Abstract
本文的研究目的在於回收廢液中之甲苯, 以達成溶劑循環使用, 減少污染之目的。廢液來源為制造 TATB (1,3,5-triamino, 2, 4, 6-trinitrobenzene) 所排放之溶液,其中甲苯含量高達95％以上。文中所使用之處理法為吸附齊處理法及超臨界流體萃取法 (supercritical fluid extraction method)。本文中所使用之吸附劑為高分子吸附劑 (Rohm and Haas co.的 Amberlite XAD 系列及自行合成的丙烯睛一二乙烯苯共聚合體系列及甲基丙烯酸環氧丙脂– 1, 2 二甲基丙烯酸乙烷共聚合體系列) 及活性碳; 所使用的超臨界流體為二氧化碳。文中並探討超臨界二氧化碳的密度與甲苯萃取量的關係。高分子吸附劑甲在1960年代即被合成 (Kunin et al., 1962; Kun ＆ Kunin, 1964)。在於處理水溶液中的有機物質方面, 在許多的文獻中都肯定了高分子吸附劑的處理能力 (Crook et al., 1975; Kunin, 1977; DiFilippi et al., 1982; Rosenfeld et al., 1984)。在對於處理非水溶液中有機物質的吸附方面, Paleos(1969)曾經探討了 XAD自toluene 及hexane溶液中吸附acids 及phenols 之現象。此類的高分子吸附劑亦被用來處理TNT 及其他火藥製造過程中所產生的廢液 (Walsh et al., 1973; Steventet al., 1975)及被應用於臨床醫學的研究上, 例如自例入煩血液中去除有毒的物質 (Rosenbaum,1972) 且達成了良好的效果。超臨界流體萃取的技術主要是利用流體在靠近臨界點附近所擁有比氣相或液相要好的溶劑特性來完成分離物質的工作。在超臨界流體的範圍 (1＜Tr＜1.4, 1＜Pr＜6) 之內, 某些流體對於有機特質有相當高的溶解力。Buchner (1906)報導了一些揮發性的有機物會溶解在超臨界二氧化碳中, 而其溶解度比其揮發度高了幾個order of magnitude。Zosel (1976)觀察到對於高沸點的物質而言, 超臨界流體為一極佳的溶劑, Krukonis及Kurnik(1985)曾對於芳香族同分異構物(aromatic isomers)在超臨界二氧化碳中的溶解度做一探討。結果發現超臨界二氧化碳對於芳香族的同分異構物的溶解度隨著該分子的melting point 的降低而升高。綜合本文的實驗結果與分析, 可做以下結論:1.本文中所使用的各類吸附劑均無法有效地將廢甲苯溶液中的不純特完全去除, 各類吸隊劑對廢甲苯中之各成份沒有明顯的選擇性, 無法回收高純度的甲苯。2.以超臨界二氧化碳萃取甲苯, 結果顯示甲苯的萃取量與超臨界二氧化碳的密度成正比關係。此外廢甲苯溶液中的不純物TCTNB 不會因密度之增加而溶解於超臨界二氧化碳中, 因此加收甲苯的純度可達百分之百。3.二氧化碳在超臨界狀態下操作所得的甲苯萃取量比在氣相下操作來得高, 顯示在超臨界狀態下擁有較佳的質傳特性。4.由超臨界二氧化碳萃取甲苯的實驗證明此技術可回收因製造TATB所產生的大量廢甲苯溶液中的甲苯。如何將此程序放大 (scale-up) 及探討操作變數之間的關係為一值得繼續探討的問題。