针对异丙苯/苯酚丙酮/双酚A工艺的废物处理系统的制作方法

针对异丙苯/苯酚丙酮/双酚a工艺的废物处理系统
技术领域
1.本实用新型属于废物处理技术领域。具体地，本实用新型涉及一种针对异丙苯/苯酚丙酮/双酚a工艺的废物处理系统。


背景技术：

2.双酚a(bpa)是用于制备聚碳酸酯树脂的重要反应物。制备bpa的一种已知工艺包括将过氧化异丙苯(chp)催化裂解成苯酚和丙酮，以及该苯酚和丙酮随后在酸性催化剂的存在下反应形成bpa，这种工艺被称为异丙苯/苯酚丙酮/双酚a工艺。
3.通常异丙苯/苯酚丙酮/双酚a工艺产生的废物主要包括废气、有机废液和废水。其中异丙苯装置、双酚a装置、苯酚丙酮装置的萃取塔会排放高盐废水，苯酚丙酮装置除萃取塔以外的设备会排放低盐废水，并且异丙苯装置、双酚a装置、苯酚丙酮装置都排放有机废液和废气。
4.目前常用的废物处理系统是将废物分开处理，废气送至焚烧系统处理，废液送至储罐内储存或送至外部处理，废水在送至外部污水处理厂或直排外部环境前需要进行预处理(参见图1)。苯酚丙酮废水由于高盐度和高cod(化学需氧量)的特性而属于难处理的化工废水，通常先与厂内其他可用废水混合稀释降低盐浓度至生化细菌可接受的程度，送至废水生化处理系统。如果没有足够的可用稀释废水，就需要通过其它高级氧化法来处理这部分高盐高cod的废水，或者通过多效蒸发等方式首先把高盐废水浓缩，然后再和废气有机废液一起进热氧化炉焚烧处理。但不管是高级氧化法处理废水还是浓缩后焚烧处理的方式投资成本和运营成本都是巨大的，尤其是多效蒸发浓缩工艺的高能耗问题在增加运营成本的同时会产生很高的碳排放，这对客户来说是一个很大的挑战，特别是目前中国正在实施碳减排政策的情况下。
5.面对传统污水处理系统存在的高成本和高碳排放问题，本领域中需要一种针对异丙苯/苯酚丙酮/双酚a工艺的更高效、更经济、更低碳排放的废物处理系统。


技术实现要素：

6.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种针对异丙苯/苯酚丙酮/双酚a工艺的更高效、更经济、更低碳排放的废物处理系统。
7.根据本实用新型，提供一种针对异丙苯/苯酚丙酮/双酚a工艺的废物处理系统，其包括：
8.与异丙苯装置的废水收集管道和有机废液收集管道、苯酚丙酮装置的萃取塔和有机废液收集管道、双酚a装置的有机废液收集管道和废水收集管道流体相通的热氧化焚烧单元；
9.与异丙苯装置、苯酚丙酮装置和双酚a装置的至少一部分废气管道流体相通的催化氧化焚烧或者蓄热式氧化焚烧单元；和
10.与苯酚丙酮装置除萃取塔之外的其它废水排放设备流体相通的生化处理单元。
11.本实用新型的废物处理系统可以用于将有机废液和至少一部分高盐废水进行热氧化焚烧处理，将至少一部分废气进行催化氧化焚烧或者蓄热式氧化焚烧处理，将低盐废水进行处理成本更低的生化处理，这样可以获得投资成本和运行成本上的良好平衡，同时追求更高的热回收和更低的碳排放。本实用新型的废物处理系统还可以用于在满足严格的排放要求的基础上实现非常低的天然气消耗甚至零消耗，同时可以通过余热回收产生蒸汽，进一步减少碳排放。对于使用异丙苯/苯酚丙酮/双酚a工艺的工厂而言，可以简化废物处理流程，降低运行成本，并获得热回收进一步减少碳排放。
附图说明
12.下面结合附图对本实用新型进行更详细地说明和解释，在附图中相同的附图标记表示相同的要素。
13.图1示意性地显示现有技术中处理异丙苯/苯酚丙酮/双酚a工艺产生废物的流程示意图。
14.图2示意性地显示根据本实用新型的一个实施例方式针对异丙苯/苯酚丙酮/双酚a工艺的废物处理系统示意图。
15.图3示意性地显示使用根据本实用新型的一个实施例方式针对异丙苯/苯酚丙酮/双酚a工艺的废物处理系统进行废物处理的流程示意图。
具体实施方式
16.现在参考附图以说明的目的而非限制地描述本实用新型的一些具体实施方式。
17.本技术中针对各个特征的描述在相互不矛盾的情况下可以相互结合，都落入本技术请求保护的范围。
18.根据本实用新型，提供一种针对异丙苯/苯酚丙酮/双酚a工艺的废物处理系统，其包括：
19.与异丙苯装置的废水收集管道和有机废液收集管道、苯酚丙酮装置的萃取塔废水管道和有机废液收集管道、双酚a装置的有机废液收集管道和废水收集管道流体相通的热氧化焚烧单元；
20.与异丙苯装置、苯酚丙酮装置和双酚a装置的至少一部分废气管道流体相通的催化氧化焚烧或者蓄热式氧化焚烧单元；和
21.与苯酚丙酮装置除萃取塔之外的其它废水排放设备流体相通的生化处理单元。
22.优选地，所述热氧化焚烧单元与所述生化处理单元流体相通。
23.优选地，所述废物处理系统还包括与所述生化处理单元流体相通的其它废水处理单元。
24.所述其它废水处理单元可以为进行废水预处理、高级氧化、膜处理和蒸发结晶脱盐中的一种或多种的单元。
25.优选地，所述其它废水处理单元还与所述热氧化焚烧单元流体相通。
26.优选地，异丙苯装置、苯酚丙酮装置和双酚a装置的至少一部分废气管道与所述热氧化焚烧单元流体相通以将一部分废气输入所述热氧化焚烧单元，优选地，异丙苯装置和苯酚丙酮装置的废气管道与所述催化氧化焚烧或者蓄热式氧化焚烧单元流体相通，双酚a
装置的废气管道与所述热氧化焚烧单元流体相通。
27.在一些实施方式中，所述热氧化焚烧单元还与除异丙苯/苯酚丙酮/双酚a工艺装置之外的其它装置流体相通以将其废气和/或废有机溶剂引入热氧化单元以降低燃气消耗。
28.参考图2，在一些优选的实施方式中，所述废物处理系统包括：
29.与异丙苯装置的废水收集管道和有机废液收集管道、苯酚丙酮装置的萃取塔废水管道和有机废液收集管道、双酚a装置的有机废液收集管道、废气管道以及废水收集管道流体相通的热氧化焚烧单元，
30.与异丙苯装置和苯酚丙酮装置的废气管道流体相通的催化氧化焚烧或者蓄热式氧化焚烧单元，
31.与苯酚丙酮装置除萃取塔之外的其它废水排放设备流体相通的生化处理单元，
32.与所述生化处理单元流体相通的其它废水处理单元，
33.其中所述热氧化焚烧单元还与所述生化处理单元以及所述其它废水处理单元流体相通。
34.在一些实施方式中，双酚a装置的废水收集管道还与所述生化处理单元流体相通。
35.所述热氧化焚烧单元、催化氧化焚烧单元、蓄热式氧化焚烧单元、生化处理单元和其它废水处理单元(例如高级氧化、废水浓缩结晶单元等)可以采用针对异丙苯/苯酚丙酮/双酚a工艺的废物处理系统中的现有设备单元进行。相对现有技术的废物处理系统而言，本实用新型的废物处理系统可以通过仅改变设备的管线连接就可以实现。
36.本实用新型的废物处理系统可以针对异丙苯/苯酚丙酮/双酚a工艺的废物进行处理。
37.参考图3，来自苯酚丙酮装置萃取塔塔底的高盐废水、来自异丙苯和双酚a装置的废水、来自异丙苯/苯酚丙酮/双酚a装置的有机废液以及来自双酚a 装置的废气被输送至热氧化焚烧单元，
38.来自异丙苯和苯酚丙酮装置的废气被输送至催化氧化焚烧单元或蓄热式氧化焚烧单元，
39.来自苯酚丙酮装置除萃取塔塔底废水之外的低盐废水被输送至生化处理单元，从生化处理单元排出的经处理的废水被输送其它废水处理单元(例如高级氧化和废水浓缩结晶单元)，和
40.来自生化处理单元的浮选有机废物和生化沼气以及来自其它废水处理单元的浓缩母液或其它废物被输送至热氧化焚烧单元。
41.在本技术中，高盐废水是指来自异丙苯装置的废水、苯酚丙酮装置萃取塔塔底废水和来自双酚a装置的废水，其中苯酚丙酮装置萃取塔塔底废水盐浓度最高可达到15重量%-25重量%，相对该废水的总重量计。
42.在本技术中，低盐废水是指来自苯酚丙酮装置除萃取塔塔底废水之外的其它的废水，其中盐浓度可达到1重量%，相对该废水的总重量计。
43.在本技术中，有机废液是指来自异丙苯装置、苯酚丙酮装置和双酚a装置的有机废液。
44.在本技术中，来自其它废水处理的浓缩母液的其它废物是指除浓缩母液之外的所
有废物。
45.来自生化处理单元的污泥可以经现有污泥脱水系统处理。
46.本实用新型的废物处理系统既能处理异丙苯/苯酚丙酮/双酚a装置产生的高盐废水，又能接收上下游工艺产生的其它废物。本实用新型的废物处理系统综合考虑所有废弃物的处理，可以在工艺过程中整合了热氧化系统(to)、催化氧化系统(co)或蓄热式氧化系统(rto)、废水脱盐、废水高级氧化和生化处理等多种废弃物处理过程。
47.根据废物特性，本实用新型的废物处理系统能够用于将各种废物通过合适的单元流程进行处理，首先将苯酚丙酮生产过程中的高盐废水和其它废水(如低盐废水)分开，有机废液和至少一部分高盐废水和有机废液通过热氧化单元处理，至少一部分废气通过催化氧化焚烧或者蓄热式氧化焚烧单元处理，低盐废水通过处理成本更低的废水生化系统处理，在一些优选方式中，来自双酚a装置的废气也通过热氧化单元处理，这样可以获得投资成本和运行成本上的良好平衡，同时追求更高的热回收和更低的碳排放。
48.本实用新型的废物处理系统可以在满足严格的排放要求的基础上实现非常低的天然气消耗甚至零消耗，同时可以通过在热氧化单元中配备余热锅炉系统来热回收产生蒸汽，进一步减少碳排放。对于使用异丙苯/苯酚丙酮/双酚a工艺的工厂而言，可以简化废物处理流程，降低运行成本，并获得热回收进一步减少碳排放。
49.相比于传统的废物处理方式，本实用新型的废物处理系统从整体考虑使废物处理流程最优化，在满足最严苛排放要求的同时使整体操作费用明显降低。
50.除非另外限定，本文所使用的所有技术和科学术语具有本实用新型所属领域技术人员通常理解的相同意义。当本说明书中术语的定义与本实用新型所属领域技术人员通常理解的意义有矛盾时，以本文中所述的定义为准。
51.除了在实施例或另有指明外，在本技术说明书和权利要求书中，表示数量、百分比等的所有的数字被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。
52.本技术说明书中所述的“包含”和“包括”涵盖还包含或包括未明确提及的其它要素的情形以及由所提及的要素组成的情形。
53.实施例
54.以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思及产生的技术效果作进一步说明，以使得本领域技术人员能够充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。本领域技术人员不难理解，此处的实施例仅仅用于示例目的，本实用新型的范围并不局限于此。
55.实施例1
56.参考图2，一种针对异丙苯/苯酚丙酮/双酚a工艺的废物处理系统，包括：
57.与异丙苯装置的废水收集管道和有机废液收集管道、苯酚丙酮装置的萃取塔废水管道和有机废液收集管道、双酚a装置的有机废液收集管道、废气管道以及废水收集管道流体相通的热氧化焚烧单元，
58.与异丙苯装置和苯酚丙酮装置的废气管道流体相通的催化氧化焚烧或者蓄热式氧化焚烧单元，
59.与苯酚丙酮装置除萃取塔之外的其它废水排放设备流体相通的生化处理单元，
60.与所述生化处理单元流体相通的其它废水处理单元，
61.其中所述热氧化焚烧单元还与所述生化处理单元以及所述其它废水处理单元流
体相通。
62.参考图3，下面示例性说明使用本实用新型的废物处理系统针对异丙苯/苯酚丙酮/双酚a工艺的废物进行处理的过程，其中对物质浓度的描述，如果是针对液体，则浓度以重量为基准，如果是针对气体，则浓度以体积为基准。
63.1.3t/hr的来自苯酚丙酮装置的萃取塔塔底的高盐废水、7.5t/hr的来自异丙苯和双酚a装置的废水、390nm3/h 的来自双酚a装置的废气、1.25t/hr的来自异丙苯/苯酚丙酮/双酚a装置的有机废液被输送至热氧化焚烧单元，其中：苯酚丙酮装置的萃取塔塔底高盐废水中包含：苯0.3ppm，异丙苯300ppm，苯酚150ppm，cod 3500mg/l，toc(总有机碳) 1100 mg/l， naso
4 20重量%，ph 5。异丙苯装置废水中包含：cod 2000 mg/l，苯1900 ppm。双酚a装置废水中包含：丙酮2750ppm，甲醇120ppm，cod 6500 mg/l，naso
4 3重量%，ph 7。双酚a装置尾气含约87%氮气，7.4%氧气，0.04%甲硫醇，0.82%丙酮以及其它二异丙醚和苯酚等有机物。异丙苯装置有机废液0.27t/h，主要组分为苯和三异丙苯等芳烃有机物，苯占约60重量%。苯酚丙酮装置有机废液0.63t/h，主要组分为丙酮，异丙苯及苯酚焦油等有机物。双酚a装置有机废液0.35t/h，主要为苯酚9.93%，双酚a 19.86%和其它重组分。热氧化单元主要包括热氧化炉、余热回收锅炉、烟气净化处理部分等。热氧化单元为负压操作，废物在热氧化炉的炉温1100℃环境中停留2秒钟，经过冷却后进入余热回收锅炉副产2.0mpa饱和蒸汽15t/h，之后烟气进入烟气净化部分经过除尘、脱酸、脱销等处理后的达标尾气经烟囱排至大气。
64.26.1t/hr的来自异丙苯/苯酚丙酮生产装置的废气被输送至催化氧化焚烧单元，其中：异丙苯装置尾气0.09t/h，含有约40%丙烷，27%苯，26%非芳烃等有机物。苯酚丙酮装置尾气26t/h，含有95%氮气，4.5%氧气，其余为异丙苯、氢气和丙酮。催化氧化炉内填充催化剂，压力控制在微负压约-5kpa，温度420℃。由于此部分废气中有机物含量低，通过催化氧化焚烧炉处理可以实现较低的天然气消耗。
65.6.5t/hr的来自苯酚丙酮装置的除萃取塔塔底废水之外的其它废水被输送至生化处理单元，废水中包含：cod 7800 mg/l，toc 3200 mg/l，bod(生化需氧量) 2500 mg/l，naso
4 1重量%，苯含量约0.3ppm，异丙苯300ppm，ph 5。该处理单元主要包含进水调节、气浮装置和升流式厌氧污泥床反应器(uasb)中温厌氧反应器等预处理工艺，之后升流式厌氧污泥床反应器出水进入生化系统，生化系统采用两级生化结合膜生物反应器(mbr)工艺，二级生化为水解酸化和好氧曝气。cod去除率如表1中所示。
66.表1：cod去除率
[0067] cod脱除率出水cod(mg/l)进水 7800气浮装置30%5460uasb70%1638水解酸化10%1474好氧生化85%221催化氧化50%111
[0068]
从生化处理单元排出的经处理的废水被输送至膜浓缩与蒸发结晶单元，废水经生化处理后，cod降至100mg/l左右，含盐量约0.9%，然后采用膜浓缩与蒸发结晶处理，产出硫酸钠固体及少量结晶母液。硫酸钠固体(纯度》98%)产量为1.4吨/天。来自生化处理单元的
污泥经污泥脱水系统处理，污泥脱水系统采用污泥浓缩与叠螺式脱水机，泥饼含水率＜80%，污泥产生量为3.2吨/天，送至外部固体废弃物焚烧处置中心焚烧处置。
[0069]
来自生化处理单元的浮选有机废物和生化沼气以及来自膜浓缩与蒸发结晶单元的浓缩母液或其它废物被输送至热氧化焚烧单元。
[0070]
本实施例中，膜浓缩与蒸发结晶单元处无废水排放。
[0071]
分别收集热氧化焚烧单元和催化氧化焚烧单元的排放样品进行测试，数据列于表2和表3中。
[0072]
表2：热氧化焚烧单元样品指标
[0073]
污染物排放浓度mg/m3so230no
x
50颗粒物10co80二噁英类0.1ng-teq/m3[0074]
从表2中的结果可以看出，热氧化焚烧单元的排放物满足《危险废物焚烧污染控制标准》(gb18484-2020)中有关要求；热氧化焚烧单元烟气中so2、no
x
、颗粒物排放浓度限值符合《区域性大气污染物综合排放标准》(db 37/2376-2019)表1“重点控制区”排放浓度限值的要求。
[0075]
表3：催化氧化焚烧单元样品指标
[0076]
污染物排放浓度mg/m3so230no
x
50颗粒物10非甲烷总烃去除效率≥95%
[0077]
从表3中的结果可以看出，催化氧化焚烧单元的排放物满足《区域性大气污染物综合排放标准》(db 37/2376-2019)表1“重点控制区”排放浓度限值的排放要求。
[0078]
从实施例1可以看出，本实用新型的废物处理系统可以在满足严格的排放要求的基础上实现非常低的天然气消耗甚至零消耗，同时通过余热回收产生蒸汽，进一步减少碳排放。对于使用异丙苯/苯酚丙酮/双酚a工艺的工厂而言，可以简化废物处理流程，降低运行成本，并获得热回收进一步减少碳排放。
[0079]
虽然已经展现和讨论了本实用新型的一些方面，但是本领域内的技术人员应该意识到，可以在不背离本实用新型原理和精神的条件下对上述方面进行改变，因此本实用新型的范围将由权利要求以及等同的内容所限定。