油墨粘度所需的稀釋劑,那么在印刷干燥時,揮發(fā)性組分的總含量為70%~80%,由此產(chǎn)生了一定量的廢氣。
目前有關(guān)治理廢氣、回收溶劑主要涉及到兩個方面:一是生產(chǎn)廠尾氣中所含有機溶劑的回收;二是使用單位所排放出的溶劑的回收。回收排放出的溶劑具有重要的意義,既減少了對環(huán)境污染和對人身的危害,又可使溶劑得到再利用,降低生產(chǎn)成本。我公司通過大量研究,引進消化吸收活性炭纖維全自動回收溶劑乙酸乙酯工藝,采用大風量、低濃度廢氣治理新技術(shù),取得了良好的經(jīng)濟和環(huán)境效益。
一、乙酸乙酯回收工藝
1. 乙酸乙酯的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與用途
乙酸乙酯是乙酸中的羥基被乙氧基取代而生成的化合物,結(jié)構(gòu)簡式為CH3COOCH2CH3,相對分子質(zhì)量88.11,其分子結(jié)構(gòu)如圖1所示:

圖1 乙酸乙酯的分子結(jié)構(gòu)
?乙酸乙酯是一種無色液體,有水果香味,沸點77℃。它能與醇醚互溶,微溶于水,比水輕。易燃,與水在一定條件下水解成對應(yīng)的醇和酸,在稀硫酸條件下加熱,發(fā)生可逆反應(yīng)生成乙醇和乙酸,反應(yīng)不夠完全。在氫氧化鈉溶液中加熱,水解相當完全,生成乙酸鈉和乙醇。其相對密度(水=1)為0.894-0.898,微溶于水,25℃時在水中溶解度為8.08%(wt);水在醋酸乙酯的溶解度為3%左右。
2、乙酸乙酯的回收工藝
我公司對乙酸乙酯回收采用吸附——水蒸汽冷卻——溶劑回收凈化的工藝,具體流程如下:

其回收裝置包括集氣裝置、凈化裝置等,如圖2所示:

圖2 乙酸乙酯回收裝置圖
二、回收裝置廢氣處理能力
表1 回收裝置的排氣濃度


表1為回收裝置的排氣濃度。經(jīng)測算發(fā)現(xiàn),回收裝置剛購買時,處理廢氣能力很強,廢氣去除率高達96.2%,高于目標值90%。回收裝置使用半年后,廢氣去除率為94.5%,凈化效果隨時間延長有下降趨勢,但依然很好。
三、回收溶劑的質(zhì)量狀況
1、回收溶劑的成分
回收溶劑中除主要成分乙酸乙酯外,還含有印刷油墨、溶劑等,具體成分如表2所示:
表2?? 回收溶劑的分析結(jié)果
化合物名稱
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質(zhì)量百分比(%)
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乙酸乙酯
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96.225
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甲基環(huán)已烷
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0.284
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丙酮
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0.627
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異丙醇
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0.088
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乙醇
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0.069
|
醋酸
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0.559
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n-丙醇
|
0.039
|
其他
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0.108
|
水
|
2.000
|
由表2中各物質(zhì)的質(zhì)量百分比可以看出,回收溶劑的主要成分為乙酸乙酯,占總物質(zhì)的96.225%。
2、回收溶劑的顏色
回收乙酸乙酯與新乙酸乙酯的顏色對比如圖3所示。由圖可見,回收的乙酸乙酯在顏色上有些發(fā)黃。

圖3 回收乙酸乙酯與純乙酸乙酯的顏色比較
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我們將回收的乙酸乙酯與新(純)乙酸乙酯分別與不同主劑與固化劑混合不同時間后,觀察混合物的顏色,具體如圖5、圖6、圖7和圖8所示:

圖4 混合前各物質(zhì)的顏色

圖5不同主劑、固化劑和乙酸乙酯溶劑混合(速后)后的顏色(混合比率1:1)

圖6?? 不同主劑、固化劑和乙酸乙酯溶劑混合后經(jīng)過一段時間后的顏色
??????????????????? 圖7?脂肪族固化劑和乙酸乙酯溶劑混合后的顏色
由圖4~圖7可知,回收乙酸乙酯溶劑無論是與聚醚還是與聚酯混合,混合液顏色均有點發(fā)黃,但與脂肪族固化劑混合后,混合液顏色無明顯變化。
在25℃的恒溫條件下,將回收乙酸乙酯與新(純)乙酸乙酯分別與粘合劑混合,混合物的粘度以及外觀隨時間變化如表3所示:
表3 ??回收乙酸乙酯與粘合劑混合后的粘度隨時間變化情況
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