一种酚精制产生的含酚废水的脱酚方法和装置
技术领域
本发明属于煤化工含酚废水的工业处理技术领域,具体涉及一种酚精制高浓度含酚废水的脱酚方法及装置
背景技术
在从煤焦油中提取粗酚的酚精制生产工艺中,会产生大量的高浓度含酚废水,酚是该废水中高毒性和难降解的有机物,含酚废水对后续生化污泥生产工序将会产生较大的影响。酚精制废水处理的现有技术很多,与本发明专利申请接近的技术为,中国发明专利“煤焦油废水处理方法及***”(申请公布号CN 101875523 A),其技术特征为,1)除去废水游离油和乳化油,2)采用N-503萃取剂脱酚,3)采用NaOH对含酚的萃取相进行反萃取,分别回收萃取剂和酚盐,4)脱除硫化物。“煤焦油废水处理方法及***”在萃取工序采用N-503作为萃取剂,在反萃取工序采用NaOH作为反萃取剂。中国发明专利“一种煤化工含酚废水萃取脱酚的方法”(申请公布号CN 102336451 A),其技术特征为,1)采用甲基叔戌基醚为主体萃取剂,2)采用精馏的方法回收溶剂和粗酚。
上述文献及现有技术的缺陷在于,萃取与反萃取工序所使用的N-503、NaOH均系非煤焦油生产工序的副产品,需要外购,而且耗量较大,据测算,每回收1000公斤粗酚需要消耗NaOH溶液2000公斤,消耗N-503溶液44公斤。由此可估算,一套4000kg/h的酚精制含酚废水处理,每年需要发生N-503及NaOH溶液购置费162万元,成本较高。
发明内容
为了解决现有的酚精制含酚废水脱酚技术成本高的问题,本发明的目的在于提供一种酚精制产生的含酚废水的脱酚方法和装置,提出了一种无需另行采购化工辅料的酚精制含酚废水处理方法。
本发明的技术方案如下:
一种酚精制产生的含酚废水的脱酚方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)酚精制产生的含酚废水萃取脱酚:
酚精制含酚废水与脱酚轻油混合进入静态混合器,使两种流体充分混合,再进入油水分离器,静置,形成富油和脱酚废水,所述得到的脱酚废水自油水分离器下出口进入煤气净化废水处理***;
(2)富油反萃取脱酚:
由步骤(1)得到的富油自所述油水分离器的上部抽出,经轻油洗净塔的下部入口进入轻油洗净塔;
由萘油脱酚装置送来的碱性酚钠盐,经轻油洗净塔的上部入口进入轻油洗净塔;
在轻油洗净塔内,自上而下所述碱性酚钠盐与自下而上的所述富油逆流接触,使富油中的酚被碱性酚钠盐反萃取脱除,得到脱酚轻油和中性酚钠盐,所述脱酚轻油进入步骤(1)中所述静态混合器,进行循环利用;所述中性酚钠盐进入下道工序的酚盐分解装置。
根据本发明所述酚精制产生的含酚废水的脱酚方法,优选的是,在所述步骤(1)中油水分离器内静置分离,油水分离器的温度为50-60℃。
根据本发明所述酚精制产生的含酚废水的脱酚方法,优选的是,在所述步骤(2)中得到的脱酚轻油经过冷却器后进入静态混合器。
根据本发明所述酚精制产生的含酚废水的脱酚方法,优选的是,所述酚精制含酚废水来自酚精制工序,所述酚精制含酚废水含酚浓度10000~20000mg/L,含油浓度3000~5000mg/L。进一步,所述酚精制含酚废水含酚浓度13500mg/L,含油浓度3300mg/L。
根据本发明所述酚精制产生的含酚废水的脱酚方法,优选的是,所述酚精制含酚废水进水量3000~5000kg/h。进一步,所述酚精制含酚废水进水量4000kg/h。
根据本发明所述酚精制产生的含酚废水的脱酚方法,优选的是,在所述步骤(1)中所述酚精制含酚废水与脱酚轻油按体积比1:1~3:1,更优选1:1进入静态混合器。
根据本发明所述酚精制产生的含酚废水的脱酚方法,优选的是,在所述步骤(2)中碱性酚钠盐的流量4000Kg/h,游离碱2~4%,进一步优选游离碱4%。
根据本发明所述酚精制产生的含酚废水的脱酚方法,优选的是,在所述步骤(2)的轻油洗净塔中,碱性酚钠盐与富油按体积比1:1~2:1,进一步优选1:1。
本发明还提供一种应用所述酚精制产生的含酚废水的脱酚方法的装置,其特征在于,所述脱酚装置包括静态混合器1,所述静态混合器1通过管道与油水分离器2连接,在所述油水分离器2的底部设置脱酚废水出口,在所述油水分离器2的上部设置富油出口,所述富油出口通过管道与轻油洗净塔5连接,在所述富油出口与轻油洗净塔5之间的管道上设置富油泵3,所述轻油洗净塔5的顶部通过轻油循环泵7与冷却器6连接,所述冷却器6再与所述静态混合器1连接,在所述轻油洗净塔5的底部设置中性酚钠盐出口。
根据所述酚精制产生的含酚废水的脱酚装置,进一步,所述脱酚废水出口通过管道与废水泵4连接。
本发明申请1)采用脱酚轻油作为萃取剂对含酚废水脱酚,2)采用碱性酚钠盐作为反萃取剂对萃取后的富油进行反萃取,回收脱酚轻油萃取剂,并得到中性酚盐。
本发明的目的在于,克服现有的酚精制含酚废水脱酚技术需要另购化工辅料的缺陷,提出了一种无需另行采购化工辅料的酚精制含酚废水处理方法。
本发明申请的技术方案为:
1)利用煤化工企业常规工序-馏分脱酚装置的轻油洗净塔所产出的脱酚轻油作为萃取剂,对酚精制含酚废水萃取脱酚。废水萃取脱酚后,将会产生脱酚废水及富油两种物质。其中,脱酚废水送至下道工序煤气净化剩余氨水处理***,富油则送至馏分脱酚装置轻油洗净塔入口,作为馏分脱酚装置的补充油。
2)利用馏分脱酚装置上道工序萘油脱酚装置所产出的碱性酚钠盐作为反萃取剂,对富油反萃取脱酚。富油反萃取脱酚后,将会产生脱酚轻油及中性酚钠盐两种物质。其中,脱酚轻油送至酚精制含酚废水萃取脱酚工序,作为废水脱酚萃取剂,中性酚钠盐则送至下道工序酚盐分解装置。
有益效果
本发明提供一种酚精制产生的含酚废水的脱酚方法和装置:
(1)不需要另购加工原料。
(2)在不发生另购加工原料情况下,由于本发明申请利用了煤化工企业常用装置-馏分脱酚装置产出的脱酚轻油作为废水脱酚的萃取剂,故无需另行设置萃取剂槽及其附属设施。
(3)在不发生另购加工原料情况下,由于本发明申请利用了煤化工企业常用装置-馏分脱酚装置轻油洗净塔作为富油反萃取单元,故无需另行设置反萃取器及其附属设施。
(4)在不发生另购加工原料情况下,由于本发明申请的含酚废水脱酚工序所采用的脱酚轻油具有很强的萃取酚类物质特性,故能使含酚废水的含酚浓度由萃取前13500-17000mg/L降低至1350-2550mg/L,脱酚效率高达83-91%,脱酚后的废水可直接送至下道工序-煤气净化剩余氨水处理***。
(5)在不发生另购加工原料情况下,由于本发明申请的富油反萃取工序所采用的碱性酚钠盐具有很强的脱除酚类物质的特性,能使富油的含酚量由反萃取前的3.2%下降为1.4%,此含酚量比脱酚轻油的1.8%含酚量还低,从而充分地还原了含酚废水的脱酚萃取剂。
(6)在不发生另购加工原料情况下,由于本发明申请的富油反萃取工序使用了馏分脱酚装置需要处理的碱性酚钠作为反萃取剂,此方法,将有助于馏分脱酚装置的生产效率,可促使馏分脱酚装置的碱性酚钠盐的游离碱含量由2-4%降低至2%以下,碱性酚钠盐游离碱含量降低后,将有利于提高酚钠盐质量,并降低其下道工序-酚盐分解装置的硫酸消耗。
(7)一种酚精制含酚废水脱酚方法和装置具有装置设置紧凑简洁、设备投资费用低、无辅料消耗、废水脱酚萃取剂循环利用率高、废水脱酚除油率高,且有助于提高馏分脱酚装置酚钠盐质量,降低酚盐分解装置硫酸消耗等优点。
附图说明:
图1:本发明提供的酚精制含酚废水脱酚装置流程图。
图2:现有技术中“煤焦油废水处理方法及***”工艺流程图。
图中:1静态混合器、2油水分离器、3富油泵、4废水泵、5轻油洗净塔、6冷却器、7轻油循环泵。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
如附图,一种酚精制含酚废水脱酚方法工艺流程图,所述一种酚精制含酚废水脱酚方法的工序,其一为,酚精制含酚废水萃取脱酚,其二为,富油反萃取脱酚。所述酚精制含酚废水萃取脱酚工序由静态混合器1、油水分离器2、富油泵3、废水泵4设备实现;所述富油反萃取工序由轻油洗净塔5、冷却器6、轻油循环泵7设备实现。
一种酚精制产生的含酚废水的脱酚方法,包括如下步骤:
(1)所述酚精制含酚废水萃取脱酚工序实现过程为,由酚精制工序送来的酚精制含酚废水(水量4000kg/h,含酚浓度13500mg/L,含油浓度3300mg/L)与冷却器6送来的脱酚轻油(含酚量2.0%),按1:1体积比,在静态混合器1左侧8处汇合后,送至静态混合器1,在静态混合器1内,借助于静态混合器1的旋转式混合单元,使脱酚轻油与含酚废水两种流体得到充分的分散和混合。通过两种流体分散与混合,使脱酚轻油萃取含酚废水中的酚,脱酚轻油萃取后,废水的含酚浓度将由13500mg/L降低至2300mg/L。脱酚后的含油废水送至油水分离器2,在油水分离器2内进行静置分离,油水分离器的温度控制范围为(50-60)℃,采用此温度控制范围是鉴于,当反应温度在(50-60)℃时,能使富油和脱酚废水得到良好的分离,且不产生乳化物,通过静置分离,形成富油和脱酚废水,其中,富油通过富油泵3由油水分离器2上部抽出,送至轻油洗净塔5下部入口,脱酚废水通过废水泵4送至下道工序-煤气净化废水处理***。
(2)所述富油反萃取脱酚工序实现过程为,由萘油脱酚装置送来的碱性酚钠盐(流量4000Kg/h,游离碱4%)送入轻油洗净塔5上部入口,在轻油洗净塔5内,自上而下碱性酚钠盐与自下而上的富油(含酚量3.2%),按1:1体积比逆流接触,通过碱性酚钠盐与含酚富油逆流接触,使富油中的酚被碱性酚钠盐反萃取脱除,从而产出脱酚轻油和中性酚钠盐,其中,由轻油洗净塔5上部产出的脱酚轻油(含酚量1.4%)通过轻油循环泵7送至冷却器6,在冷却器6内,脱酚轻油由(60-70)℃冷却至(50-60℃),将脱酚轻油冷却的目的是鉴于,在轻油洗净塔内酚和碱反应会放热升温,冷却以后的脱酚轻油送至静态混合器1,作为酚精制含酚废水脱酚的萃取剂,由此实现脱酚轻油的循环使用。由轻油洗净塔5下部产出的中性酚钠盐(游离碱2%以下)送至下道工序-酚盐分解装置。轻油洗净塔5下部送入的由焦油蒸馏装置的补充轻油,其成分与富油相似,用于平衡循环反应的富油量;轻油循环泵7送至下道工序-苯加氢装置的脱酚轻油是用于平衡衡循环反应的脱酚轻油量。
实施例2
本发明提供的酚精制产生的含酚废水的脱酚方法,包括静态混合器1,所述静态混合器1通过管道与油水分离器2连接,在油水分离器2的底部设置脱酚废水出口,在油水分离器2的上部设置富油出口,富油出口通过管道与轻油洗净塔5连接,在富油出口与轻油洗净塔5之间的管道上设置富油泵3,轻油洗净塔5的顶部通过轻油循环泵7与冷却器6连接,冷却器6再与所述静态混合器1连接,在轻油洗净塔5的底部设置中性酚钠盐出口;脱酚废水出口通过管道与废水泵4连接。
一种酚精制产生的含酚废水的脱酚方法,包括如下步骤:
(1)所述酚精制含酚废水萃取脱酚工序实现过程为,由酚精制工序送来的酚精制含酚废水(水量3500kg/h,含酚浓度16500mg/L,含油浓度4300mg/L)与冷却器6送来的脱酚轻油(含酚量2.0%),按2:1体积比,在静态混合器1左侧8处汇合后,送至静态混合器1,在静态混合器1内,借助于静态混合器1的旋转式混合单元,使脱酚轻油与含酚废水两种流体得到充分的分散和混合。通过两种流体分散与混合,使脱酚轻油萃取含酚废水中的酚,脱酚轻油萃取后,废水的含酚浓度将由16500mg/L降低至2300mg/L。脱酚后的含油废水送至油水分离器2,在油水分离器2内进行静置分离,油水分离器的温度控制范围为(50-60)℃,采用此温度控制范围是鉴于,当反应温度在(50-60)℃时,能使富油和脱酚废水得到良好的分离,且不产生乳化物,通过静置分离,形成富油和脱酚废水,其中,富油通过富油泵3由油水分离器2上部抽出,送至轻油洗净塔5下部入口,脱酚废水通过废水泵4送至下道工序-煤气净化废水处理***。
(2)所述富油反萃取脱酚工序实现过程为,由萘油脱酚装置送来的碱性酚钠盐(流量4200Kg/h,游离碱3%)送入轻油洗净塔5上部入口,在轻油洗净塔5内,自上而下碱性酚钠盐与自下而上的富油(含酚量3.2%),按1.5:1体积比逆流接触,通过碱性酚钠盐与含酚富油逆流接触,使富油中的酚被碱性酚钠盐反萃取脱除,从而产出脱酚轻油和中性酚钠盐,其中,由轻油洗净塔5上部产出的脱酚轻油(含酚量1.4%)通过轻油循环泵7送至冷却器6,在冷却器6内,脱酚轻油由(60-70)℃冷却至(50-60℃),将脱酚轻油冷却的目的是鉴于,在轻油洗净塔内酚和碱反应会放热升温,冷却以后的脱酚轻油送至静态混合器1,作为酚精制含酚废水脱酚的萃取剂,由此实现脱酚轻油的循环使用。由轻油洗净塔5下部产出的中性酚钠盐(游离碱2%以下)送至下道工序-酚盐分解装置。轻油洗净塔5下部送入的由焦油蒸馏装置的补充轻油,其成分与富油相似,用于平衡循环反应的富油量;轻油循环泵7送至下道工序-苯加氢装置的脱酚轻油是用于平衡衡循环反应的脱酚轻油量。
本发明利用馏分脱酚装置轻油洗净塔的脱酚轻油对酚精制高浓度含酚废水进行萃取脱酚,萃取后的富油再返回轻油洗净塔,利用碱性酚钠盐中的游离碱,对富油中的酚进行反萃取以回收酚钠盐,产生的贫油送萃取单元循环利用,具有设备投资费用低、无辅料消耗、废水脱酚萃取剂循环利用率高、废水脱酚除油率高,且有助于提高酚钠盐质量等优点,可广泛应用于焦化高浓度含酚废水的处理。