一种丙烯酸正丁酯中和废水降COD处理装置及废水降COD处理工艺的制作方法

本发明涉及废水降cod处理工艺技术领域，特别是一种丙烯酸正丁酯中和废水降cod处理装置及废水降cod处理工艺。

背景技术：

丙烯酸正丁酯作为一种重要的化工原料、一种使用广泛的聚合前驱体。目前我国已经成为丙烯酸丁酯的产能最大的国家。丙烯酸丁酯的生产工艺成熟稳定，主要取用的是丙烯酸与丁醇在酸催化下酯化反应得到，目前主流催化剂为对甲苯磺酸、甲基磺酸等，取用该催化工艺中，要对催化剂进行萃取回收和中和水洗，碱性条件下，使废水中的丙烯酸成盐，并增加醇在水中的溶解度，使得工艺过程中大量的排放cod含量较高的废水，cod约为4×10⁴-6×10⁴mg/l，一方面高的cod增加后处理成本，另一方面高cod即增加物料损耗。

图1为传统工艺装置示意图，丙烯酸丁酯中和后的中和废水只经过废水回收塔将废水中含有的小量有机物（如丁醇、丁酯等）蒸馏回收，没有酸化处理，已经成盐的（如丙烯酸钠盐、醇钠等）是无没法回收的。

技术实现要素：

本发明的最主要目的在于提供了一种丙烯酸正丁酯中和废水降cod处理装置及其废水降cod处理工艺，具有原料单耗低、cod降低效果好和工艺改进简单的特点。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种丙烯酸正丁酯中和废水降cod处理装置，包括丙烯酸丁酯反应釜、水缓冲罐、分相器、阻聚剂罐、粗丙烯酸正丁酯罐、酸溶液罐、强制循环泵、循环加料泵，所述水缓冲罐通过混合器与所述分相器的第一进料管道连通，所述丙烯酸丁酯反应釜、阻聚剂罐、粗丙烯酸正丁酯罐同时与第二进料管道连通，所述酸溶液罐与混合器的输入端管道连通，所述强制循环泵的输入端与输出端均与所述分相器管道连通；所述分相器的油相与所述强制加料泵的输入端管道连通，所述强制加料泵的输出端与所述第二进料管道连通。

进一步地，所述水缓冲罐的输入端与中和塔、脱水塔、脱轻塔的废水输出管道连通，所述中和塔、脱水塔、脱轻塔的废水ph值为8.0～11.0。

进一步地，所述丙烯酸丁酯反应釜与第二进料管道之间设有第一控制阀，所述酸溶液罐与所述混合器之间设有第二控制阀，所述分相器内部设有ph传感器，所述第一控制阀、第二控制阀同时与所述ph传感器连接。

进一步地，所述分相器的水相输出端与所述废水回收塔管道连通。

进一步地，所述分相器为带隔板的分相器。

本发明的另外一个方面，是公开了利用上述废水处理装置的废水降cod处理工艺，包括以下步骤：

（1）中和酸化：将碱性水工艺废水与酸溶液混合中和酸化；

2）萃取提纯：中和酸化的混合物加入粗丙烯酸正丁酯，在分相器中进行萃取提纯；

3）静置分层：静置分出油相和水相，油相进行循环使用和返回反应釜，水相送到废水回收塔进一步回收。

本发明针对当前丙烯酸正丁酯生产工艺中的废水处理中增加降cod工艺和装置，将比现有工艺对物耗和废水处理更有利，中和废水cod最终排出最大可降低超60%。

进一步地，步骤（1）中和酸化中，中和调节至ph为6～7，酸溶液为硫、碳酸、硝酸和/或盐酸，酸溶液摩尔浓度≥1mol/l。

进一步地，步骤（2）萃取提纯中，粗丙烯酸正丁酯作为萃取剂，萃取剂加入量与混合废水的质量比为1:3～1:10，粗丙烯酸正丁酯是装置产生的含量超过95%的粗品，并且萃取剂中含阻聚剂，萃取停留时间为2～10min。

进一步地，步骤（3）静置分层中，保持静置分相时油相量稳定，并使静置中的油水分相质量比为1:3～1:10。

进一步地，所述阻聚剂为zj-701、吩噻嗪、对甲氧基苯酚、对苯二酚中一种或两种以上的混合物；所述阻聚剂的加入用量为：使萃取液中含量维持0.02～0.04wt%。

在本发明中，分相器带有隔板，使混合液进行多次分相，分相器的最右侧已经是第三次分相了，但仍有可能有少能水相可分出来，故在最后的分相室里，底部设置有可通到废水的备用接口（，在日常是常闭，只出现明显的水相时再放掉），较高位置处接油相出口，在分相器中，油相密度低，在上层。

本发明丙烯酸正丁酯中和废水降cod处理装置及废水降cod处理工艺具有如下有益的技术效果：

采用本发明的废水处理装置及废水降cod处理工艺，回收了原工艺中离子化的原料，从而降低原料单耗，cod含量降低的量就是原料消耗减小的量，以10万吨装置计，每小时节约40-200kg原料，并使用最终送到污水池中的废水cod含量下降（由4×10⁴～6×10⁴mg/l降低到2×10⁴～3×10⁴mg/l）。

在工艺实现性上，本发明的装置仅需在原处理工艺装置（图1）的基础上增加酸溶液罐实现中和酸化即可实现，具有较强的可实现性，取得的效果非常显著，具有较为优异的推广价值，有效保护环境。

附图说明

附图1为传统工艺装置示意图；

附图2为传统工艺中增加本发明中的中和废水降cod降cod处理装置的示意图；

附图3为本发明一种丙烯酸正丁酯中和废水降cod处理装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例及对本发明产品作进一步详细的说明。

如图2、图3所示，本发明公开了一种丙烯酸正丁酯中和废水降cod处理装置，包括丙烯酸丁酯反应釜、水缓冲罐、分相器、阻聚剂罐、粗丙烯酸正丁酯罐、酸溶液罐、强制循环泵、循环加料泵，所述水缓冲罐通过混合器与所述分相器的第一进料管道连通，所述丙烯酸丁酯反应釜、阻聚剂罐、粗丙烯酸正丁酯罐同时与第二进料管道连通，所述酸溶液罐与混合器的输入端管道连通，所述强制循环泵的输入端与输出端均与所述分相器管道连通；所述分相器的油相与所述强制加料泵的输入端管道连通，所述强制加料泵的输出端与所述第二进料管道连通。

进一步地，所述水缓冲罐的输入端与中和塔、脱水塔、脱轻塔的废水输出管道连通，所述中和塔、脱水塔、脱轻塔的废水ph值为8.0～11.0。

进一步地，所述丙烯酸丁酯反应釜与第二进料管道之间设有第一控制阀，所述酸溶液罐与所述混合器之间设有第二控制阀，所述分相器内部设有ph传感器，所述第一控制阀、第二控制阀同时与所述ph传感器连接。

进一步地，所述分相器的水相输出端与所述废水回收塔管道连通。

进一步地，所述分相器为带隔板的分相器。

本发明的另外一个方面，是公开了利用上述废水处理装置的废水降cod处理工艺，包括以下步骤：

（1）中和酸化：将碱性水工艺废水与酸溶液混合中和酸化；

2）萃取提纯：中和酸化的混合物加入粗丙烯酸正丁酯，在分相器中进行萃取提纯；

3）静置分层：静置分出油相和水相，油相进行循环使用和返回反应釜，水相送到废水回收塔进一步回收。

进一步地，步骤（1）中和酸化中，中和调节至ph为6～7，酸溶液为硫、碳酸、硝酸和/或盐酸，酸溶液摩尔浓度≥1mol/l。

进一步地，步骤（2）萃取提纯中，粗丙烯酸正丁酯作为萃取剂，萃取剂加入量与混合废水的质量比为1:3～1:10，粗丙烯酸正丁酯是装置产生的含量超过95%的粗品，并且萃取剂中含阻聚剂，萃取停留时间为2～10min。

进一步地，步骤（3）静置分层中，保持静置分相时油相量稳定，并使静置中的油水分相质量比为1:3～1:10。

进一步地，所述阻聚剂为zj-701、吩噻嗪、对甲氧基苯酚、对苯二酚中一种或两种以上的混合物；所述阻聚剂的加入用量为：使萃取液中含量维持0.02～0.04wt%。

实施例1

本发明公开了一种丙烯酸正丁酯中和废水降cod处理装置，包括丙烯酸丁酯反应釜、水缓冲罐、分相器、阻聚剂罐、粗丙烯酸正丁酯罐、酸溶液罐、强制循环泵、循环加料泵，所述水缓冲罐通过混合器与所述分相器的第一进料管道连通，所述丙烯酸丁酯反应釜、阻聚剂罐、粗丙烯酸正丁酯罐同时与第二进料管道连通，所述酸溶液罐与混合器的输入端管道连通，所述强制循环泵的输入端与输出端均与所述分相器管道连通；所述分相器的油相与所述强制加料泵的输入端管道连通，所述强制加料泵的输出端与所述第二进料管道连通。

在本实施例中，所述水缓冲罐的输入端与中和塔、脱水塔、脱轻塔的废水输出管道连通，所述中和塔、脱水塔、脱轻塔的废水ph值为8.0～11.0。所述丙烯酸丁酯反应釜与第二进料管道之间设有第一控制阀，所述酸溶液罐与所述混合器之间设有第二控制阀，所述分相器内部设有ph传感器，所述第一控制阀、第二控制阀同时与所述ph传感器连接。所述分相器的水相输出端与所述废水回收塔管道连通。所述分相器为带隔板的分相器。

本发明的另外一个方面，是公开了利用上述废水处理装置的废水降cod处理工艺，包括以下步骤：

（1）中和酸化：将碱性水工艺废水与酸溶液混合中和酸化；

2）萃取提纯：中和酸化的混合物加入粗丙烯酸正丁酯，在分相器中进行萃取提纯；

3）静置分层：静置分出油相和水相，油相进行循环使用和返回反应釜，水相送到废水回收塔进一步回收。

在本实施中，步骤（1）中和酸化中，中和调节至ph为6～7，酸溶液为硫酸、碳酸、硝酸和/或盐酸，酸溶液摩尔浓度≥1mol/l；步骤（2）萃取提纯中，粗丙烯酸正丁酯作为萃取剂，萃取剂加入量与混合废水的质量比为1:10，粗丙烯酸正丁酯是装置产生的含量超过95%的粗品，并且萃取剂中含阻聚剂，萃取停留时间为6min；步骤（3）静置分层中，保持静置分相时油相量稳定，并使静置中的油水分相质量比为1:3；所述阻聚剂为zj-701；所述阻聚剂的加入用量为：使萃取液中含量维持0.02～0.04wt%。

实施例2

本发明公开了一种丙烯酸正丁酯中和废水降cod处理装置，包括丙烯酸丁酯反应釜、水缓冲罐、分相器、阻聚剂罐、粗丙烯酸正丁酯罐、酸溶液罐、强制循环泵、循环加料泵，所述水缓冲罐通过混合器与所述分相器的第一进料管道连通，所述丙烯酸丁酯反应釜、阻聚剂罐、粗丙烯酸正丁酯罐同时与第二进料管道连通，所述酸溶液罐与混合器的输入端管道连通，所述强制循环泵的输入端与输出端均与所述分相器管道连通；所述分相器的油相与所述强制加料泵的输入端管道连通，所述强制加料泵的输出端与所述第二进料管道连通。

在本实施例中，所述水缓冲罐的输入端与中和塔、脱水塔、脱轻塔的废水输出管道连通，所述中和塔、脱水塔、脱轻塔的废水ph值为8.0～11.0。所述丙烯酸丁酯反应釜与第二进料管道之间设有第一控制阀，所述酸溶液罐与所述混合器之间设有第二控制阀，所述分相器内部设有ph传感器，所述第一控制阀、第二控制阀同时与所述ph传感器连接。所述分相器的水相输出端与所述废水回收塔管道连通。所述分相器为带隔板的分相器。

本发明的另外一个方面，是公开了利用上述废水处理装置的废水降cod处理工艺，包括以下步骤：

（1）中和酸化：将碱性水工艺废水与酸溶液混合中和酸化；

2）萃取提纯：中和酸化的混合物加入粗丙烯酸正丁酯，在分相器中进行萃取提纯；

3）静置分层：静置分出油相和水相，油相进行循环使用和返回反应釜，水相送到废水回收塔进一步回收。

在本实施中，步骤（1）中和酸化中，中和调节至ph为6～7，酸溶液为硫、碳酸、硝酸和/或盐酸，酸溶液摩尔浓度≥1mol/l；步骤（2）萃取提纯中，粗丙烯酸正丁酯作为萃取剂，萃取剂加入量与混合废水的质量比为1:7，粗丙烯酸正丁酯是装置产生的含量超过95%的粗品，并且萃取剂中含阻聚剂，萃取停留时间为2min；步骤（3）静置分层中，保持静置分相时油相量稳定，并使静置中的油水分相质量比为1:10；所述阻聚剂为吩噻嗪、对甲氧基苯酚；所述阻聚剂的加入用量为：使萃取液中含量维持0.02～0.04wt%。

实施例3

本发明公开了一种丙烯酸正丁酯中和废水降cod处理装置，包括丙烯酸丁酯反应釜、水缓冲罐、分相器、阻聚剂罐、粗丙烯酸正丁酯罐、酸溶液罐、强制循环泵、循环加料泵，所述水缓冲罐通过混合器与所述分相器的第一进料管道连通，所述丙烯酸丁酯反应釜、阻聚剂罐、粗丙烯酸正丁酯罐同时与第二进料管道连通，所述酸溶液罐与混合器的输入端管道连通，所述强制循环泵的输入端与输出端均与所述分相器管道连通；所述分相器的油相与所述强制加料泵的输入端管道连通，所述强制加料泵的输出端与所述第二进料管道连通。

在本实施例中，所述水缓冲罐的输入端与中和塔、脱水塔、脱轻塔的废水输出管道连通，所述中和塔、脱水塔、脱轻塔的废水ph值为8.0～11.0。所述丙烯酸丁酯反应釜与第二进料管道之间设有第一控制阀，所述酸溶液罐与所述混合器之间设有第二控制阀，所述分相器内部设有ph传感器，所述第一控制阀、第二控制阀同时与所述ph传感器连接。所述分相器的水相输出端与所述废水回收塔管道连通。所述分相器为带隔板的分相器。

本发明的另外一个方面，是公开了利用上述废水处理装置的废水降cod处理工艺，包括以下步骤：

（1）中和酸化：将碱性水工艺废水与酸溶液混合中和酸化；

2）萃取提纯：中和酸化的混合物加入粗丙烯酸正丁酯，在分相器中进行萃取提纯；

3）静置分层：静置分出油相和水相，油相进行循环使用和返回反应釜，水相送到废水回收塔进一步回收。

在本实施中，步骤（1）中和酸化中，中和调节至ph为6～7，酸溶液为硫、碳酸、硝酸和/或盐酸，酸溶液摩尔浓度≥1mol/l；步骤（2）萃取提纯中，粗丙烯酸正丁酯作为萃取剂，萃取剂加入量与混合废水的质量比为1:3，粗丙烯酸正丁酯是装置产生的含量超过95%的粗品，并且萃取剂中含阻聚剂，萃取停留时间为10min；步骤（3）静置分层中，保持静置分相时油相量稳定，并使静置中的油水分相质量比为1:7；所述阻聚剂为对苯二酚；所述阻聚剂的加入用量为：使萃取液中含量维持0.02～0.04wt%。

实施例4

本发明公开了一种丙烯酸正丁酯中和废水降cod处理装置，包括丙烯酸丁酯反应釜、水缓冲罐、分相器、阻聚剂罐、粗丙烯酸正丁酯罐、酸溶液罐、强制循环泵、循环加料泵，所述水缓冲罐通过混合器与所述分相器的第一进料管道连通，所述丙烯酸丁酯反应釜、阻聚剂罐、粗丙烯酸正丁酯罐同时与第二进料管道连通，所述酸溶液罐与混合器的输入端管道连通，所述强制循环泵的输入端与输出端均与所述分相器管道连通；所述分相器的油相与所述强制加料泵的输入端管道连通，所述强制加料泵的输出端与所述第二进料管道连通。

在本实施例中，所述水缓冲罐的输入端与中和塔、脱水塔、脱轻塔的废水输出管道连通，所述中和塔、脱水塔、脱轻塔的废水ph值为8.0～11.0。所述丙烯酸丁酯反应釜与第二进料管道之间设有第一控制阀，所述酸溶液罐与所述混合器之间设有第二控制阀，所述分相器内部设有ph传感器，所述第一控制阀、第二控制阀同时与所述ph传感器连接。所述分相器的水相输出端与所述废水回收塔管道连通。所述分相器为带隔板的分相器。

本发明的另外一个方面，是公开了利用上述废水处理装置的废水降cod处理工艺，包括以下步骤：

（1）中和酸化：将碱性水工艺废水与酸溶液混合中和酸化；

2）萃取提纯：中和酸化的混合物加入粗丙烯酸正丁酯，在分相器中进行萃取提纯；混合萃取后，部分混合液转移至分相器另一侧，进行静置，使完全分相；

3）静置分层：静置分出油相和水相，油相进行循环使用和返回反应釜，水相送到废水回收塔进一步回收。

在本实施中，步骤（1）中和酸化中，中和调节至ph为6～7，为中性至弱酸性，酸溶液为硫、碳酸、硝酸和/或盐酸，酸溶液摩尔浓度≥1mol/l，同时，也可以使用阳离子树脂调节ph值；步骤（2）萃取提纯中，粗丙烯酸正丁酯作为萃取剂，萃取剂加入量与混合废水的质量比为1:10，粗丙烯酸正丁酯是装置产生的含量超过95%的粗品，并且萃取剂中含阻聚剂，萃取停留时间为4min；步骤（3）静置分层中，保持静置分相时油相量稳定，并使静置中的油水分相质量比为1:5；所述阻聚剂为zj-701、吩噻嗪、对甲氧基苯酚、对苯二酚的混合物；所述阻聚剂的加入用量为：使萃取液中含量维持0.02～0.04wt%。

实施例5

本发明公开了一种丙烯酸正丁酯中和废水降cod处理装置，包括丙烯酸丁酯反应釜、水缓冲罐、分相器、阻聚剂罐、粗丙烯酸正丁酯罐、酸溶液罐、强制循环泵、循环加料泵，所述水缓冲罐通过混合器与所述分相器的第一进料管道连通，所述丙烯酸丁酯反应釜、阻聚剂罐、粗丙烯酸正丁酯罐同时与第二进料管道连通，所述酸溶液罐与混合器的输入端管道连通，所述强制循环泵的输入端与输出端均与所述分相器管道连通；所述分相器的油相与所述强制加料泵的输入端管道连通，所述强制加料泵的输出端与所述第二进料管道连通。

在本实施例中，所述水缓冲罐的输入端与中和塔、脱水塔、脱轻塔的废水输出管道连通，所述中和塔、脱水塔、脱轻塔的废水ph值为8.0～11.0。所述丙烯酸丁酯反应釜与第二进料管道之间设有第一控制阀，所述酸溶液罐与所述混合器之间设有第二控制阀，所述分相器内部设有ph传感器，所述第一控制阀、第二控制阀同时与所述ph传感器连接。所述分相器的水相输出端与所述废水回收塔管道连通。所述分相器为带隔板的分相器。

本发明的另外一个方面，是公开了利用上述废水处理装置的废水降cod处理工艺，包括以下步骤：

（1）中和酸化：将碱性水工艺废水与酸溶液混合中和酸化；

2）萃取提纯：中和酸化的混合物加入粗丙烯酸正丁酯，在分相器中进行萃取提纯；

3）静置分层：静置分出油相和水相，油相进行循环使用和返回反应釜，水相送到废水回收塔进一步回收。

在本实施中，步骤（1）中和酸化中，中和调节至ph为6～7，酸溶液为硫、碳酸、硝酸和/或盐酸，酸溶液摩尔浓度≥1mol/l；步骤（2）萃取提纯中，粗丙烯酸正丁酯作为萃取剂，萃取剂加入量与混合废水的质量比为1:8，粗丙烯酸正丁酯是装置产生的含量超过95%的粗品，并且萃取剂中含阻聚剂，萃取停留时间为7min；步骤（3）静置分层中，保持静置分相时油相量稳定，并使静置中的油水分相质量比为1:7；所述阻聚剂为zj-701、吩噻嗪；所述阻聚剂的加入用量为：使萃取液中含量维持0.02～0.04wt%。

应用实施例1

在年产10万吨的丙烯酸丁酯装置中，原工艺装置水缓冲罐（废水来自中和塔、脱水塔和脱轻塔）连续排出的碱性废水（5.36m³/h）,经过混合器与1m的硫酸混合，通过控制阀与分相器中ph传感器关联控制，保持分析器中ph为6，分相器相连的泵对分相器一侧的混合物进行强制循环，并加入丙烯酸丁酯进行萃取，使萃取油水比为维持在1:3附近，萃取停留时间为5min。混合液进行下级两段静置分相，水相部分（流量为5.15m³/h）送到废水回收塔进行最后的回收，油相一部分作为萃取剂，一部分送去反应釜。废水回收塔最后排出废水cod为21600mg/l，流量为4.43m³/h。

应用实施例2

在年产10万吨的丙烯酸丁酯装置中，原工艺装置水缓冲罐（废水来自中和塔、脱水塔和脱轻塔）连续排出的碱性废水（5.36m³/h），经过混合器与1m的硫酸混合，通过控制阀与分相器中ph传感器关联控制，保持分析器中ph为6.8，分相器相连的泵对分相器一侧的混合物进行强制循环，并加入丙烯酸丁酯进行萃取，使萃取油水比为维持在1:8附近，萃取停留时间为3min。混合液进行下级两段静置分相，水相部分（流量为5.20m³/h）送到废水回收塔进行最后的回收，油相一部分作为萃取剂，一部分送去反应釜。废水回收塔最后排出废水cod为28300mg/l，流量为4.50m³/h。

应用实施例3

在年产10万吨的丙烯酸丁酯装置中，原工艺装置水缓冲罐（废水来自中和塔、脱水塔和脱轻塔）连续排出的碱性废水（5.36m³/h），固定有阳离子树脂的中和反应管（混合器），通过控制阀与分相器中ph传感器关联控制，保持分析器中ph为7.0（当阳离子失效后，进行重生），分相器相连的泵对分相器一侧的混合物进行强制循环，并加入丙烯酸丁酯进行萃取，使萃取油水比为维持在1:3附近，萃取停留时间为4min。混合液进行下级两段静置分相，水相部分（流量为5.25m³/h）送到废水回收塔进行最后的回收，油相一部分作为萃取剂，一部分送去反应釜。废水回收塔最后排出废水cod为33300mg/l，流量为4.59m³/h。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。