专利名称：一种从废水中回收酚的方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种化工分离和水处理技术，特别涉及从水溶液或废水中回收酚的方法及系统。
背景技术：
含酚废水或水溶液主要来自石油化工厂、树脂厂、煤气化厂、炼油厂和焦化厂等化工企业。酚是水体的重要污染物之一。由于工业门类、产品种类和工艺条件不同，其废水组成及含酚浓度差别较大，一般分为酸性、碱性、中性含酚废水和挥发、非挥发性含酚废水。
由于含酚废水的组成、酸碱性以及浓度的不同，治理方法也不一样，目前工业上治理含酚废水的方法一般分为物理法、化学法、生化法等三大类。
液液萃取是一种重要的化工单元操作，它利用溶质在两种互不相溶(或部分互溶)的液相之间分配不同的性质来实现液体混合物的分离或提纯。液液萃取可根据分离对象和要求，选择适当的萃取剂和流程，具有很大的操作弹性，选择性高，分离效果好，通常在常温或较低温度下进行，因而能耗低。液液萃取也易于实现连续逆流的大规模生产，因此其工业应用范围十分广泛。
利用萃取法回收酚的方法，目前研究得比较多。例如中国公开专利CN1450006A用两种萃取剂对癸二酸生产过程中产生的含酚废水进行了处理，工艺包括调节、过滤、萃取、脱酚、隔油等五步骤，萃取剂为高碳醇、磷酸酯和煤油的化合物。该过程中废水经过两个萃取区，因此相应带来两套溶剂回收部分，而且废水中残留的萃取剂需要经过回收处理，因此工艺过程相对复杂，且能耗大。中国公开专利CN1071299C也是利用两种萃取剂通过两个萃取区处理含酚废水，该工艺带来的问题与前一专利相同，工艺越复杂，投资越多，且运行成本也有相当大的提高。
发明内容
本发明的目和是为克服已有技术的不足之处，提出一种从废水中回收酚的方法及集成系统，通过选择合适的萃取剂及集成工艺，使该方法不仅能有效降低能耗，萃取剂损失小，酚回收率高，而且流程简单，可连续操作。
本发明提出的一种从废水中回收酚的方法，其特征在于，该方法以酮类有机溶剂作为萃取剂，利用萃取塔、溶剂回收塔和汽提塔进行萃取、精馏、汽提操作工艺，具体包括以下步骤
a.萃取含酚废水从上部进入萃取塔内，所述萃取剂从萃取塔的下部进入萃取塔内，两者以1∶1～6的比例逆流接触传质，废水由萃取塔底部流出，负载酚的萃取剂由萃取塔顶部流出；b.精馏负载酚的有机溶剂进入溶剂回收塔内，塔釜温度为120℃～160℃，进行常压精馏操作，得到混合酚由塔釜通过管道排出回收，精馏后的萃取剂在溶剂回收塔的顶部冷凝后送至萃取塔的底部连续回用；c.汽提由萃取塔底部流出的废水进入汽提塔内与0.2MPa～0.4MPa水蒸气逆流接触，汽提出水中溶解的萃取剂送至萃取塔1回用；汽提后的水进入下一个工段。
上述酮类有机溶剂选用甲基异丁基酮或甲基异丙基甲酮中的一种酮类化合物。
本发明还提出一种实现如上述方法的从废水中回收酚的系统，其特征在于，该系统主要由萃取塔、溶剂回收塔、汽提塔以及相应的连接管道所组成，其连接关系为萃取塔1的顶部管道(a)用于输送含酚废水；萃取塔下部管道(d)与汽提塔的中部的进料管相连；萃取塔的上部用管道(c)与溶剂回收塔的中部相连；汽提塔顶部的管道(e)与萃取塔底部的管道(b)相连；汽提塔底部的管道(g)用于排出处理后的水；汽提塔下部的管道(f)用于输送蒸汽；溶剂回收塔的顶部用管道(h)与萃取塔底部的管道(b)相连；溶剂回收塔的底部管道(i)用于排出回收的酚。
本发明的特点及技术效果本发明由于采用了萃取、精馏、汽提等操作步骤组成的一整套集成工艺，同时选择了合适的萃取剂，其分配系数高，且萃取剂的沸点低、潜热小，因此回收溶剂时可以大大降低能耗。同时采用溶剂回收塔可以有效的清除溶剂中的杂质，保证了工艺的稳定运行。采用汽提塔处理萃取过的废水，可以有效回收废水中的萃取剂。因此本发明具有回收率高，处理量大，能耗低，溶剂损失小，运行稳定等优点。本发明适用于酚含量为0.5％-50％的含酚溶液，整套工艺多元酚的回收率达85％，挥发酚的回收率达99％。
图1为本发明的集成工艺系统的一种实施例流程图。
具体实施例方式
下面结合附图及实施例具体说明本发明的方法及其系统。
本发明提出的一种从废水中回收酚的方法，其特征在于，该方法以酮类有机物作为萃取剂，利用萃取塔、溶剂回收塔和汽提塔进行萃取、精馏、汽提操作工艺，具体包括以下步骤a.萃取含酚废水从上部进入萃取塔内，所述萃取剂从萃取塔的下部进入萃取塔内，两者以1∶1～6的比例逆流接触传质，废水由萃取塔底部流出，负载酚的萃取剂由萃取塔顶部流出；
b.精馏负载酚的有机溶剂进入溶剂回收塔内，塔釜温度为120℃～160℃，进行常压精馏操作，得到混合酚由塔釜通过管道排出回收，精馏后的萃取剂在溶剂回收塔的顶部冷凝后送至萃取塔的底部连续回用；c.汽提由萃取塔底部流出的废水进入汽提塔内与0.2MPa～0.4MPa水蒸气逆流接触，汽提出水中溶解的萃取剂送至萃取塔1回用；汽提后的水进入下一个工段。
上述酮类有机溶剂选取甲基异丁基酮或甲基异丙基甲酮中一种酮类化合物。
本发明实现上述方法的系统结构如图1所示，主要由萃取塔1，汽提塔2，溶剂回收塔3以及相应的连接管道所组成。各设备之间的连接关系如下萃取塔1的顶部管道a用于输送含酚废水；萃取塔下部管道d与汽提塔2的中部的进料管相连；萃取塔1的上部用管道c与溶剂回收塔3的中部相连；汽提塔顶部的管道e与萃取塔1底部的管道b相连；汽提塔2底部的管道g用于排出处理后的水；汽提塔2下部的管道f用于输送蒸汽；溶剂回收塔3的顶部用管道h与萃取塔1底部的管道b相连；溶剂回收塔3的底部管道i用于排出回收的酚。
本发明所述的萃取塔采用一个回收废水中酚类物质的萃取塔，塔内装有填料、固定塔板或振动塔板中的一种；本发明所述的有机溶剂回收塔采用用于回收有机溶剂的有机溶剂精馏塔，塔内装有塔板或填料中的一种；本发明所述的汽提塔采用用于回收废水中溶解的有机溶剂的汽提塔，塔内装有塔板或填料中的一种。
该集成系统回收了水中的酚类物质，而且有效回收了废水中的溶剂，使整个体系中溶剂的损失量降至最小、溶剂的回收利用率最高。
本发明系统的工艺步骤如下来自工艺过程的废水由管道a进入萃取塔1，在塔内与由管道b进来的萃取溶剂逆流接触脱除其中的酚；经处理的水通过管道d进入汽提塔2的中部的进料管，在塔内与由管道f进来的蒸汽逆流接触，汽提出水中溶解的溶剂送至萃取塔1回用；汽提后的水通过管道g流出送至下一工段；在萃取塔1内与废水接触后负载酚的溶剂通过管道c进入溶剂回收塔3的中部进行精馏，重组分酚由塔釜通过管道i排出，轻组分溶剂由塔顶通过管道h送至萃取塔1的底部连续回用，精馏塔为常压操作。
上述系统采用的萃取塔、溶剂回收塔、汽提塔均可选用常规产品；该系统所处理的废水的酚含量为0.5％～50％，萃取溶剂与水相比为1∶(1～6)，精馏塔釜温度为120～160℃，汽提塔蒸汽压力为0.2～0.4MPa，整套工艺多元酚的回收率达85％，挥发酚的回收率达99％。
实施例1流量为15t/hr，含量为40％(质量含量)的苯酚和苯二酚混合物的水溶液经管道a进入萃取塔1，萃取塔高为16.0米，塔径为1.0米，有机溶剂甲基异丁基酮(MIBK)由管道b进入萃取塔1，有机溶剂相和水相相比为1∶1，两相逆流接触后，萃余液中混合酚含量为0.03％。负载酚的有机溶剂经萃取塔1上部的管道c进入有机溶剂回收塔3的中部的进料管，有机溶剂回收塔高为18.0米，塔径为1.8米，常压操作，塔釜温度为160℃，混合酚由塔釜通过管道i排出，MIBK由塔顶经冷凝后通过管道h送至萃取塔1的底部连续回用。经处理的水通过管道d进入汽提塔2的中部的进料管，汽提塔塔径为1.0米，塔高为12米，在塔内与由管道f进来的0.4MPa蒸汽逆流接触，汽提出水中溶解的溶剂送至萃取塔1回用；汽提后的水通过管道g流出。整套工艺混合酚的萃取率达到了99％以上。
实施例2流量为50L/hr，含量为7％(质量含量)的苯酚和苯二酚混合物的水溶液经管道a进入萃取塔1，萃取塔高为3.0米，塔径为0.05米，有机溶剂甲基异丙基甲酮由管道b进入萃取塔1，有机溶剂相和水相相比为1∶3，两相逆流接触后，萃余液中混合酚含量为0.03％。负载酚的有机溶剂经萃取塔1上部的管道c进入有机溶剂回收塔3的中部的进料管，有机溶剂回收塔高为4.0米，塔径为0.1米，常压操作，塔釜温度为120℃，混合酚由塔釜通过管道i排出，溶剂由塔顶经冷凝后通过管道h送至萃取塔1的底部连续回用。经处理的水通过管道d进入汽提塔2的中部的进料管，在塔内与由管道f进来的0.2MPa蒸汽逆流接触，汽提出水中溶解的溶剂送至萃取塔1回用；汽提后的水通过管道g流出。整套工艺混合酚的萃取率达到了99％以上。
实施例3流量为2t/hr，含量为0.5％(质量含量)的单元酚和多元酚的水溶液经管道a进入萃取塔1，萃取塔高为10.0米，塔径为0.3米，有机溶剂甲基异丁基酮(MIBK)由管道b进入萃取塔1，有机溶剂相和水相相比为1∶6，两相逆流接触后，萃余液中混合酚含量为0.05％。负载酚的有机溶剂经萃取塔1上部的管道c进入有机溶剂回收塔3的中部的进料管，有机溶剂回收塔高为12.0米，塔径为0.4米，常压操作，塔釜温度为150℃，混合酚由塔釜通过管道i排出，MIBK由塔顶经冷凝后通过管道h送至萃取塔1的底部连续回用。经处理的水通过管道d进入汽提塔2的中部的进料管，塔高为16.0米，塔径为0.45米，在塔内与由管道f进来的0.3MPa蒸汽逆流接触，汽提出水中溶解的溶剂送至萃取塔1回用；汽提后的水通过管道g流出。整套工艺多元酚的回收率达85％，挥发酚的回收率达99％。
权利要求
1.一种从废水中回收酚的方法，其特征在于，该方法以酮类有机溶剂作为萃取剂，利用萃取塔、有机溶剂回收塔和汽提塔进行萃取、精馏、汽提操作工艺，具体包括以下步骤a.萃取含酚废水从上部进入萃取塔内，所述萃取剂从萃取塔的下部进入萃取塔内，两者以1∶1～6的比例逆流接触传质，废水由萃取塔底部流出，负载酚的萃取剂由萃取塔顶部流出；b.精馏负载酚的有机溶剂进入有机溶剂回收塔内，塔釜温度为120℃～160℃，进行常压精馏操作，得到混合酚由塔釜通过管道排出回收，精馏后的萃取剂在有机溶剂回收塔的顶部冷凝后送至萃取塔的底部连续回用；c.汽提由萃取塔底部流出的废水进入汽提塔内与0.2MPa～0.4MPa水蒸气逆流接触，汽提出水中溶解的萃取剂送至萃取塔1回用；汽提后的水进入下一个工段。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述酮类有机溶剂选取甲基异丁基酮或甲基异丙基甲酮中一种酮类化合物。
3.一种实现如权利要求1所述方法的从废水中回收酚的系统，其特征在于，该系统主要由萃取塔、有机溶剂回收塔、汽提塔以及相应的连接管道所组成，其连接关系为萃取塔1的顶部管道(a)用于输送含酚废水；萃取塔下部管道(d)与汽提塔的中部的进料管相连；萃取塔的上部用管道(c)与有机溶剂回收塔的中部相连；汽提塔顶部的管道(e)与萃取塔底部的管道(b)相连；汽提塔底部的管道(g)用于排出处理后的水；汽提塔下部的管道(f)用于输送蒸汽；有机溶剂回收塔的顶部用管道(h)与萃取塔底部的管道(b)相连；有机溶剂回收塔的底部管道(i)用于排出回收的酚。
4.如权利要求3所述系统，其特征在于，所述的萃取塔采用一个回收废水中酚类物质的萃取塔，塔内装有填料、固定塔板或振动塔板中的一种。
5.如权利要求3所述系统，其特征在于，所述的有机溶剂回收塔采用用于回收有机溶剂的有机溶剂精馏塔，塔内装有塔板或填料中的一种。
6.如权利要求3所述系统，其特征在于，所述的汽提塔采用用于回收废水中溶解的有机溶剂的汽提塔，塔内装有塔板或填料中的一种。
全文摘要
一种从废水中回收酚的方法及其系统，涉及一种从含酚的溶液中回收酚的技术。该方法以酮类有机溶剂作为萃取剂，利用萃取塔、有机溶剂回收塔和汽提塔进行萃取、精馏、汽提操作工艺。该系统主要由萃取塔、有机溶剂回收塔、汽提塔以及相应的连接管道所组成。本发明由于选用了合适的萃取剂，在蒸馏回收酚时可以大大降低能耗，减小萃取剂损失。同时采用溶剂回收塔可以有效的清除溶剂中的杂质，保证了工艺的稳定运行。采用汽提塔处理萃取过的废水，可以有效回收废水中的萃取剂。因此本发明具有回收率高，处理量大，能耗低，溶剂损失小，运行稳定等优点。整套工艺多元酚的回收率达85％，挥发酚的回收率达99％。
文档编号C02F1/26GK1919818SQ200610113158
公开日2007年2月28日 申请日期2006年9月18日 优先权日2006年9月18日
发明者朴香兰, 汤志刚, 朱慎林 申请人:清华大学