專利名稱：一種從廢水中回收酚的方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種化工分離和水處理技術，特別涉及從水溶液或廢水中回收酚的方法及系統(tǒng)。
背景技術：
含酚廢水或水溶液主要來自石油化工廠、樹脂廠、煤氣化廠、煉油廠和焦化廠等化工企業(yè)。酚是水體的重要污染物之一。由于工業(yè)門類、產(chǎn)品種類和工藝條件不同，其廢水組成及含酚濃度差別較大，一般分為酸性、堿性、中性含酚廢水和揮發(fā)、非揮發(fā)性含酚廢水。
由于含酚廢水的組成、酸堿性以及濃度的不同，治理方法也不一樣，目前工業(yè)上治理含酚廢水的方法一般分為物理法、化學法、生化法等三大類。
液液萃取是一種重要的化工單元操作，它利用溶質(zhì)在兩種互不相溶(或部分互溶)的液相之間分配不同的性質(zhì)來實現(xiàn)液體混合物的分離或提純。液液萃取可根據(jù)分離對象和要求，選擇適當?shù)妮腿┖土鞒?，具有很大的操作彈性，選擇性高，分離效果好，通常在常溫或較低溫度下進行，因而能耗低。液液萃取也易于實現(xiàn)連續(xù)逆流的大規(guī)模生產(chǎn)，因此其工業(yè)應用范圍十分廣泛。
利用萃取法回收酚的方法，目前研究得比較多。例如中國公開專利CN1450006A用兩種萃取劑對癸二酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含酚廢水進行了處理，工藝包括調(diào)節(jié)、過濾、萃取、脫酚、隔油等五步驟，萃取劑為高碳醇、磷酸酯和煤油的化合物。該過程中廢水經(jīng)過兩個萃取區(qū)，因此相應帶來兩套溶劑回收部分，而且廢水中殘留的萃取劑需要經(jīng)過回收處理，因此工藝過程相對復雜，且能耗大。中國公開專利CN1071299C也是利用兩種萃取劑通過兩個萃取區(qū)處理含酚廢水，該工藝帶來的問題與前一專利相同，工藝越復雜，投資越多，且運行成本也有相當大的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目和是為克服已有技術的不足之處，提出一種從廢水中回收酚的方法及集成系統(tǒng)，通過選擇合適的萃取劑及集成工藝，使該方法不僅能有效降低能耗，萃取劑損失小，酚回收率高，而且流程簡單，可連續(xù)操作。
本發(fā)明提出的一種從廢水中回收酚的方法，其特征在于，該方法以酮類有機溶劑作為萃取劑，利用萃取塔、溶劑回收塔和汽提塔進行萃取、精餾、汽提操作工藝，具體包括以下步驟
a.萃取含酚廢水從上部進入萃取塔內(nèi)，所述萃取劑從萃取塔的下部進入萃取塔內(nèi)，兩者以1∶1～6的比例逆流接觸傳質(zhì)，廢水由萃取塔底部流出，負載酚的萃取劑由萃取塔頂部流出；b.精餾負載酚的有機溶劑進入溶劑回收塔內(nèi)，塔釜溫度為120℃～160℃，進行常壓精餾操作，得到混合酚由塔釜通過管道排出回收，精餾后的萃取劑在溶劑回收塔的頂部冷凝后送至萃取塔的底部連續(xù)回用；c.汽提由萃取塔底部流出的廢水進入汽提塔內(nèi)與0.2MPa～0.4MPa水蒸氣逆流接觸，汽提出水中溶解的萃取劑送至萃取塔1回用；汽提后的水進入下一個工段。
上述酮類有機溶劑選用甲基異丁基酮或甲基異丙基甲酮中的一種酮類化合物。
本發(fā)明還提出一種實現(xiàn)如上述方法的從廢水中回收酚的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)主要由萃取塔、溶劑回收塔、汽提塔以及相應的連接管道所組成，其連接關系為萃取塔1的頂部管道(a)用于輸送含酚廢水；萃取塔下部管道(d)與汽提塔的中部的進料管相連；萃取塔的上部用管道(c)與溶劑回收塔的中部相連；汽提塔頂部的管道(e)與萃取塔底部的管道(b)相連；汽提塔底部的管道(g)用于排出處理后的水；汽提塔下部的管道(f)用于輸送蒸汽；溶劑回收塔的頂部用管道(h)與萃取塔底部的管道(b)相連；溶劑回收塔的底部管道(i)用于排出回收的酚。
本發(fā)明的特點及技術效果本發(fā)明由于采用了萃取、精餾、汽提等操作步驟組成的一整套集成工藝，同時選擇了合適的萃取劑，其分配系數(shù)高，且萃取劑的沸點低、潛熱小，因此回收溶劑時可以大大降低能耗。同時采用溶劑回收塔可以有效的清除溶劑中的雜質(zhì)，保證了工藝的穩(wěn)定運行。采用汽提塔處理萃取過的廢水，可以有效回收廢水中的萃取劑。因此本發(fā)明具有回收率高，處理量大，能耗低，溶劑損失小，運行穩(wěn)定等優(yōu)點。本發(fā)明適用于酚含量為0.5％-50％的含酚溶液，整套工藝多元酚的回收率達85％，揮發(fā)酚的回收率達99％。


圖1為本發(fā)明的集成工藝系統(tǒng)的一種實施例流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖及實施例具體說明本發(fā)明的方法及其系統(tǒng)。
本發(fā)明提出的一種從廢水中回收酚的方法，其特征在于，該方法以酮類有機物作為萃取劑，利用萃取塔、溶劑回收塔和汽提塔進行萃取、精餾、汽提操作工藝，具體包括以下步驟a.萃取含酚廢水從上部進入萃取塔內(nèi)，所述萃取劑從萃取塔的下部進入萃取塔內(nèi)，兩者以1∶1～6的比例逆流接觸傳質(zhì)，廢水由萃取塔底部流出，負載酚的萃取劑由萃取塔頂部流出；
b.精餾負載酚的有機溶劑進入溶劑回收塔內(nèi)，塔釜溫度為120℃～160℃，進行常壓精餾操作，得到混合酚由塔釜通過管道排出回收，精餾后的萃取劑在溶劑回收塔的頂部冷凝后送至萃取塔的底部連續(xù)回用；c.汽提由萃取塔底部流出的廢水進入汽提塔內(nèi)與0.2MPa～0.4MPa水蒸氣逆流接觸，汽提出水中溶解的萃取劑送至萃取塔1回用；汽提后的水進入下一個工段。
上述酮類有機溶劑選取甲基異丁基酮或甲基異丙基甲酮中一種酮類化合物。
本發(fā)明實現(xiàn)上述方法的系統(tǒng)結構如圖1所示，主要由萃取塔1，汽提塔2，溶劑回收塔3以及相應的連接管道所組成。各設備之間的連接關系如下萃取塔1的頂部管道a用于輸送含酚廢水；萃取塔下部管道d與汽提塔2的中部的進料管相連；萃取塔1的上部用管道c與溶劑回收塔3的中部相連；汽提塔頂部的管道e與萃取塔1底部的管道b相連；汽提塔2底部的管道g用于排出處理后的水；汽提塔2下部的管道f用于輸送蒸汽；溶劑回收塔3的頂部用管道h與萃取塔1底部的管道b相連；溶劑回收塔3的底部管道i用于排出回收的酚。
本發(fā)明所述的萃取塔采用一個回收廢水中酚類物質(zhì)的萃取塔，塔內(nèi)裝有填料、固定塔板或振動塔板中的一種；本發(fā)明所述的有機溶劑回收塔采用用于回收有機溶劑的有機溶劑精餾塔，塔內(nèi)裝有塔板或填料中的一種；本發(fā)明所述的汽提塔采用用于回收廢水中溶解的有機溶劑的汽提塔，塔內(nèi)裝有塔板或填料中的一種。
該集成系統(tǒng)回收了水中的酚類物質(zhì)，而且有效回收了廢水中的溶劑，使整個體系中溶劑的損失量降至最小、溶劑的回收利用率最高。
本發(fā)明系統(tǒng)的工藝步驟如下來自工藝過程的廢水由管道a進入萃取塔1，在塔內(nèi)與由管道b進來的萃取溶劑逆流接觸脫除其中的酚；經(jīng)處理的水通過管道d進入汽提塔2的中部的進料管，在塔內(nèi)與由管道f進來的蒸汽逆流接觸，汽提出水中溶解的溶劑送至萃取塔1回用；汽提后的水通過管道g流出送至下一工段；在萃取塔1內(nèi)與廢水接觸后負載酚的溶劑通過管道c進入溶劑回收塔3的中部進行精餾，重組分酚由塔釜通過管道i排出，輕組分溶劑由塔頂通過管道h送至萃取塔1的底部連續(xù)回用，精餾塔為常壓操作。
上述系統(tǒng)采用的萃取塔、溶劑回收塔、汽提塔均可選用常規(guī)產(chǎn)品；該系統(tǒng)所處理的廢水的酚含量為0.5％～50％，萃取溶劑與水相比為1∶(1～6)，精餾塔釜溫度為120～160℃，汽提塔蒸汽壓力為0.2～0.4MPa，整套工藝多元酚的回收率達85％，揮發(fā)酚的回收率達99％。
實施例1流量為15t/hr，含量為40％(質(zhì)量含量)的苯酚和苯二酚混合物的水溶液經(jīng)管道a進入萃取塔1，萃取塔高為16.0米，塔徑為1.0米，有機溶劑甲基異丁基酮(MIBK)由管道b進入萃取塔1，有機溶劑相和水相相比為1∶1，兩相逆流接觸后，萃余液中混合酚含量為0.03％。負載酚的有機溶劑經(jīng)萃取塔1上部的管道c進入有機溶劑回收塔3的中部的進料管，有機溶劑回收塔高為18.0米，塔徑為1.8米，常壓操作，塔釜溫度為160℃，混合酚由塔釜通過管道i排出，MIBK由塔頂經(jīng)冷凝后通過管道h送至萃取塔1的底部連續(xù)回用。經(jīng)處理的水通過管道d進入汽提塔2的中部的進料管，汽提塔塔徑為1.0米，塔高為12米，在塔內(nèi)與由管道f進來的0.4MPa蒸汽逆流接觸，汽提出水中溶解的溶劑送至萃取塔1回用；汽提后的水通過管道g流出。整套工藝混合酚的萃取率達到了99％以上。
實施例2流量為50L/hr，含量為7％(質(zhì)量含量)的苯酚和苯二酚混合物的水溶液經(jīng)管道a進入萃取塔1，萃取塔高為3.0米，塔徑為0.05米，有機溶劑甲基異丙基甲酮由管道b進入萃取塔1，有機溶劑相和水相相比為1∶3，兩相逆流接觸后，萃余液中混合酚含量為0.03％。負載酚的有機溶劑經(jīng)萃取塔1上部的管道c進入有機溶劑回收塔3的中部的進料管，有機溶劑回收塔高為4.0米，塔徑為0.1米，常壓操作，塔釜溫度為120℃，混合酚由塔釜通過管道i排出，溶劑由塔頂經(jīng)冷凝后通過管道h送至萃取塔1的底部連續(xù)回用。經(jīng)處理的水通過管道d進入汽提塔2的中部的進料管，在塔內(nèi)與由管道f進來的0.2MPa蒸汽逆流接觸，汽提出水中溶解的溶劑送至萃取塔1回用；汽提后的水通過管道g流出。整套工藝混合酚的萃取率達到了99％以上。
實施例3流量為2t/hr，含量為0.5％(質(zhì)量含量)的單元酚和多元酚的水溶液經(jīng)管道a進入萃取塔1，萃取塔高為10.0米，塔徑為0.3米，有機溶劑甲基異丁基酮(MIBK)由管道b進入萃取塔1，有機溶劑相和水相相比為1∶6，兩相逆流接觸后，萃余液中混合酚含量為0.05％。負載酚的有機溶劑經(jīng)萃取塔1上部的管道c進入有機溶劑回收塔3的中部的進料管，有機溶劑回收塔高為12.0米，塔徑為0.4米，常壓操作，塔釜溫度為150℃，混合酚由塔釜通過管道i排出，MIBK由塔頂經(jīng)冷凝后通過管道h送至萃取塔1的底部連續(xù)回用。經(jīng)處理的水通過管道d進入汽提塔2的中部的進料管，塔高為16.0米，塔徑為0.45米，在塔內(nèi)與由管道f進來的0.3MPa蒸汽逆流接觸，汽提出水中溶解的溶劑送至萃取塔1回用；汽提后的水通過管道g流出。整套工藝多元酚的回收率達85％，揮發(fā)酚的回收率達99％。
權利要求
1.一種從廢水中回收酚的方法，其特征在于，該方法以酮類有機溶劑作為萃取劑，利用萃取塔、有機溶劑回收塔和汽提塔進行萃取、精餾、汽提操作工藝，具體包括以下步驟a.萃取含酚廢水從上部進入萃取塔內(nèi)，所述萃取劑從萃取塔的下部進入萃取塔內(nèi)，兩者以1∶1～6的比例逆流接觸傳質(zhì)，廢水由萃取塔底部流出，負載酚的萃取劑由萃取塔頂部流出；b.精餾負載酚的有機溶劑進入有機溶劑回收塔內(nèi)，塔釜溫度為120℃～160℃，進行常壓精餾操作，得到混合酚由塔釜通過管道排出回收，精餾后的萃取劑在有機溶劑回收塔的頂部冷凝后送至萃取塔的底部連續(xù)回用；c.汽提由萃取塔底部流出的廢水進入汽提塔內(nèi)與0.2MPa～0.4MPa水蒸氣逆流接觸，汽提出水中溶解的萃取劑送至萃取塔1回用；汽提后的水進入下一個工段。
2.如權利要求1所述方法，其特征在于，所述酮類有機溶劑選取甲基異丁基酮或甲基異丙基甲酮中一種酮類化合物。
3.一種實現(xiàn)如權利要求1所述方法的從廢水中回收酚的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)主要由萃取塔、有機溶劑回收塔、汽提塔以及相應的連接管道所組成，其連接關系為萃取塔1的頂部管道(a)用于輸送含酚廢水；萃取塔下部管道(d)與汽提塔的中部的進料管相連；萃取塔的上部用管道(c)與有機溶劑回收塔的中部相連；汽提塔頂部的管道(e)與萃取塔底部的管道(b)相連；汽提塔底部的管道(g)用于排出處理后的水；汽提塔下部的管道(f)用于輸送蒸汽；有機溶劑回收塔的頂部用管道(h)與萃取塔底部的管道(b)相連；有機溶劑回收塔的底部管道(i)用于排出回收的酚。
4.如權利要求3所述系統(tǒng)，其特征在于，所述的萃取塔采用一個回收廢水中酚類物質(zhì)的萃取塔，塔內(nèi)裝有填料、固定塔板或振動塔板中的一種。
5.如權利要求3所述系統(tǒng)，其特征在于，所述的有機溶劑回收塔采用用于回收有機溶劑的有機溶劑精餾塔，塔內(nèi)裝有塔板或填料中的一種。
6.如權利要求3所述系統(tǒng)，其特征在于，所述的汽提塔采用用于回收廢水中溶解的有機溶劑的汽提塔，塔內(nèi)裝有塔板或填料中的一種。
全文摘要
一種從廢水中回收酚的方法及其系統(tǒng)，涉及一種從含酚的溶液中回收酚的技術。該方法以酮類有機溶劑作為萃取劑，利用萃取塔、有機溶劑回收塔和汽提塔進行萃取、精餾、汽提操作工藝。該系統(tǒng)主要由萃取塔、有機溶劑回收塔、汽提塔以及相應的連接管道所組成。本發(fā)明由于選用了合適的萃取劑，在蒸餾回收酚時可以大大降低能耗，減小萃取劑損失。同時采用溶劑回收塔可以有效的清除溶劑中的雜質(zhì)，保證了工藝的穩(wěn)定運行。采用汽提塔處理萃取過的廢水，可以有效回收廢水中的萃取劑。因此本發(fā)明具有回收率高，處理量大，能耗低，溶劑損失小，運行穩(wěn)定等優(yōu)點。整套工藝多元酚的回收率達85％，揮發(fā)酚的回收率達99％。
文檔編號C02F1/26GK1919818SQ200610113158
公開日2007年2月28日 申請日期2006年9月18日 優(yōu)先權日2006年9月18日
發(fā)明者樸香蘭, 湯志剛, 朱慎林 申請人:清華大學