CN105152437A - 一种煤焦油废水在线萃取脱酚方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤焦油废水在线萃取脱酚方法，是含水煤焦油经加热、减压闪蒸后，得到混合蒸汽，将混合蒸汽送入精馏塔，同时从塔顶引入萃取剂作为回流液，在精馏塔进行恒沸精馏，沸点在170～210℃之间的组分从精馏塔的侧线抽出，沸点大于210℃的组分通过分馏进入塔中部的重油组分中，其它组分均由塔顶采出；将塔顶采出物送入塔顶冷凝冷却器冷却到温度低于40℃，然后送入塔顶回流罐进行油水沉降分离，分离得到的水份为脱去酚的水；分离得到的油份与侧线抽出的组分合并送入脱酚装置脱酚。本发明的方法在煤焦油精馏过程中的精馏塔内直接实现在线萃取脱酚，既同时达到了煤焦油精馏、酚类物质去除的目的，又节省了成本。

Description

一种煤焦油废水在线萃取脱酚方法

技术领域

本发明属于煤焦油生产技术领域，特别涉及一种煤焦油废水在线萃取脱酚方法。

背景技术

煤焦油中所含的酚类化合物是重要的化工原料和高附加值产品,可制造染料、医药、树脂、胶粘剂、防腐剂等。同时酚又是原生质高毒物质，对一切生物个体都有毒杀作用，并且难于降解，酚进入废水中，会导致严重的水体污染，目前含酚废水在我国水污染控制中是被列为重点解决的有害废水之一。酚在水中的溶解度很大，煤焦油加工过程中产生的废水含有大量的酚，其含量可以达到10000～20000mg/L，这些酚类化合物的有效回收可大幅提升煤焦油的工业价值，也可以减少酚类化合物对环境的污染。

煤焦油中的酚主要集中在170～210℃的组分中，一般是先通过蒸馏的方法将这部分含酚油分离出来，然后再将含酚油送到碱液三次连洗装置进行脱酚。这种脱酚的方法是一种常规方法，可以回收煤焦油中大部分的酚。但是由于煤焦油蒸馏的过程中带有大量的水分，随水蒸发带走的酚量也十分大。含酚水中的酚回收通常采用精馏法、吸附法、萃取法、蒸汽脱酚进行回收。通过了解现阶段各种工艺的运行情况发现，上述工艺普遍存在回收效率低、运行稳定差、溶剂损耗大、二次污染重、操作能耗高的问题。对于精馏法，需要设置单独的萃取装置分离其中的酚，然后再精馏萃取相得到酚产品，此法运行成本高、能耗大、工艺复杂。特别是操作能耗高的问题非常严重，这主要是由于没有进行合理的热能综合利用。有企业为了回收水中的酚，采用了萃取的方法，实际运行由于工艺需要而对水进行反复的加热降温导致能耗骤高，最后平衡计算一吨水的酚回收成本高达数百元，严重影响了工艺的可行性

发明内容

本发明的目的是提供一种煤焦油废水在线萃取脱酚方法，解决现有萃取脱酚方法成本高、能耗大、工艺复杂且未充分考虑因污染效率变差的萃取剂增值利用的问题。

本发明采用的技术方案是，一种煤焦油废水在线萃取脱酚方法，包括以下步骤：

步骤1，煤焦油加热减压闪蒸：

将含水煤焦油升温到120-180℃，然后把升温后的含水煤焦油送入煤焦油减压闪蒸罐，在减压条件下进行水、油和挥发酚的气化，将混合蒸汽脱出。

步骤2，在线萃取脱酚：

将混合蒸汽送入精馏塔的中上部，同时从塔顶引入萃取剂作为回流液，混合蒸汽与萃取剂在精馏塔进行恒沸精馏；将沸点大于210℃的组分分馏入重油组分中，将沸点在170～210℃之间的组分从精馏塔的侧线抽出，其它轻组分均由塔顶采出；将塔顶采出物送入塔顶冷凝冷却器冷却到温度低于40℃，然后再送入塔顶回流罐进行油水沉降分离，油水沉降分离得到的水即为脱去酚的水。

本发明还具有以下特点：

优选地，煤焦油减压闪蒸罐的压强为-40～-95kPa(G)。

优选地，精馏塔采用板式塔，有效塔盘层数为2-5层，塔顶温度为50-100℃，塔内压强为-40～-95kPa(G)。

优选地，步骤2中萃取剂为混合物，由混合苯或粗苯中的一种与洗油或重苯中的一种混合而成，洗油或重苯占萃取剂总质量的10-50％。

优选地，恒沸精馏过程中，控制塔顶回流量与塔顶采出物的质量比为1～4:1。

油水沉降分离得到的油份与侧线抽出的组分合并送入脱酚装置，在一定温度下与稀碱液进行逆流接触脱酚成脱酚油，脱酚油再进入水洗装置经过水洗除去钠离子后返回精馏塔作为新的萃取剂继续使用。

优选地，脱酚的温度为80～85℃。

优选地，稀碱液为质量浓度为6～15％的氢氧化钠溶液。

经过多次萃取，萃取效率变差的萃取剂通过管道引入加氢中间罐作为加氢原料，减少的萃取剂由萃取罐中的新鲜萃取剂补充，以提高萃取效率。

本发明的有益效果是：采用本发明的煤焦油废水在线萃取脱酚方法，可以将水中的酚含量从10000～20000mg/L降到2000mg/L以下，使水达到后处理工序的要求，直接外送到后工艺装置。另外本发明将沸点大于210℃的组分通过分馏进入塔中部的重油组分中，其它组分均由塔顶采出，实现了高低沸点酚的分离和萃取相中高沸点油的反萃。部分由于分离精度不够进入到重油组分中的萃取剂通过加氢的方法进行增值回收，进一步制备清洁原料，同时消除二次污染。本发明的方法与现有的精馏法相比，不需要另外设置分离装置，在煤焦油精馏过程中的精馏塔内直接实现在线萃取脱酚，既达到了煤焦油精馏、酚类物质去除的目的，又节省了成本，降低了投资，简化了工艺步骤，适合工业生产。

附图说明

图1是本发明的煤焦油废水在线萃取脱酚方法的过程示意图。

图中，1.煤焦油储罐，2.换热器，3.煤焦油减压闪蒸罐，4.精馏塔，5.塔顶冷凝冷却器，6.塔顶回流罐，7.脱酚装置，8.水洗装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供了一种煤焦油废水在线萃取脱酚方法，参考图1的设备，包括以下步骤：

步骤1，煤焦油加热减压闪蒸：

将含水煤焦油输送到煤焦油储罐1，为防止煤焦油油水分层，煤焦油储罐1应设搅拌装置，并定期搅拌。对于偖罐中上部明显分层的水通过切水口排到煤焦油油水储罐。油水储罐中的水在正常生产时通过泵计量送入换热器前，与煤焦油混合。将含水煤焦油通过换热器2换热，达到120-180℃，再进入煤焦油减压闪蒸罐3，在减压条件下进行水、油和挥发酚的气化，将混合蒸汽脱出。

步骤2，在线萃取脱酚：

将混合蒸汽送入精馏塔4的中上部，同时从塔顶引入萃取剂作为回流液，混合蒸汽与萃取剂在精馏塔进行恒沸精馏，沸点大于210℃的组分通过分馏进入塔中部的重油组分中，作为后续加氢裂化工艺的原料；将沸点在170～210℃之间的组分从精馏塔的侧线抽出，其它组分均由塔顶采出；将塔顶采出物送入塔顶冷凝冷却器5冷却到低于40℃，然后再送入塔顶回流罐6进行油水沉降分离，油水沉降分离得到的水为脱去酚的水。

油水沉降分离得到的油份与侧线抽出的组分合并送入脱酚装置7，在一定温度下与稀碱液进行逆流接触脱酚成脱酚油，脱酚油再进入水洗装置8经过水洗除去钠离子后返回精馏塔作为新的萃取剂继续使用。

经过多次萃取，萃取效率变差的萃取剂通过管道引入加氢中间罐作为加氢原料，减少的萃取剂由萃取罐中的新鲜萃取剂补充，以提高萃取效率。

其中，步骤1中煤焦油减压闪蒸罐3的压强为-40～-95kPa(G)。

步骤2中精馏塔4采用板式塔，有效塔盘层数为2-5，塔顶温度为50-100℃，塔内压强为-40～-95kPa(G)。优选地，塔顶温度为50-65℃。

步骤2中萃取剂为混合物，由混合苯或粗苯中的一种与洗油或重苯中的一种混合而成，洗油或重苯占萃取剂总质量的10-50％。

恒沸精馏过程中，控制塔顶回流量与塔顶采出物的质量比为1～4:1。

脱酚装置中，脱酚的温度是在80～85℃；稀碱液为质量浓度为6～15％的氢氧化钠溶液。

当萃取效率下降，可以在脱酚油补入粗苯、混合苯提高萃取分配系数，多余的萃取剂则可泵送加氢装置，经过加氢变成高品质燃料。

实施例1

煤焦油废水在线萃取脱酚，包括以下步骤：

步骤1，煤焦油加热减压闪蒸：

将含水煤焦油输送到煤焦油储罐，为防止煤焦油油水分层，煤焦油储罐应设搅拌装置，并定期搅拌。对于偖罐中上部明显分层的水通过切水口排到煤焦油油水储罐。油水储罐中的水在正常生产时通过泵计量送入换热器前，与煤焦油混合。将含水煤焦油通过换热器换热，达到120℃，再进入煤焦油减压闪蒸罐，闪蒸罐顶压强为-95kPa(G)，在减压条件下进行水、油和挥发酚的气化，将混合蒸汽脱出。

步骤2，在线萃取脱酚：

将混合蒸汽送入精馏塔的中上部，同时从塔顶引入萃取剂作为回流液，萃取剂由80％的混合苯和20％的洗油组成，萃取剂的引入量与塔顶采出物的质量比为1:1，混合蒸汽与萃取剂在精馏塔进行恒沸精馏，精馏塔有效塔盘层数为5，塔顶温度为50℃，塔内压强为-95kPa(G)。萃取到170～210℃组分的萃取剂从精馏塔的侧线抽出，沸点大于210℃的组分通过分馏进入塔中部的重油组分中，作为加氢裂化工艺的原料；其它轻组分均由塔顶采出；将塔顶采出物送入塔顶冷凝冷却器冷却到温度低于40℃，然后再送入进入塔顶回流罐进行油水沉降分离，油水沉降分离得到的水为脱去酚的水。将油水沉降分离得到的油份与侧线抽出的组分合并送入脱酚装置，在80℃下与质量浓度为15％的氢氧化钠溶液进行逆流接触脱酚成脱酚油，脱酚油再经过水洗除去钠离子后返回精馏塔作为新的萃取剂继续萃取。

实施例2

煤焦油废水在线萃取脱酚，包括以下步骤：

步骤1，煤焦油加热减压闪蒸：

将含水煤焦油输送到煤焦油储罐，为防止煤焦油油水分层，煤焦油储罐应高搅拌装置，并定期搅拌。对于偖罐中上部明显分层的水通过切水口排到煤焦油油水储罐。油水储罐中的水在正常生产时通过泵计量送入换热器前，与煤焦油混合。将含水煤焦油通过换热器换热，达到180℃，再进入煤焦油减压闪蒸罐，闪蒸罐顶压强为-40kPa(G)，在减压条件下进行水、油和挥发酚的气化，将混合蒸汽脱出。

步骤2，在线萃取脱酚：

将混合蒸汽送入精馏塔的中上部，同时从塔顶引入萃取剂作为回流液，萃取剂由90％的粗苯和10％的重苯组成，萃取剂的引入量与塔顶采出物的质量比为2:1，混合蒸汽与萃取剂在精馏塔进行恒沸精馏，精馏塔有效塔盘层数为2，塔顶温度为100℃，塔内压强为-40kPa(G)。萃取到170～210℃组分的萃取剂从精馏塔的侧线抽出，沸点大于210℃的组分通过分馏进入塔中部的重油组分中，作为加氢裂化工艺的原料；其它轻组分均由塔顶采出；将塔顶采出物送入塔顶冷凝冷却器冷却到温度低于40℃，然后再送入进入塔顶回流罐进行油水沉降分离，油水沉降分离得到的水为脱去酚的水。将油水沉降分离得到的油份与侧线抽出的组分合并送入脱酚装置，在85℃下与质量浓度为6％的氢氧化钠溶液进行逆流接触脱酚成脱酚油，脱酚油再经过水洗除去钠离子后返回精馏塔作为新的萃取剂继续萃取。

实施例3

煤焦油废水在线萃取脱酚，包括以下步骤：

步骤1，煤焦油加热减压闪蒸：

将含水煤焦油输送到煤焦油储罐，为防止煤焦油油水分层，煤焦油储罐应高搅拌装置，并定期搅拌。对于偖罐中上部明显分层的水通过切水口排到煤焦油油水储罐。油水储罐中的水在正常生产时通过泵计量送入换热器前，与煤焦油混合。将含水煤焦油通过换热器换热，达到150℃，再进入煤焦油减压闪蒸罐，闪蒸罐顶压强为-60kPa(G)，在减压条件下进行水、油和挥发酚的气化，将混合蒸汽脱出。

步骤2，在线萃取脱酚：

将混合蒸汽送入精馏塔的中上部，同时从塔顶引入萃取剂作为回流液，萃取剂由70％的混合苯和30％的洗油组成，萃取剂的引入量与塔顶采出物的质量比为4:1，混合蒸汽与萃取剂在精馏塔进行恒沸精馏，精馏塔有效塔盘层数为3，塔顶温度为85℃，塔内压强为-60kPa(G)。萃取到170～210℃组分的萃取剂从精馏塔的侧线抽出，沸点大于210℃的组分通过分馏进入塔中部的重油组分中，作为加氢裂化工艺的原料；其它轻组分均由塔顶采出；将塔顶采出物送入塔顶冷凝冷却器冷却到温度低于40℃，然后再送入进入塔顶回流罐进行油水沉降分离，油水沉降分离得到的水为脱去酚的水。将油水沉降分离得到的油份与侧线抽出的组分合并送入脱酚装置，在82℃下与质量浓度为10％的氢氧化钠溶液进行逆流接触脱酚成脱酚油，脱酚油再经过水洗除去钠离子后返回精馏塔作为新的萃取剂继续萃取。

实施例4

煤焦油废水在线萃取脱酚，包括以下步骤：

步骤1，煤焦油加热减压闪蒸：

将含水煤焦油输送到煤焦油储罐，为防止煤焦油油水分层，煤焦油储罐应高搅拌装置，并定期搅拌。对于偖罐中上部明显分层的水通过切水口排到煤焦油油水储罐。油水储罐中的水在正常生产时通过泵计量送入换热器前，与煤焦油混合。将含水煤焦油通过换热器换热，达到180℃，再进入煤焦油减压闪蒸罐，闪蒸罐顶压强为-55kPa(G)，在减压条件下进行水、油和挥发酚的气化，将混合蒸汽脱出。

步骤2，在线萃取脱酚：

将混合蒸汽送入精馏塔的中上部，同时从塔顶引入萃取剂作为回流液，萃取剂由50％的混合苯和50％的重苯组成，萃取剂的引入量与塔顶采出物的质量比为2:1，混合蒸汽与萃取剂在精馏塔进行恒沸精馏，精馏塔有效塔盘层数为2，塔顶温度为65℃，塔内压强为-55kPa(G)。萃取到170～210℃组分的萃取剂从精馏塔的侧线抽出，沸点大于210℃的组分通过分馏进入塔中部的重油组分中，作为加氢裂化工艺的原料；其它轻组分均由塔顶采出；将塔顶采出物送入塔顶冷凝冷却器冷却到温度低于40℃，然后再送入进入塔顶回流罐进行油水沉降分离，油水沉降分离得到的水为脱去酚的水。将油水沉降分离得到的油份与侧线抽出的组分合并送入脱酚装置，在85℃下与质量浓度为6％的氢氧化钠溶液进行逆流接触脱酚成脱酚油，脱酚油再经过水洗除去钠离子后返回精馏塔作为新的萃取剂继续萃取。

实施例5

煤焦油废水在线萃取脱酚，包括以下步骤：

步骤1，煤焦油加热减压闪蒸：

将含水煤焦油输送到煤焦油储罐，为防止煤焦油油水分层，煤焦油储罐应高搅拌装置，并定期搅拌。对于储罐中上部明显分层的水通过切水口排到煤焦油油水储罐。油水储罐中的水在正常生产时通过泵计量送入换热器前，与煤焦油混合。将含水煤焦油通过换热器换热，达到180℃，再进入煤焦油减压闪蒸罐，闪蒸罐顶压强为-65kPa(G)，在减压条件下进行水、油和挥发酚的气化，将混合蒸汽脱出。

步骤2，在线萃取脱酚：

将混合蒸汽送入精馏塔的中上部，同时从塔顶引入萃取剂作为回流液，萃取剂由60％的粗苯和40％的洗油组成，萃取剂的引入量与塔顶采出物的质量比为2:1，混合蒸汽与萃取剂在精馏塔进行恒沸精馏，精馏塔有效塔盘层数为2，塔顶温度为60℃，塔内压强为-65kPa(G)。萃取到170～210℃组分的萃取剂从精馏塔的侧线抽出，沸点大于210℃的组分通过分馏进入塔中部的重油组分中，作为加氢裂化工艺的原料；其它轻组分均由塔顶采出；将塔顶采出物送入塔顶冷凝冷却器冷却到温度低于40℃，然后再送入进入塔顶回流罐进行油水沉降分离，油水沉降分离得到的水为脱去酚的水。将油水沉降分离得到的油份与侧线抽出的组分合并送入脱酚装置，在85℃下与质量浓度为6％的氢氧化钠溶液进行逆流接触脱酚成脱酚油，脱酚油再经过水洗除去钠离子后返回精馏塔作为新的萃取剂继续萃取。

对实施例1-5的脱去酚的水进行酚含量检测，结果分别为1365、1688、1821、1710、1696ppm，可见通过本发明的煤焦油在线萃取的方法，将水中的酚含量从10000～20000mg/L降到2000mg/L以下，可以直接外送到后工艺装置。损耗的萃取剂通过加氢的方法进行增值回收，同时消除二次污染。

另外本发明的沸点大于210℃的组分通过分馏进入塔中部的重油组分中，其它组分均由塔顶采出，实现了高低沸点酚的分离和萃取相中高沸点油的反萃。损耗的萃取剂通过加氢的方法进行增值回收，进一步制备清洁原料，同时消除二次污染。

本发明的方法与现有的精馏法相比，不需要另外设置分离装置，在煤焦油精馏过程中的精馏塔内直接实现在线萃取脱酚，既同时达到了煤焦油精馏、酚类物质去除的目的，又节省了成本。

本发明以上描述只是部分实施案例，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式。上述的具体实施方式是示意性的，并不是限制性的。凡是采用本发明的方法，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，所有具体拓展均属本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种煤焦油废水在线萃取脱酚方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，煤焦油加热减压闪蒸：

将含水煤焦油升温到120-180℃之间，将升温后的含水煤焦油送入煤焦油减压闪蒸罐，在减压条件下进行水、油和挥发酚的气化，将混合蒸汽脱出；

步骤2，在线萃取脱酚：

将混合蒸汽送入精馏塔的中上部，同时从塔顶引入萃取剂作为回流液，混合蒸汽与萃取剂在精馏塔进行恒沸精馏；将沸点大于210℃的组分分馏入重油组分中，将沸点在170～210℃之间的组分从精馏塔的侧线抽出，其它轻组分均由塔顶采出；将塔顶采出物送入塔顶冷凝冷却器冷却到温度低于40℃，然后再送入塔顶回流罐进行油水沉降分离，油水沉降分离得到的水为脱去酚的水。

2.根据权利要求1所述的煤焦油废水在线萃取脱酚方法，其特征在于，步骤1中所述煤焦油减压闪蒸罐的压强为-40～-95kPa(G)。

3.根据权利要求1所述的煤焦油废水在线萃取脱酚方法，其特征在于，步骤2中所述精馏塔采用板式塔，有效塔盘层数为2-5层，塔顶温度为50-100℃，塔内压强为-40～-95kPa(G)。

4.根据权利要求1所述的煤焦油废水在线萃取脱酚方法，其特征在于，所述步骤2中萃取剂为混合物，由混合苯或粗苯中的一种与洗油或重苯中的一种混合而成，洗油或重苯占萃取剂总质量的10-50％。

5.根据权利要求1所述的煤焦油废水在线萃取脱酚方法，其特征在于，步骤2所述恒沸精馏过程中，控制塔顶回流量与塔顶采出物的质量比为1～4:1。

6.根据权利要求1所述的煤焦油废水在线萃取脱酚方法，其特征在于，步骤2中所述油水沉降分离得到的油份与侧线抽出的组分合并送入脱酚装置，在一定温度下与稀碱液进行逆流接触脱酚成脱酚油，脱酚油再进入水洗装置经过水洗除去钠离子后返回精馏塔作为新的萃取剂继续使用。

7.根据权利要求6所述的煤焦油废水在线萃取脱酚方法，其特征在于，所述脱酚的温度为80～85℃。

8.根据权利要求6所述的煤焦油废水在线萃取脱酚方法，其特征在于，所述稀碱液为质量浓度为6～15％的氢氧化钠溶液。