吡啶是含有一個(gè)氮雜原子的六元雜環(huán)化合物??梢钥醋霰椒肿又械囊粋€(gè)(CH)被N取代的化合物,故又稱氮苯。
(一)吡啶的化學(xué)性質(zhì)和用途
1、化學(xué)性質(zhì)
吡啶及其衍生物比苯穩(wěn)定,其反應(yīng)性與硝基苯類似。典型的芳香族親電取代反應(yīng)發(fā)生在3、5位上,但反應(yīng)性比苯低,一般不易發(fā)生硝化、鹵化、磺化等反應(yīng)。吡啶是一個(gè)弱的三級胺,在乙醇溶液內(nèi)能與多種酸(如苦味酸或高氯酸等)形成不溶于水的鹽。工業(yè)上使用的吡啶,約含1%的2-甲基吡啶,因此可以利用成鹽性質(zhì)的差別,把它和它的同系物分離。吡啶還能與多種金屬離子形成結(jié)晶形的絡(luò)合物。吡啶比苯容易還原,如在金屬鈉和乙醇的作用下還原成六氫吡啶(或稱哌啶)。吡啶與過氧化氫反應(yīng),易被氧化成N-氧化吡。
2、應(yīng)用途徑
除作溶劑外,吡啶在工業(yè)上還可用作變性劑、助染劑,以及合成一系列產(chǎn)品(包括藥品、*劑、染料、食品調(diào)味料、粘合劑、炸藥等)的起始物。吡啶還可以用做催化劑,但用量不可過多,否則影響產(chǎn)品質(zhì)量。
3、產(chǎn)品來源
吡啶可從天然煤焦油中獲得,也可由乙醛和氨制得。吡啶及其衍生物也可通過多種方法合成,其中應(yīng)用*廣的是漢奇吡啶合成法,這是用兩分子的β-羰基化合物,如乙酰乙酸乙酯與一分子乙醛縮合,產(chǎn)物再與一分子的乙酰乙酸乙酯和氨縮合形成二氫吡啶化合物,然后用氧化劑(如亞硝酸)脫氫,再水解失羧即得吡啶衍生物。也可用乙炔、氨和甲醇在500℃通過催化劑制備。
4、衍生物品
吡啶的許多衍生物是重要的藥物,有些是維生素或酶的重要組成部分。吡啶的衍生物異煙肼是一種抗結(jié)核病藥,2-甲基-5-乙烯基吡啶是合成橡膠的原料。
(二)含吡啶廢水的特點(diǎn)
吡啶是一種廣泛使用的化工產(chǎn)品,有惡臭,對神經(jīng)有致毒作用,對眼角膜有損害。吡啶對微生物呈強(qiáng)烈抑制作用,且難于被空氣氧化,因而給地面水的自凈及污水的無害化處理過程造成困難。
1、吡啶不能被重鉻酸鉀氧化,含吡啶環(huán)的物質(zhì),用國標(biāo)法中的測法,吡啶測不出COD,只有能夠被重鉻酸鉀氧化的物質(zhì)才能測出COD。
2、吡啶對生化過程的生物菌有很強(qiáng)的抑制性或毒性,即“*”,造成生化不能進(jìn)行,也即廢水中的吡啶類物質(zhì)“不可生化”,使得污泥死亡,生化癱瘓。
3、帶吡啶環(huán)的物質(zhì)種類繁多,但都具有一個(gè)共同的特點(diǎn)“雜環(huán)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、難以降解”。
(三)含吡啶廢水的處理方法
(含吡啶廢水的處理方法一:氧化預(yù)處理+生化)廢水先進(jìn)行預(yù)處理,目的是把吡啶分解成小分子物質(zhì),預(yù)處理的工藝有微電解、濕式氧化等,本解決方案采用多維電催化氧化作為核心工藝進(jìn)行預(yù)處理,再輔以生化法,污染物可以*有效處理,性價(jià)比高。典型工藝如下:
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在各種污染治理技術(shù)中,電催化或TiO2光催化降解有機(jī)污染物作為一種理想的環(huán)境治理技術(shù)而受到業(yè)界廣泛關(guān)注,作為氧化的一種*前途的技術(shù),該技術(shù)可將污水中的許多有機(jī)物如染料、鹵代物、難降解農(nóng)藥、表面活性劑、雜環(huán)化合物等降解為CO2、水和其他小分子物質(zhì),具有效率高、能耗低、操作簡便、反應(yīng)條件溫和(常溫、常壓)、適用范圍廣、無二次污染等特點(diǎn),具有廣闊的應(yīng)用前景。
(含吡啶廢水的處理方法二:精餾法) 首先用精餾方法從廢水中回收吡啶,由于吡啶-水存在共沸,這一步只能*吡啶含量50%左右的溶液,接下來用苯作為共沸劑對其脫水以*含水少的吡啶,如果回收的吡啶量很少,也可以用分子篩脫水。由于廢水精餾時(shí)吡啶含量很少,精餾塔可以采用直接水蒸汽加熱以減少設(shè)備投資,并采取廢熱回收措施以降低能耗。 按廢水為常溫考慮,每噸廢水耗蒸汽毛估0.3噸。這樣水、汽、電消耗大概70塊左右。吡啶的市價(jià)40元/kg左右,每噸廢水大約可回收50%含量的吡啶20kg,如果自己不愿意精制,當(dāng)作廢吡啶賣給回收廠家,1kg估算3~5元,基本上賣回了運(yùn)行費(fèi)用,好的話還有得多。 但精餾的投資成本和運(yùn)行仍然非常高,屬于一般性價(jià)比的解決方案。
(含吡啶廢水的處理方法三:樹脂吸附) 樹脂吸附,但是如果含鹽太高則比較困難,離子會(huì)干擾樹脂對吡啶的交換。
(含吡啶廢水的處理方法四:焚燒) 采用焚燒法省事,可直接焚燒,也可濃縮后焚燒,煙氣需要處理。各地固廢處理*對這種廢水的焚燒成本收費(fèi)都很高,一般在每噸水上千元左右,一般難以承受。
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