KR100225671B1 - 유기물 분리공정을 이용한 메틸아민 제조 폐수 처리공정 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐수중 유기물을 제거하는 공정기술에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 메틸아민 제조 공정에서 나오는 폐수를 증류하여, 저비점 유기물은 분리 회수하여 반응의 원료로 재사용하고, 유기물이 제거된 폐수는 생물학적 방법으로 처리함으로써, 폐수내의 유기물을 제거시켜 생물학적 처리장의 부하를 감소시키는 공정에 관한 것이다.

Description

유기물 분리공정을 이용한 메틸아민 제조 폐수 처리공정{A waste water treating method from methylamine manufacturing process using organic compound separation method}

본 발명은 폐수중 유기물을 제거하는 공정기술에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 메틸아민 제조 공정에서 나오는 폐수를 증류하여, 저비점 유기물은 분리 회수하여 반응의 원료로 재사용하고, 유기물이 제거된 폐수는 생물학적 방법으로 처리함으로써, 폐수내의 유기물을 제거시켜 생물학적 처리장의 부하를 감소시키는 공정에 관한 것이다.

메틸아민 제조공정에서 발생되는 폐수는 증류탑 2(6b) 및 증류탑 3(6c)에서 메틸아민류의 추출수로 쓰였던 물로서 조성은 메틸아민류 0.1~0.2 중량%, 메탄올 0.4∼1.0 중량%, 물이 대부분으로 98.8∼99.2 중량%인 폐수으로 저비점 유기물이 많이 포함되어 있는 폐수이다.

종래에는 상기 폐수를 처리하기 위해 폐수 전량을 생물학 방법으로 처리하였는데, 저비점 유기물의 함유량이 높아서 다량의 용수로 희석시켜야하고, pH를 조절해야하는 등 생물학 처리장의 부하를 가중시켰다. 또한 미반응된 원료뿐 아니라, 일부 제품까지도 추출수에 포함되어 나가는 등의 문제점이 있었다.

이와 같은 폐수 발생공정을 첨부 도면 제1도에 도시하였으며, 그 공정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

원료인 메탄올(8)과 암모니아액(12), 리사이클된 메틸아민(14,15)이 원료예열기 1 및 2(1a,1b)와 열교환기 1 및 2(2a,2b)를 거쳐 반응기로 들어가서, 제품 제조시 모노메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민의 세종류의 메틸아민이 생성된다. 이들은 여러개의 증류탑을 거치면서 각각의 제품으로 정제된다. 이때 증류탑 2(6b)에서 트리메틸아민과 디메틸아민, 모노메틸아민을 분리하기 위해 물(15)을 투입한다. 물에 대한 용해도가 비교적 낮은 트리메틸아민은 증류되어 나가고 나머지의 메틸아민은 물에 용해되어 다음단계의 증류탑으로 넘어간다. 증류탑 3(6c)에서 모노메틸아민과 디메틸아민은 증류하여 회수하고 추출수(16)는 폐수로 발생된다. 이때 폐수로 발생된 추출수는 고온이므로 원료예열기를 거치면서 원료를 승온시켜주고, 자신의 온도를 낮춘 후 배출된다. 이때 발생되는 폐수에는 완전히 증류되지 않은 유기물들이 많이 포함되어 있음에도 바로 폐수처리장으로 보내지므로 폐수처리장의 부하를 가중시키고, 처리비용 또한 높아지게 했다. 따라서 폐수처리장의 부하를 줄이고 폐기되는 원료 등의 회수를 위해 저비점 유기물의 분리 회수 공정의 기술확보가 절실히 필요하게 되었다.

따라서 본 발명에서는 상기의 문제점을 해결하고자 메틸아민 제조 공정에서 발생되는 폐수를 증류함으로써, 저비점 유기물은 다시 회수하여 반응의 원료로 사용하고, 유기물이 제거된 폐수는 생물학적 방법으로 쉽게 처리하도록 하는데 목적이 있다.

제1도는 메틸아민 제조공정중 유기물 분리공정의 도입전 공정개략도.

제2도는 메틸아민 제조공정중 본 발명의 유기물 분리공정의 도입후 공정개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1a : 원료예열기 1, 1b : 원료예열기

1, 2b : 열교환기 1, 6b : 증류탑

2, 2a : 열교환기 2, 3 : 반응기

2, 6c : 증류탑 3, 6d : 증류탑

4 : 가스쿨러 4, 7 : 암모니아

5 : 가스세퍼레이트 6a : 증류탑

8 : 메탄올 9 : 리사이클 트리메틸아민(TMA)

10 : 리사이클 모노메틸아민(MMA) 11 : 합성가스

12 : 암모니아액 13 : 합성원료

14 : 제품 디메틸아민(DMA) 15 : 물

16 : 추출수 17 : 배출수

18 : 스트립퍼 19 : 저비점 유기물

20 : 폐수 21 : 리사이클 탱크

22 : 리사이클 원료

따라서 본 발명은 메틸아민 제조공정시 발생되는 폐수를 처리함에 있어서, 제조공정에서 생성되는 폐수(17)를 스트립퍼(18)를 통과시켜 저비점 유기물을 분리 회수하고, 분리 회수된 저비점 유기물(19)과 리사이클된 아민류가 합쳐져 원료로 투입시키고, 폐수에서 저비점 유기물이 제거된 처리액(20)을 생물학적 처리장으로 이송시켜 처리함을 특징으로 하는 폐수 처리공정에 관한 것이다. 이때 상기 스트립퍼(18)는 직접 수증기법을 사용함을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 메틸아민 제조공정시 발생되는 폐수에서 저비점 유기물을 분리 회수하는 스트립퍼(18)와; 분리 회수된 저비점 유기물과 리사이클된 아민류가 합쳐져서 원료로 투입되는 리사이클 탱크를 포함하는 구성으로 이루어져서 상기 폐수(17)에서 저비점 유기물을 분리 회수하고, 유기물이 제거된 액은 생물학 처리장으로 보내는 공정에 있다. 특히, 원료예열기를 거쳐 나오는 폐수(17)에서 저비점 유기물을 분리 회수하기 위한 스트립퍼(18)를 가지는 것을 본 발명의 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명이 유기물의 분리 회수 및 폐수 처리공정을 첨부된 제2도에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

원료예열기를 거쳐 나온 폐수는 폐수 주입라인을 통해 스트립퍼(18)로 들어간다. 스트립퍼에서 압력 5kg/㎠, 상부온도 110∼120℃, 하부온도 150∼155℃의 조건하에 직접 수증기법으로 유기물을 분리 회수한다. 이때 메탄올과 일부 메틸아민류가 물과의 끓는 점 차이가 크므로 대부분은 증류되어 회수된다. 저비점 유기물이 대부분 제거된 나머지 폐수는 생물학 처리장을 보내진다. 분리되어 회수된 저비점 유기물은 냉각을 거치지 않고 고온을 유지하면서 리사이클 탱크(21)로 보내진다. 리사이클 탱크(21)에서 리사이클된 모노메틸아민(MMA), 트리메틸아민(TMA)(9,10)와 합쳐져서 원료인 메탄올과 다시 반응기로 이송된다.

본 발명은 메틸아민 제조공정에서 발생되는 폐수를 스트립핑의 방법으로 유기물을 제거시킴으로써, 생물학 처리장의 부하를 감소시키고, 폐기되던 원료를 재사용함으로써 환경오염을 줄일 뿐 아니라 공정의 경제성을 높이는 효과를 가져왔다.

상기 과정에 있어서 스트립핑이 잘 이루어질 경우, 발생되는 원폐수의 COD가 7,000∼10,000 ppm 이던 것이 200 ppm 이하로 낮아졌다. 또한 리사이클 되는 원료의 양은 순수한 원료의 약 2%에 달한다.

본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

메틸아민 제조공정에서 나오는 폐수가 아래의 표 1과 같은 조성을 가질 때 제2도에서의 공정과 같이 스트립퍼 조건, 압력 5kg/㎠, 상부온도 110∼120℃, 하부온도 150∼155℃에서 직접 수증기법으로 유기물을 분리 회수한다. 공정을 거친 후의 성분과 COD에 관한 결과는 다음의 표 2와 같다.

[표 1]

폐수의 조성

[표 2]

분리된 저비점 유기물과 처리된 폐수의 조성

본 발명에서 바로 폐수처리장으로 보내지던 폐수중의 유기물을 스트립핑을 이용하여 분리 회수하여 재사용하고, 유기물이 제거된 폐수를 생물학 처리함으로써 폐수처리장의 부하를 감소시키고, 원료이 재사용에 따른 경제적 효과를 얻고, 폐수 처리의 효율을 높여 폐액 처리비용 절감 효과가 있음을 알 수 있다.

Claims (2)

1. 메틸아민 제조공정시 발생되는 폐수를 처리함에 있어서, 제조공정에서 생성되는 폐수(17)를 스트립퍼(18)를 통과시켜 저비점 유기물을 분리 회수하고, 분리 회수된 저비점 유기물(19)과 리사이클된 아민류가 합쳐져 원료로 투입시키고, 폐수에서 저비점 유기물이 제거된 처리액(20)을 생물학적 처리장으로 이송시켜 처리함을 특징으로 하는 폐수 처리공정.
2. 제1항에 있어서, 상기 스트립퍼(18)는 직접 수증기법을 사용함을 특징으로 하는 폐수중 처리공정.

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