CN104773890A - 用于富马酸生成过程中产生的废水的处理装置及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于富马酸生成过程中产生的废水的处理装置及处理方法，包括加热室、结晶器、精馏塔、冷却器、结晶受槽、回流流量计、馏出流量计、离心机和冷凝器。由于苯酐尾气吸收塔的酸水中的各种组分较多，其中水为轻关键组分，顺丁烯二酸为重关键组分，它们的相对挥发度常压下为6，在真空度为10KPa时为14.9，相对挥发度大大提高了。利用精馏的原理，并结晶和蒸发等操作单元一体化，能较大地提高分离效率并节省能源和人力。本发明的有益效果：采用低廉的低压蒸汽在较低温度下处理，精馏后馏出水的COD含量小于100PPM，PH大于6，可直接排放。结构简单过程易控，操作温度较低，安全可靠，且成本低、占地空间小。

Description

用于富马酸生成过程中产生的废水的处理装置及处理方法

技术领域

本发明涉及工业废水处理领域，具体涉及一种用于富马酸生成过程中产生的废水的处理装置及处理方法。

背景技术

富马酸(Fumaric acid)又称反丁烯二酸，是一种重要的有机化工原料，是由苯酐生成过程中所得的副产品马来酸经过异构化制得。在其生产过程中，会产生大量的酸性废水(以下简称富马酸生产废水)。其中主要有邻苯二甲酸/苯甲酸／柠檬酸顺酸反酸及硫脲的有机杂质，废水COD含量高达5×10⁴～20×10⁴，现在的处理方法有很多，例如：

高级氧化：富马酸生产废水COD浓度大于5×10⁴PPM时很难进行高级氧化处理，过氧化氢的浓度大于50％时，COD浓度下降不明显，且不安全。

铁-碳微电解法，COD浓度超过5×10⁴PPM时谁然有所下降，但很难持续进行消解。

离子树脂交换法：大孔径阴离子交换树脂COD浓度超过5×10⁴PPM时，树脂的吸附的性能较差。洗涤碱溶液脱吸后的处理也很难于处理。带来二次废水处理难题。

反渗透膜法：COD浓度超过10×10⁴PPM时，造价昂贵，定期需更换。反冲洗水二次废水处理较为困难。

双效蒸发器：COD浓度超过10×10⁴PPM时，继续蒸发浓缩较困难，其一，浓度高沸点升高蒸发困难，其二，二次蒸汽带酸较严重，蒸汽产生量随着酸水浓度提高而减少。第二效体蒸发量迅速下降，蒸发室易堵塞。

因此，无论是采用高级氧化、铁碳还原、离子交换、反渗透膜法、双效蒸发器，都需花费较大的资金人力和物力，不易实现工业化。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种废水处理效果好、成本低、操作费用低又安全可靠的用于富马酸生成过程中产生的废水的处理装置及处理方法。

为了达到本发明的目的，技术方案如下：

一种用于富马酸生成过程中产生的废水的处理装置，包括加热室、结晶器、精馏塔、冷却器、结晶受槽、回流流量计、馏出流量计、离心机和冷凝器。

所述加热室的顶部与所述精馏塔的侧面下部连接，所述加热室的底部与所述结晶器的侧面上部连接，所述精馏塔的底部与所述结晶器的顶部连接，所述精馏塔的顶部与所述冷凝器的上端连接，所述冷凝器的下端同时与所述回流流量计以及所述馏出流量计连接，所述回流流量计与所述精馏塔顶部内的回流分布器连接，所述冷却器与所述结晶器连接，所述结晶受槽的顶部与所述结晶器连接，所述结晶受槽的底部与所述离心机的顶部连接，所述离心机的底部与所述加热室的底部连接。待处理的废水从加热室的底部进入。回流分布器用以更好的扩散回流液，使之与上升蒸汽更好的接触，从而达到再平衡的目标要求。

一种用于富马酸生成过程中产生的废水的处理方法：富马酸生产废水进入所述加热室加热，蒸汽从所述精馏塔的底部进入并开始精馏，蒸发的气体进入所述冷凝器进行冷凝，冷凝后的液体经所述回流流量计进行回流，并测定冷凝后液体的PH值，当PH值达到6时，打开所述馏出流量计流水。

作为优选的技术方案，控制所述精馏塔塔顶露点温度为20～100℃。

作为优选的技术方案，控制所述精馏塔塔底泡点温度为45～150℃。

作为优选的技术方案，所述回流流量计的回流比为0～100。

作为优选的技术方案，所述馏出流量计流出水的COD含量小于100ppm。

高浓度富马酸酸性废水进入加热室，经蒸汽预热、蒸发后气体进入精馏塔进行汽水分离，蒸发的汽体经塔顶冷凝器冷凝，冷凝后经回流流量计回流，回流比在0～100时，塔顶露点温度稳定在20～100℃，对冷凝后的液体进行出水检验，当馏出水PH值达到6时，可经馏出流量计出水，此时COD测定值在100PPM以下。蒸发残液流入至结晶器中，经冷却器冷却结晶，含晶体的液体经旋液分离器分离后，进入结晶受槽，含有结晶的液体经离心机分离后，结晶体为滤饼，滤液即母液可循环进入加热室中继续蒸发。

本发明主要原理是，苯酐装置尾气水洗吸收塔的收集酸水中的各种组分中，选择水作为轻关键组分，顺丁烯二酸为重关键组分，它们的相对挥发度常压下为6，在真空度为10KPa时相对挥发度为14.9，相对挥发度大大提高了，也就较大地提高了分离度，进而提高精馏塔的分离效率。

本发明具有的有益效果：

采用低廉的低压蒸汽在较低温度下处理此类富马酸废水，馏出水的COD含量小于100PPM，PH大于等于6，可直接排放。结构简单，过程易控，操作温度较低，操作费用低，安全可靠，且成本低、占地空间小。

此外，还可以处理有机酸性废水如苯甲酸、苯二甲酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸、柠檬酸、苹果酸等；以及有机碱性废水如苯胺、对苯二胺、邻苯二胺、酰胺类、脂肪胺类等生产废水。

附图说明

图1为本发明用于富马酸生成过程中产生的废水的处理装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅仅局限于实施例。

如图1所示，一种用于富马酸生成过程中产生的废水的处理装置，包括加热室1、结晶器2、精馏塔3、冷却器4、结晶受槽5、回流流量计6、馏出流量计7、离心机8和冷凝器9。

加热室1的顶部与精馏塔3的侧面下部连接，加热室1的底部与结晶器2的侧面上部连接，精馏塔3的底部与结晶器2的顶部连接，精馏塔3的顶部与冷凝器9的上端连接，冷凝器9的下端同时与回流流量计6以及馏出流量计7连接，回流流量计6与精馏塔3顶部内的回流分布器连接，冷却器4与结晶器2连接，结晶受槽5的顶部与结晶器2连接，结晶受槽5的底部与离心机8的顶部连接，离心机8的底部与加热室1的底部连接。待处理的废水从加热室1的底部进入。

高浓度富马酸酸性废水从底部进入加热室1，经蒸汽预热、蒸发后气体进入精馏塔3进行汽水分离，蒸发的汽体经塔顶冷凝器9冷凝，冷凝后经回流流量计6回流，回流比在0～100时，塔顶露点温度稳定在20～100℃，塔底泡点温度为45～150℃，对冷凝后的液体进行出水检验，当馏出水PH值达到6时，可经馏出流量计7出水，此时COD测定值在100PPM以下。蒸发残液流入至结晶器2中，经冷却器4冷却结晶，含晶体的液体经旋液分离器分离后，进入结晶受槽5，含有结晶的液体经离心机8分离后，结晶体为滤饼，滤液即母液可循环进入加热室1中继续蒸发。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (6)

1.用于富马酸生成过程中产生的废水的处理装置，其特征在于，包括加热室(1)、结晶器(2)、精馏塔(3)、冷却器(4)、结晶受槽(5)、回流流量计(6)、馏出流量计(7)、离心机(8)和冷凝器(9)，

所述加热室(1)的顶部与所述精馏塔(3)的侧面下部连接，所述加热室(1)的底部与所述结晶器(2)的侧面上部连接，所述精馏塔(3)的底部与所述结晶器(2)的顶部连接，所述精馏塔(3)的顶部与所述冷凝器(9)的上端连接，所述冷凝器(9)的下端同时与所述回流流量计(6)以及所述馏出流量计(7)连接，所述回流流量计(6)与所述精馏塔(3)顶部内的回流分布器连接，所述冷却器(4)与所述结晶器(2)连接，所述结晶受槽(5)的顶部与所述结晶器(2)连接，所述结晶受槽(5)的底部与所述离心机(8)的顶部连接，所述离心机(8)的底部与所述加热室(1)的底部连接。

2.根据权利要求1所述的用于富马酸生成过程中产生的废水的处理方法，其特征在于，富马酸生产废水进入所述加热室(1)加热，蒸汽从所述精馏塔(3)的底部进入并开始精馏，蒸发的气体进入所述冷凝器(9)进行冷凝，泠凝后的液体经所述回流流量计(6)进行回流，并测定冷凝后液体的PH值，当PH值达到6时，打开所述馏出流量计(7)流水。

3.据权利要求2所述的用于富马酸生成过程中产生的废水的处理方法，其特征在于，控制所述精馏塔(3)塔顶露点温度为20～100℃。

4.据权利要求2所述的用于富马酸生成过程中产生的废水的处理方法，其特征在于，控制所述精馏塔(3)塔底泡点温度为45～150℃。

5.据权利要求2所述的用于富马酸生成过程中产生的废水的处理方法，其特征在于，所述回流流量计(6)的回流比为0～100。

6.据权利要求2所述的用于富马酸生成过程中产生的废水的处理方法，其特征在于，所述馏出流量计(7)流出水的COD含量小于100ppm。