吡啶是含有一個氮雜原子的六元雜環(huán)化合物?梢钥醋霰椒肿又械囊粋(CH)被N取代的化合物,故又稱氮苯。
(一)吡啶的化學性質(zhì)和用途
1、化學性質(zhì)
吡啶及其衍生物比苯穩(wěn)定,其反應性與硝基苯類似。典型的芳香族親電取代反應發(fā)生在3、5位上,但反應性比苯低,一般不易發(fā)生硝化、鹵化、磺化等反應。吡啶是一個弱的三級胺,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晶形的絡合物。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,易被氧化成N-氧化吡。
2、應用途徑
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、消毒劑、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,其中應用最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
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的抑制性或毒性,即“殺菌”,造成生化不能進行,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,但都具有一個共同的特點“雜環(huán)、結構穩(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:高級氧化預處理+生化)
廢水先進行預處理,目的是把吡啶分解成小分子物質(zhì),預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行預處理,再輔以生化法,污染物可以得到有效處理,性價比高。典型工藝如下:
(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,這一步只能得到吡啶含量50%左右的溶液,接下來用苯作為共沸劑對其脫水以得到含水少的吡啶,如果回收的吡啶量很少,也可以用分子篩脫水。由于廢水精餾時吡啶含量很少,精餾塔可以采用直接水蒸汽加熱以減少設備投資,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,當作廢吡啶賣給回收廠家,1kg估算3~5元,基本上賣回了運行費用,好的話還有得多。 但精餾的投資成本和運行仍然非常高,屬于一般性價比的解決方案。具體參見http://www.yiban123.com更多相關技術文檔。
(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,煙氣必須要處理。各地固廢處理中心對這種廢水的焚燒成本收費都很高,一般在每噸水上千元左右,一般難以承受。