氟苯生产过程中的污染物排放计算

李博

摘 要：氟化工产品以其耐化学品、耐高低温、耐老化、低摩擦、绝缘性能好等优势，被广泛应用于军工、化工、机械等领域，已成为化工行业中发展最快、最具高新技术和最有前景的行业之一。因此，对氟化工中较典型的产品——氟苯进行了工艺分析，并预测了其“三废”污染物的排放情况。

关键词：氟苯；高分子材料；合成釜；氢氟酸

中图分类号：X51 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.18.079

1 概述

1.1 氟化工行业概况

近年来，全球氟化工产业稳步发展，并在新的应用领域中不断拓展。长期以来，全球含氟高分子材料的生产能力与消费需求快速、同步增长，其中，在亚洲地区尤其是在我国发展迅速。

1.2 氟苯理化的性质和氟苯产品的用途

1.2.1 氟苯理化的性质

氟苯理化属于无色透明液体，熔点为-42.22 ℃，沸点为84.734 ℃（760 mm Hg），相对密度为1.025（20 ℃），能与乙醇、乙醚混溶。

1.2.2 氟苯产品的用途

氟苯产品是新型半晶型芳香族热塑性工程塑料聚醚醚酮的主要合成原料，也是抗精神病特效药物三氟派啶醇、三氟哌啶苯、五氟利多、喹诺酮类药物-环丙沙星等的主要原材料，同时，还用于农药杀虫剂、杀卵剂和塑料树脂的鉴定。

2 氟苯的工艺流程和排污环节

氟苯的工艺流程为：将无水氟化氢由低位槽转入反应釜中，在搅拌状态下向合成釜中滴加一定量的苯胺，滴加温度控制在±10 ℃，使其充分反应，生成苯胺氢氟酸盐；用螺旋加料机向合成釜中加入一定量的亚硝酸钠，并将温度控制在±5 ℃，反应生成重氮盐；加入一定量的尿素去除过量的亚硝酸钠；控制釜温在一定时间内匀速上升至规定温度，使其完全分解，排放出氮气和氟化氢气体。这部分气体经过三级水喷淋+一级碱液吸收处理后，通过15 m高的排气筒排放（G1），水喷淋产生的废液可作为副产品氢氟酸外售，碱喷淋废水排入污水处理站（W1）。

合成完毕的物料静置分层，将粗品与母液分离。分离出的母液（氟化钠、氢氟酸等物质）经过喷雾干燥，可去除氟化钠和有机杂质（S1），最后进行三级冷凝回收氟化氢。其中，第一级冷凝产生的氢氟酸（40%）作为副产品外售；第二级冷凝产生的氢氟酸（70%）加入浓硫酸蒸馏以回收氟化氢，釜残作为固废排放（S2）；第三级冷凝后的氟化氢（99.9%）可直接作为原料，第三级冷凝和硫酸蒸馏冷凝系统的不凝气进入回收车间，水喷淋产生的废液作为副产品氢氟酸外售，碱喷淋废水进入氟化钠回收工段。

将粗品中的氢氟酸加碱中和后进行水汽蒸馏（釜温≤103 ℃），并对蒸馏后的残液分层，沉淀物作为固体废物（S3），水相作为废水排入污水处理站（W2）；水汽蒸馏中的不凝气通过冷凝器上方排气口（8 m）排放（G3），冷凝器收集液体后再次分层，水相作为废水排入污水处理站（W3），油相进入常压蒸馏系统（釜温≤105 ℃，塔顶温度≤85.5 ℃）进一步去除有机杂质；常压蒸馏时通过冷凝器上方的排气口（8 m）排放不凝气（G4），蒸馏后会产生釜残的排放物（S4）。精馏后的氟苯加入烧碱去除水分后即为成品，分离后的烧碱回用至中和工序。

氟苯项目的工艺流程和排污环节如图1所示。

3 “三废”污染物的排放情况

以年产3 000 t氟苯计算，氟苯“三废”污染物的产排情况如下。

3.1 废气

氟苯项目废气主要包括生产车间喷淋吸收尾气、回收车间喷淋吸收尾气、蒸馏（精馏）不凝气。其中，喷淋废气主要污染物为HF，其质量浓度为3 131 mg/m3，产生量为112.75 t/年，经过三级喷淋水吸收+一级碱液吸收后，排放浓度为5.56 mg/m3，产生量为0.2 t/年；水汽蒸馏和常压蒸馏工艺废气中的主要污染物为氟苯，产生量均为0.1 t/年，经过活性炭吸附后，排放量均为0.05 t/年。

3.2 废水

氟苯项目工艺废水主要包括碱喷淋废水、分层废水。碱喷淋废水水量为218.72 m3/年，污染物产生浓度为COD 200 mg/L，全盐量为17.8%，产生量为COD 0.04 t/年，全盐排放量为47.28 t/年；水汽蒸馏分层废水水量为1 199.44 m3/年，污染物产生浓度为COD 20 000 mg/L，全盐量为3.6%，产生量为COD 25.1 t/年，全盐排放量为45.2 t/年；常压蒸馏分层废水水量为560 m3/年，污染物产生浓度为COD 5 000 mg/L，产生量为COD 2.81 t/年。

3.3 固废

氟苯项目产生的固体废物主要是碳化物、废硫酸、精馏（蒸馏）残渣等。其中，碳化物产生量为1 142 t/年；废硫酸产生量为476.62 t/年；蒸馏残渣产生量为212.73 t/年；精馏残渣产生量为5.46 t/年。

图1 氟苯项目工艺流程及废气排污环节图

4 结束语

氟苯是氟化工行业中的重要产品之一，具有生产工艺复杂、排污节点繁多和污染物排放量较大的特点。在具体预测过程中，应从反应原理出发，详细计算各个排污环节和排污量，选择最优的环保措施，以确保各项污染物达标排放。

〔编辑：张思楠〕