环嗪酮胍废水的循环利用

杨海松

摘 要：环嗪酮是当前世界广泛应用的林业除草剂，环嗪酮在生产过程中产生了大量的高浓度有机废水，处理非常困难，并且处理后产生的废液和废渣也容易污染环境，因此，环嗪酮废水的循环利用尤为重要，本文介绍了环嗪酮生产过程中胍废水的循环利用方法。

关键词：环嗪酮;胍废水;循环利用;二甲胺盐酸盐

0 引言

环嗪酮是优质的除草剂，已在全世界广泛使用[1]，随着安全环保需求的不断提升，绿色工艺成为主要的技术研究方向之一。环嗪酮胍废水因含有大量的二甲胺和二甲胺盐酸盐以及其他有机杂质，处理难度及成本较大，蒸出水中的的氨氮及總氮残留较高，同时蒸出水和母液并没有实现循环使用。

因此，开发一套循环利用的胍废水处理方案不仅能够降低生产成本，而且更加环保。

本文以N-甲基氰氨基甲酸乙酯（以下简称“甲基物”）

和二甲胺盐酸盐反应，获得N-甲基-N-N（N'，N'-二甲基脒基）氨基甲酸乙酯（以下简称“胍”）的盐酸盐[2]（以下简称“胍盐”），然后使用二甲胺水溶液进行游离，再经过氯仿萃取和水洗获得胍液和胍废水的工艺路线为研发对象，针对胍废水开发出一套循环利用蒸出水及二甲胺盐酸盐的处理方案，即使用盐酸调节胍废水pH值至6-7，通过减压蒸馏，获得蒸出水及含有大量二甲胺盐酸盐的母液，蒸出水可直接应用于胍水洗;母液中加入95%乙醇或套用的上一批次乙醇母液可析出二甲胺盐酸盐[3]，通过离心，加水溶解再脱水带出乙醇，此时获得的二甲胺盐酸盐溶液可回用至和上述甲基物反应生成胍盐。本过程可回收95%以上的二甲胺盐酸盐，乙醇母液可循环套用10-15次（随着套用次数的增加，乙醇母液和回收的二甲胺盐酸盐中有机杂质逐渐增多，需确保二甲胺盐酸盐含量≥85%），最后富含大量有机杂质的少量乙醇母液运送至废液焚烧炉进行焚烧。

1 胍废水的来源及水质

废水来自江苏某农药生产企业环嗪酮生产工艺胍废水，胍废水具体指标见表1：

分析仪器：PHSJ-4A型酸度计，LB-CNPT COD氨氮总氮测定仪，DDS-11A数显电导率仪。

2 废水处理方法

由于胍废水中含有游离的二甲胺，需先向废水中滴加盐酸，调节pH至6-7，使游离的二甲胺完全转化为二甲胺盐酸盐[4]，反应原理：

将中和后的废水进行减压蒸馏，真空度控制在10-30mmHg，温度不超过100℃，蒸出水指标见表2：

蒸馏结束后，降温并向蒸馏剩余液中加入质量分数95%乙醇或者上一批次离心的乙醇母液，使蒸馏剩余液中的二甲胺盐酸盐析出，通过离心分离出二甲胺盐酸盐和乙醇母液，此湿品二甲胺盐酸盐含量为85-95%之间。

将上述步骤获得的湿品二甲胺盐酸盐与的工艺水混合溶解，然后减压蒸馏，带出湿品中残留的乙醇，真空度控制在10-30mmHg，温度不超过100℃，取样分析，控制乙醇残留小于0.5%[5]，同时控制剩余二甲胺盐酸盐含量在60-75%。为了确定溶解湿品二甲胺盐酸盐的最优工艺水量，用不同含量的湿品二甲胺盐酸盐分别使用不同重量的水进行溶解和蒸馏进行对比实验，实验数据见表3。

由表可知，当工艺水量和湿品二甲胺盐酸盐质量为1：1时，可确保剩余二甲胺盐酸盐含量达到60%后乙醇残留合格。

3 回收利用方法

3.1 蒸出水的回用

用等量的蒸出水代替工艺水，对氯仿萃取后的胍液进行水洗，使用蒸出水和使用工艺水对照各批次生产数据见表4：

1-3批为使用蒸出水的实验组，4-6批为使用工艺水的对照组，由表可知，实验组环嗪酮每批平均折百量为1147.8g，对照组每批平均折百量为1147.4g，实验组和对照组环嗪酮产量、收率以及副指标基本相同。所以蒸出水可代替工艺水，实现循环利用。

3.2 二甲胺盐酸盐的套用

本文通过使用废水中回收的二甲胺盐酸盐和合成二甲胺盐酸盐在胍合成中对比胍的收率情况来判断回收二甲胺盐酸盐是否可套用。称量1mol重量的甲基物（甲基物含量不同重量不同我们以1mol来确定其投料量），在最优胍合成条件下[2]，使用回收的二甲胺盐酸盐和合成的二甲胺盐酸盐进行胍合成对照，对照数据见表5。

由表可见，使用合成二甲胺盐酸盐胍收率为85.3%，当使用的湿品二甲胺盐酸盐含量≥85%时，胍平均收率为85.54%，与使用合成二甲胺盐酸盐胍收率基本相同，但是当湿品二甲胺盐酸盐含量<85%时，随着二甲胺盐酸盐含量的降低，胍收率也逐渐降低。

4 结果与讨论

从胍废水中回收的湿品二甲胺盐酸盐中含有少量的乙醇，将乙醇带净且符合胍合成需求的最佳工艺条件为加入与湿品二甲胺盐酸盐相同质量的工艺水，温度不超过100℃，真空度10-30mmHg减压蒸馏。

胍废水经过处理回收的蒸出水和二甲胺盐酸盐通过使用本文阐述的方法，可完全替代原来的物料，并且可以多次循环套用，既降低了生产成本，又大大减少了危废的产生。

参考文献：

[1]洪露，周金培，李翔，刘丽，杨新民.林业除草剂环嗪酮的研究及其开发应用[J].江苏农药，1994.02：6-9.

[2] Charles，D.Adams，Nework，Earl，W.Cummins，Wilmington，both，

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[3]顾思雨，邓玉智，王小虎.工业废水中回收二甲胺盐酸盐的方法与流程，中国：CN201810373572.2[P].2018.

[4]杨成超，一种二甲胺盐酸盐的制备方法.中国：

CN201310512333.8[P].

[5]朱丽霞.用气相色谱法测定工业冷却废水中微量甲醇、乙醇、丙酮、醋酸甲酯、醋酸乙烯的含量[J].福建环境， 2002，19（4）：42-44.

[6] HG/T5423-2018.环嗪酮原药行业标准[S].工业和信息化部，2018.