專利名稱：一種處理對(duì)苯二甲酸精制廢水的組合工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種對(duì)苯二甲酸精制廢水的處理方法。
背景技術(shù)：
PTA是重要的基本有機(jī)化工基礎(chǔ)原材料之一，主要用于生產(chǎn)聚酯纖維、聚酯薄膜等。PTA的生產(chǎn)一般以對(duì)二甲苯為原料，醋酸為溶劑，在一定的溫度和壓力下催化氧化生成粗對(duì)苯二甲酸(TA)，然后再精制為高純度的PTA。在TA加氫精制過(guò)程中，需要使用大量水作為T(mén)A的溶解用水，在結(jié)晶、離心過(guò)濾后會(huì)產(chǎn) 生大量的廢水，該廢水中含有未完全反應(yīng)的中間產(chǎn)物對(duì)甲基苯甲酸(PT酸)、對(duì)羧基苯甲醛及產(chǎn)物對(duì)苯二甲酸等，存在COD高、pH低、雜質(zhì)多、水質(zhì)環(huán)境較惡劣等特點(diǎn)。目前，PTA生產(chǎn)裝置對(duì)這部分廢水處理方法分為物化法、生化法和物化-生化聯(lián)合處理法。生化法處理效率較低，占地面積較大，一般都從排放角度出發(fā)，未考慮水的回用問(wèn)題；而且廢水中的PT酸等PTA生產(chǎn)中的中間產(chǎn)物也隨著廢水的處理過(guò)程而直接被消耗掉，造成了資源的極大浪費(fèi)。而物化法由于更多的考慮在處理PTA精制廢水時(shí)回收水中溶解的副產(chǎn)物，并使處理后的水回用，使物化法成為目前開(kāi)發(fā)PTA精制廢水處理技術(shù)的重要方向。近年來(lái)，在處理PTA精制廢水的過(guò)程中回收利用廢水中有用成分的方法已有專利報(bào)道，CN102139970A公開(kāi)了一種精對(duì)苯二甲酸生產(chǎn)廢水的回收利用方法，采用微濾-膜萃取-樹(shù)脂吸附組合工藝處理PTA精制廢水，使廢水達(dá)到精制單元用水標(biāo)準(zhǔn)，但未經(jīng)預(yù)處理的PTA精制廢水中含有較多的固體懸浮顆粒，使微濾膜的操作負(fù)荷較大，操作周期短；而且在膜萃取步驟需要加入萃取促進(jìn)劑，會(huì)使處理后的水中含有促進(jìn)劑，如果回用會(huì)影響產(chǎn)品純度。CN101723531B提供了一種精對(duì)苯二甲酸精制廢水的處理回用方法，采用“中和+固液分離”作為膜前預(yù)處理，采用“超濾+兩級(jí)反滲透”的雙膜法工藝進(jìn)行膜處理，使處理后的廢水達(dá)到生產(chǎn)系統(tǒng)精制單元用水要求，但此工藝中和反應(yīng)需要加入堿液，引入了較多的鈉離子，增大了后續(xù)處理難度，而且未考慮芳香酸的回用，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。CN101544429B介紹了一種萃取-超濾-反滲透組合處理PTA精制廢水的方法，采用對(duì)二甲苯萃取精對(duì)苯二甲酸精制廢水，萃取相返回到精對(duì)苯二甲酸的制備工序中，萃余相經(jīng)超濾及反滲透處理后，透過(guò)水達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，但此方法由于未對(duì)水中溶解的PX進(jìn)行處理，返回系統(tǒng)會(huì)影響加氫反應(yīng)從而影響產(chǎn)品純度。因此，要根據(jù)廢水的性質(zhì)，設(shè)計(jì)一種經(jīng)濟(jì)更合理、工藝更簡(jiǎn)單的技術(shù)路線、方法來(lái)回收利用PTA精制廢水。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供了一種處理對(duì)苯二甲酸精制廢水的組合工藝，采用萃取-微濾-吸附-離子交換組合技術(shù)處理PTA精制廢水，使處理后的水質(zhì)達(dá)到PTA精制單元用水標(biāo)準(zhǔn)，并使廢水中的芳香酸回用。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種處理對(duì)苯二甲酸精制廢水的組合工藝，其具體步驟如下
A、將對(duì)苯二甲酸(PTA)精制廢水I和對(duì)二甲苯(PX) 2分別從萃取塔El的塔頂與塔底進(jìn)料，兩相逆流接觸后萃取相3送至氧化單元，萃余相4送至下一工序；B、萃余相4送至微濾膜分離裝置E2進(jìn)行處理，濃縮液5返回壓濾工序，滲透液6送至下一工序；C、步驟B的滲透液6進(jìn)入樹(shù)脂吸附裝置E3處理后，脫芳香酸后的水7再進(jìn)入離子交換裝置E4，處理后的水8的水質(zhì)達(dá)到PTA精制單元用水標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)選步驟A中的萃取塔采用篩板萃取塔或轉(zhuǎn)盤(pán)萃取塔；萃取溫度為3(T50°C;PX與PTA精制廢水的體積比為1:4 12 ;廢水在萃取塔中的停留時(shí)間為Γ8π η ;萃取后水中的芳香酸去除率為85 95%。優(yōu)選步驟B中的微濾膜分離裝置采用的是孔徑為O. 05、. I μ m的微濾膜，其材質(zhì)可以為無(wú)機(jī)膜、金屬膜或有機(jī)高分子膜等；操作壓力為O. Γ0. 4MPa ;微濾后水中的固含量去除率達(dá)到99%以上。 優(yōu)選步驟C中的樹(shù)脂吸附裝置中的樹(shù)脂為苯乙烯系陰離子交換樹(shù)脂或苯乙烯系大孔吸附樹(shù)脂；優(yōu)選水在樹(shù)脂床層中的停留時(shí)間為O. 5^1h ;經(jīng)過(guò)樹(shù)脂吸附裝置處理后PT酸的去除率達(dá)到99%以上。優(yōu)選步驟C中的離子交換裝置中的交換劑為苯乙烯系強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；水在樹(shù)脂床層中的停留時(shí)間為O. 5^1h ;經(jīng)過(guò)離子交換裝置處理后金屬離子的去除率達(dá)到98%以上。有益效果本方法由于在廢水進(jìn)入微濾系統(tǒng)前除去了大部分的芳香酸，解決了微濾膜容易堵塞的問(wèn)題；對(duì)微濾產(chǎn)生的滲透液采用樹(shù)脂吸附，可以除去水中溶解的PX和殘余的芳香酸，不僅避免了芳香酸在離子交換床層中沉積而影響離子交換效果，而且回用的水中基本不含PX,不會(huì)對(duì)精制產(chǎn)品純度構(gòu)成影響。這種處理工藝的特征是“萃取-微濾-吸附-離子交換”組合，該組合工藝克服了現(xiàn)有工藝的不足，不僅可以回收PTA精制廢水中有價(jià)值的芳香酸，還脫除了水中的金屬離子，使處理的PTA精制廢水能夠達(dá)到回用工藝水的控制指標(biāo)，從而減少了廢水的總體排放量。


圖I是本發(fā)明提供的萃取-微濾-吸附-離子交換組合技術(shù)處理PTA精制廢水的工藝流程簡(jiǎn)圖；其中El為萃取塔，E2為微濾膜分離裝置，E3為樹(shù)脂吸附裝置，E4為離子交換裝置；I為PTA精制廢水，2為PX，3為萃取相，4為萃余相，5為濃縮液，6為滲透液，7為脫芳香酸后的水，8為處理后的水。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步詳述本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于下述的具體實(shí)施方式
。實(shí)施例I本實(shí)施例所采用的方法如圖I所示。PTA精制廢水從塔頂進(jìn)入篩板萃取塔，PX從塔底進(jìn)入，PX與廢水的體積比為1: 4，萃取溫度為30°C，兩相在萃取塔中逆流接觸，廢水在萃取塔中的停留時(shí)間為8min。萃取相從塔頂切出送到PTA氧化系統(tǒng)作反應(yīng)原料，萃余相通過(guò)循環(huán)泵進(jìn)入微濾膜分離裝置，膜材料為多孔氧化鋁陶瓷膜，膜孔徑為O. 05 μ m，操作壓力為O. 2MPa。樹(shù)脂吸附裝置內(nèi)裝苯乙烯系大孔吸附樹(shù)脂(型號(hào)LS105)，滲透液在樹(shù)脂床層的停留時(shí)間約O. 5h。離子交換裝置內(nèi)裝苯乙烯系強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂(型號(hào)Amberjetl500H)，水在樹(shù)脂床層的停留時(shí)間約
O.5h。處理后的水送至精制單元做打漿用水，裝置穩(wěn)定運(yùn)行4h后分別取樣測(cè)處理前后水中PT酸、Na+、Co2+、Mn2+的濃度和固含量，并計(jì)算各項(xiàng)目的去除率，結(jié)果列于表I。實(shí)施例2 PTA精制廢水從塔頂進(jìn)入轉(zhuǎn)盤(pán)萃取塔，PX從塔底進(jìn)入，PX與廢水的體積比為1:8，萃取溫度為40°C，兩相在萃取塔中逆流接觸，廢水在萃取塔中的停留時(shí)間為6min。萃取相從塔頂切出送到PTA氧化系統(tǒng)作反應(yīng)原料，萃余相通過(guò)循環(huán)泵進(jìn)入微濾膜分離裝置，膜材料為不銹鋼粉末燒結(jié)膜，膜孔徑為O. I μ m，操作壓力為O. IMPa0樹(shù)脂吸附裝置內(nèi)裝苯乙烯系大孔吸附樹(shù)脂(型號(hào)LS100)，滲透液在樹(shù)脂床層的停留時(shí)間約O. 75h。離子交換裝置內(nèi)裝苯乙烯系強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂(型號(hào)AmberjetieOOH)，水在樹(shù)脂床層的停留時(shí)間約
O.75h。處理后的水送至精制單元做打漿用水，裝置穩(wěn)定運(yùn)行4h后分別取樣測(cè)處理前后水中PT酸、Na+、Co2+、Mn2+的濃度和固含量，并計(jì)算各項(xiàng)目的去除率，結(jié)果列于表I。實(shí)施例3PTA精制廢水從塔頂進(jìn)入轉(zhuǎn)盤(pán)萃取塔，PX從塔底進(jìn)入，PX與廢水的體積比為1:12，萃取溫度為50°C，兩相在萃取塔中逆流接觸，廢水在萃取塔中的停留時(shí)間為4min。萃取相從塔頂切出送到PTA氧化系統(tǒng)作反應(yīng)原料，萃余相通過(guò)循環(huán)泵進(jìn)入微濾膜分離裝置，膜材料為聚乙烯中空纖維膜，膜孔徑為O. I μ m，操作壓力為O. 4MPa。樹(shù)脂吸附裝置內(nèi)裝苯乙烯系陰離子交換樹(shù)脂(型號(hào)D301)，滲透液在樹(shù)脂床層的停留時(shí)間約lh。離子交換裝置內(nèi)裝苯乙烯系強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂(型號(hào)D001)，水在樹(shù)脂床層的停留時(shí)間約lh。處理后的水送至精制單元做打漿用水，裝置穩(wěn)定運(yùn)行4h后分別取樣測(cè)處理前后水中PT酸、Na+、Co2+、Mn2+的濃度和固含量，并計(jì)算各項(xiàng)目的去除率，結(jié)果列于表I。表I
權(quán)利要求
1.一種處理對(duì)苯二甲酸精制廢水的組合工藝，其具體步驟如下 A、將對(duì)苯二甲酸精制廢水(I)和對(duì)二甲苯(2)分別從萃取塔(El)的塔頂與塔底進(jìn)料，兩相逆流接觸后萃取相(3 )送至氧化單元，萃余相(4 )送至下一工序； B、萃余相(4)送至微濾膜分離裝置(E2)進(jìn)行處理，濃縮液(5)返回壓濾工序，滲透液(6)送至下一工序； C、步驟B的滲透液(6)進(jìn)入樹(shù)脂吸附裝置(E3)處理后，脫芳香酸后的水(7)再進(jìn)入離子交換裝置(E4)，處理后的水(8)的水質(zhì)達(dá)到PTA精制單元用水標(biāo)準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求I所述的組合工藝，其特征在于步驟A所述的萃取塔為篩板萃取塔或轉(zhuǎn)盤(pán)萃取塔；對(duì)二甲苯與對(duì)苯二甲酸精制廢水的體積比為1:4 12 ;萃取溫度3(T50°C ;廢水在萃取塔中的停留時(shí)間為Γ8π η。
3.如權(quán)利要求I所述的組合工藝，其特征在于步驟B所述的微濾膜分離裝置采用的是孔徑為O. 05、· I μ m的微孔濾膜；操作壓力O. Γ0. 4MPa。
4.如權(quán)利要求I所述的組合工藝，其特征在于樹(shù)脂吸附裝置中的樹(shù)脂為苯乙烯系陰離子交換樹(shù)脂或苯乙烯系大孔吸附樹(shù)脂；滲透液在樹(shù)脂床層中的停留時(shí)間為O. 5 lh。
5.如權(quán)利要求I所述的組合工藝，其特征在于離子交換裝置中的交換劑為苯乙烯系強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；脫芳香酸后水在樹(shù)脂床層中的停留時(shí)間為O. 5 lh。
全文摘要
一種處理對(duì)苯二甲酸(PTA)精制廢水的組合工藝，首先在萃取塔中使用對(duì)二甲苯將PTA精制廢水中的芳香酸萃取到萃取相中，并送至氧化單元作反應(yīng)原料，萃余相被送至微濾膜分離裝置以除去其中的固體懸浮顆粒，滲透液再進(jìn)入樹(shù)脂吸附裝置和離子交換裝置除去其中殘留的芳香酸和金屬離子，使處理后的水達(dá)到PTA精制單元用水標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)此方法可使水和其中的芳香酸回用，降低了產(chǎn)品單耗和用水量，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號(hào)C02F9/04GK102874955SQ201210428330
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者管國(guó)鋒, 萬(wàn)輝, 李鋼 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)