废水处理方法

文档序号:5015132阅读:1030来源:国知局
专利名称:废水处理方法
技术领域
本发明涉及一种废水处理方法,尤其涉及一种处理来自工业生产且至少含有烃类和盐类废水的方法。
通常处理或净化来自工业生产并至少含有烃类和盐类(有机和/或无机)废水的费用都比较昂贵。最近环保立法机关对工业废水的净化提出了严格要求,尤其是净化后的废水被排放到环境中时,更是如此。因此,选择工业废水的净化方法要考虑到实用、环境和经济方面的因素。
一种产生大量废水的工业生产过程是苯乙烯/氧化丙烯(SM/P0)生产过程。通常苯乙烯/氧化丙烯生产过程包括以下步骤(ⅰ)使苯乙烷与氧气或空气反应,生成苯乙烷氢过氧化物,(ⅱ)在有环氧催化剂存在的情况下,使由此得到的苯乙烷氢过氧化物与丙烯反应,生成氧化丙烯和1-苯基乙醇,以及(ⅲ)采用合适的脱水催化剂,通过脱水反应,将1-苯基乙醇转化为苯乙烯。水正是在最后步骤中产生的。除了反应水之外,还生成了有机副产品,如脂族和芳族烃类、醛类、酮类、醇类、酚类和有机酸类。借助于清洁水分离副产品与主产品,然后用碱性水溶液如碳酸(氢)钠和/或氢氧化钠中和有机酸。此外,在步骤(ⅰ)中,在补充水中通入空气,用作上述步骤(ⅲ)中的蒸汽。
来自苯乙烯/氧化丙烯生产装置的废水通常含有总共1.0~3.5重量%的非有机盐化合物,以及3.0~6.0重量%的有机盐类。该废水进一步还含有高达2.0重量%的碳酸钠和碳酸氢钠和/或痕量氢氧化钠,这取决于有机酸中和过程中所用的碱溶液。
苯乙烯/氧化丙烯生产装置所注入的清洁水量高达每小时十几吨,而通常废水产量比清洁水注入量多大约50%。如果不进行净化处理,这些废水就不能排放。然而,如上所述,选择工业废水的净化方法受到实用、环境和经济方面的限制。
英国专利GB-A-2,252,052公开了几种废水处理的方法,以及通常含有苯乙烯/氧化丙烯废水的处理方法。GB-A-2,252,052所公开的方法包括冷冻-浓缩与除盐相结合,由此将废水分离成至少两倍浓缩的废液、盐结晶和基本纯的水。
然而,GB-A-2,252,052公开的方法仍有需要改进的地方。特别是冷冻浓缩过程的费用仍不令人满意。目前冷冻浓缩所需的设备投资至少占SM/PO装置设备总投资的10%。因此,如果研制出一种便宜,净化效果又至少等效的废水处理方法将是十分有益的。因此本发明的一个重要目的是开发这样一种方法。本发明的另一个目的是开发一种生产清洁水的废水处理方法,所生产的清洁水能满足环境排放的所有要求。
本发明发现,通过采用特定的蒸馏处理,用低成本便可实现废水的高效净化。
因此,本发明涉及一种用于处理含有至少烃类和盐类废水,以产生清洁水、浓缩盐水和富含烃的产物的方法,该方法包括以下步骤(a)在距塔顶0.05*n~0.15*n个塔板范围内,向第一蒸馏塔通入废水,其中n表示第一蒸馏塔的总理论塔板数,其数值在20~40的范围内;(b)在距塔顶0.55*n~0.75*n个塔板范围内抽走蒸汽,并把该蒸汽通入理论塔板数为m的第二蒸馏塔的底部,其中m值在3~10的范围内;(c)从第二蒸馏塔的抽出作为塔顶馏分的清洁水,并从第二蒸馏塔抽走塔底液流,在距塔顶0.60*n~0.85*n个塔板范围内,在步骤(b)抽出蒸汽位置的下方,将该液流回流到第一蒸馏塔;(d)抽走作为第一蒸馏塔塔底馏分的浓缩盐水;以及(e)抽走作为第一蒸馏塔塔顶馏分的烃。
上述方法有许多优点。首先,它非常经济实惠。上述净化处理方法所需的设备投资至少降低了10%,而与英国专利GB-A-2,252,052公开的冷冻浓缩工艺相比,设备投资降低了50%。此外,从水的净化方面考虑,净化效果也很出色。得到的清洁水能满足对化学需氧量(COD)和有害成分的所有规定,因而能直接排放到环境中。在本发明技术领域,众所周知COD是表示工业废水中污染物含量的指标,更具体地说,它表示的是氧化(并由此降解)工业废水中所含的污染物所需的氧量。通常COD用毫克氧/升废水表示。通常净化后废水在被允许排放到环境之前,其COD值至多为100mg/l。主要的有害物质是酚类化合物,如酚和酚盐。通常净化后废水在被允许排放到环境之前,废水中酚类物质的含量必须小于50ppm。处理过程得到的富含烃的产物非常适合用作燃料,或者重新用于产生该废水的生产过程。可在常规焚烧设备中焚烧浓缩后的盐水。
用本发明方法处理的废水应当至少含有烃类和盐类物质。所有这种类型的工业废水都适用于本发明的净化方法。然而,已经发现,该方法特别适用于处理苯乙烯/氧化丙烯生产装置产生的废水。通常这种废水含有烃类、醛类、酮类、醇类、酚类和盐类物质。
第一蒸馏塔有20~40个理论塔板。优选地第一蒸馏塔的理论塔板数为25~35。根据所用的塔板效率和理论塔板数,能够很容易地确定蒸馏塔中的实际塔板数。在该方法的步骤(a)中,废水在距塔顶0.05*n~0.15*n个塔板范围内进入第一蒸馏塔。优选地废水在距塔顶2、3、4或5个塔板范围内进入第一蒸馏塔。
在步骤(b)中,随后在距塔顶0.55*n~0.75*n个塔板范围内抽走蒸汽,优选地在距塔顶0.60*n~0.70*n个塔板范围内抽走蒸汽。将该蒸汽通入理论塔板数为m的第二蒸馏塔的底部,m值在3~10的范围内,优选地第二蒸馏塔的理论塔板数为3~7。
在步骤(c)中,从第二蒸馏塔抽出作为塔顶馏分的清洁水。将来自第二蒸馏塔的塔底液流,在距塔顶0.60*n~0.85*n个塔板范围内,优选地在0.65*n~0.75*n个塔板范围内,在低于步骤(b)中抽出蒸汽的位置处,将该液流回流到第一蒸馏塔。因此,优选地步骤(b)和(c)的操作方式是,在步骤(b)中,在距塔顶0.60*n~0.70*n个塔板范围内抽走蒸汽,并在距塔顶0.65*n~0.75*n个塔板范围内,在步骤(c)中,将来自第二蒸馏塔的塔底液流回流到第一蒸馏塔。
可在大气压或低于大气压的压力下,在第一和/或第二蒸馏塔中进行蒸馏处理。然而,优选地在大气压力状况下,运行两个蒸馏塔。
为了增加分离效率,每个蒸馏塔至少要有再沸功能和浓缩功能中的一个功能。对于第一蒸馏塔,温度状况必须使在距塔顶0.55*n~0.75*n个塔板范围内,能抽出主要由水组成的蒸汽。这意味着第一蒸馏塔中的温度至少为100℃。由于在第二蒸馏塔中,清洁水作为塔顶馏分被回收,因此该塔的温度至少也应当为100℃。实际发现两个塔的合适运行条件是在大气压下,100℃-110℃的温度范围内。在这些条件下运行时,少量的热量就可使第一蒸馏塔有再沸功能,这种少量热量可以是低压蒸汽,或者来自产生该废水的工业过程的废热。进入第一蒸馏塔的废水的合适温度为50-110℃,更合适的温度在65-90℃之间。


图1示出本发明的一个实施例。
废水1进入第一蒸馏塔2。塔顶馏分3穿过热交换器4,由此得到的至少部分浓缩液5在相分离器6中被分离成富含烃的液流7和主要是水的水流8,将水流8回流到第一蒸馏塔2。例如,可将富含烃的液流7作为燃料。从第一蒸馏塔2中抽走富含水的蒸汽9,把它输送到第二蒸馏塔10的底部。塔顶馏分12穿过热交换器13,由此得到的冷却液是清洁水,将部分清洁水(水流15)再引入第二蒸馏塔10的顶部。将第二蒸馏塔10的塔底馏分11回流到第一蒸馏塔2,进入该塔的位置低于抽走蒸汽9的位置。回收第一蒸馏塔2的部分塔底馏分16,作为浓缩盐水,其余的部分塔底馏分进入再沸器17,在此之后,将由此得到的水流重新引入第一蒸馏塔2的底部。
尽管图1未示出,但还可以将部分冷凝液5回流到第一蒸馏塔2,可将部分含有烃/水的出流液作为燃料加以回收。在这种情况下,可省去相分离器6。
权利要求
1.一种用于处理含有至少烃类和盐类废水以产生了清洁水、浓缩盐水和富含烃的产物的方法,该方法包括以下步骤(a)在距塔顶0.05*n~0.15*n个塔板范围内,向第一蒸馏塔通入废水,其中n表示第一蒸馏塔的总的理论塔板数,其数值在20~40的范围内;(b)在距塔顶0.55*n~0.75*n个塔板范围内抽走蒸汽,并把该蒸汽通入理论塔板数为m的第二蒸馏塔的底部,其中m值在3~10的范围内;(c)从第二蒸馏塔的抽出作为塔顶馏分的清洁水,并从第二蒸馏塔抽走塔底液流,在距塔顶0.60*n~0.85*n个塔板范围内,在步骤(b)抽出蒸汽位置的下方,将该液流回流到第一蒸馏塔;(d)抽走作为第一蒸馏塔塔底馏分的浓缩盐水;以及(e)抽走作为第一蒸馏塔塔顶馏分的烃。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于废水来自苯乙烯单体/氧化丙烯生产装置。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于n值在25~35的范围内。
4.如上述任一权利要求所述的方法,其特征在于在步骤(b)中,在距塔顶0.60*n~0.70*n个塔板范围内抽走蒸汽,并在距塔顶0.65*n~0.75*n个塔板范围内,在步骤(c)中将来自第二蒸馏塔的塔底液流回流到第一蒸馏塔。
5.如上述任一权利要求所述的方法,其特征在于m值在3~7的范围内。
全文摘要
一种用于处理含有至少烃类和盐类废水以产生了清洁水、浓缩盐水和富含烃的产物的方法,该方法包括以下步骤:(a)在距塔顶0.05*n~0.15*n个塔板范围内,向第一蒸馏塔(2)通入废水,其中n表示第一蒸馏塔的总理论塔板数,其数值在20-40的范围内;(b)在距塔顶0.55*n~0.75*n个塔板范围内抽走蒸汽(9),并把该蒸汽通入理论塔板数为m的第二蒸馏塔(10)的底部,其中m值在3~10的范围内;(c)从第二蒸馏塔(10)的抽出作为塔顶馏分的清洁水(14),并从第二蒸馏塔(10)抽走塔底液流(11),在距塔顶0.60*n~0.85*n个塔板范围内,在步骤(b)抽出蒸汽(9)位置的下方,将该液流回流到第一蒸馏塔(2);(d)抽走作为第一蒸馏塔(2)塔底馏分的浓缩盐水(16);以及(e)抽走作为第一蒸馏塔(2)塔顶馏分的烃(7)。
文档编号B01D3/14GK1306450SQ99807734
公开日2001年8月1日 申请日期1999年6月18日 优先权日1998年6月23日
发明者罗伯特·弗兰克·迪伊, 马里努斯·范斯韦南 申请人:国际壳牌研究有限公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1