申请日2013.08.09
公开(公告)日2013.12.04
IPC分类号C02F1/26
摘要
本发明属于高浓含酚煤化工废水萃取脱酚领域，公开了一种甲基异丁基甲酮高温萃取高浓含酚煤化工废水溶剂的方法。该方法包括以下步骤：将甲基异丁基甲酮与高浓含酚煤化工废水先用静态混合器混合再采用油水分离器澄清，得到萃取相和萃余相;或者直接将甲基异丁基甲酮与高浓含酚煤化工废水再澄清在混合澄清装置中预先萃取，得到萃取相和萃余相;萃取相和萃余相在萃取塔内逆流萃取，分别得到二次萃取相和二次萃余相;二次萃取相进入精馏塔分离得到甲基异丁基甲酮和粗酚;二次萃余相进入另一精馏塔分离得到甲基异丁基甲酮和萃取后的水;分离得到的甲基异丁基甲酮集中进入溶剂储槽，回收循环利用，萃取后的水进入后续生化处理工段作进一步处理。
权利要求书
1.一种甲基异丁基甲酮高温萃取高浓含酚煤化工废水溶剂的方法，其特征 在于：包括以下操作步骤：
(1)一次萃取：将甲基异丁基甲酮与高浓含酚煤化工废水先用静态混合器 混合再采用油水分离器澄清，得到萃取相和萃余相;或者直接将甲基异丁基甲 酮与高浓含酚煤化工废水再澄清在混合澄清装置中预先萃取，得到萃取相和萃 余相;
(2)二次萃取：步骤(1)出来的萃取相和萃余相在萃取塔内逆流萃取， 分别得到二次萃取相和二次萃余相;
(3)溶剂回收：二次萃取相进入精馏塔分离得到甲基异丁基甲酮和粗酚; 二次萃余相进入另一精馏塔分离得到甲基异丁基甲酮和萃取后的水;分离得到 的甲基异丁基甲酮集中进入溶剂储槽，回收循环利用，萃取后的水进入后续生 化处理工段作进一步处理。
2.根据权利要求1所述的一种甲基异丁基甲酮高温萃取高浓含酚煤化工废 水溶剂的方法，其特征在于：步骤(1)所述高浓含酚煤化工废水含有挥发酚和 非挥发酚;所述挥发酚包括苯酚和甲酚;所述非挥发酚包括二元酚。
3.根据权利要求1所述的一种甲基异丁基甲酮高温萃取高浓含酚煤化工废 水溶剂的方法，其特征在于：步骤(1)所述预先萃取的pH值介于5～8.5，萃 取温度介于40～80℃;所述甲基异丁基甲酮与高浓含酚煤化工废水体积比为1： 8～1：1。
4.根据权利要求1所述的一种甲基异丁基甲酮高温萃取高浓含酚煤化工废 水溶剂的方法，其特征在于：所述萃取温度介于60～80℃。
5.根据权利要求1所述的一种甲基异丁基甲酮高温萃取高浓含酚煤化工废 水溶剂的方法，其特征在于：步骤(1)和(2)所述萃取的温度介于60～80℃。
6.根据权利要求1所述的一种甲基异丁基甲酮高温萃取高浓含酚煤化工废 水溶剂的方法，其特征在于：步骤(2)所述萃取塔为填料萃取塔或转盘萃取塔。
7.根据权利要求1所述的一种甲基异丁基甲酮高温萃取高浓含酚煤化工废 水溶剂的方法，其特征在于：步骤(2)所述二次萃取的pH值介于5～8.5，二 次萃取级数2～10级。
8.根据权利要求1所述的一种甲基异丁基甲酮高温萃取高浓含酚煤化工废 水溶剂的方法，其特征在于：步骤(3)所述二次萃取相的精馏工艺条件为：理 论级数10～20级，塔顶操作压力0.1～0.2MPa，塔顶温度60～110℃，塔底温度 200～220℃。
9.根据权利要求1所述的一种甲基异丁基甲酮高温萃取高浓含酚煤化工废 水溶剂的方法，其特征在于：步骤(3)所述二次萃余相的精馏工艺条件为：塔 顶温度85～90℃，塔底温度95～110℃。
说明书
甲基异丁基甲酮高温萃取高浓含酚煤化工废水的方法
技术领域
本发明属于高浓含酚煤化工废水萃取脱酚领域，涉及一种甲基异丁基甲酮 高温萃取高浓含酚煤化工废水溶剂的方法，可以同时高效脱除挥发酚和非挥发 酚。
背景技术
煤化工包括煤制天然气、煤制油、煤制烯烃、煤焦油精制、煤气化等。煤 化工高浓含酚废水是指与煤相关化工行业产生的含有高浓度挥发酚和非挥发酚 的废水。该类废水水质成份复杂，污染物质主要有氨、二氧化碳、单元酚、多 元酚、脂肪酸等，硫化氢含量较少。目前一般采用汽提方式脱除氨、二氧化碳、 硫化氢等污染物，之后再进行溶剂萃取回收粗酚。
目前工业上常用的萃取剂有甲基异丁基甲酮、二异丙醚、中油等。甲基异 丁基甲酮对单元酚和多元酚都具有较高的萃取性能;二异丙醚虽然对单元酚萃 取性能好，但对多元酚萃取性能差;中油萃取率低，流程复杂。中国申请专利 201010242537.0提出采用二异丙醚萃取，再串联用甲基异丁基甲酮萃取。由于 甲基异丁基甲酮完全包含二异丙醚的性能，对单元酚和多元酚的萃取性能都远 优于二异丙醚，所以该专利技术显得冗余，不具备工业化实际应用特征。中国 申请专利201110163577.0提出以甲基叔戌基醚为萃取剂对煤化工含酚废水进行 萃取，甲基叔戌基醚是一种比较少见的有机溶剂。而一字之差的甲基叔戊基醚 对单元酚和多元酚萃取性能都低于甲基异丁基甲酮，并且工业中使用的甲基叔 戊基醚一般纯度低，常与甲基叔丁基醚共存，给溶剂回收带来不便。 ZL200910192476.9提出用于煤气化废水脱酚的填料萃取塔及萃取脱酚方法，使 用甲基异丁基甲酮萃取，其萃取温度在30-60℃，并且单纯是在萃取塔内逆流萃 取。由前面脱酸脱氨出来的塔釜出水降低到萃取温度和萃取温度升到用于萃余 相精馏塔塔釜温度两个温度差越大，循环冷却水和蒸汽耗量越高。 ZL200610033932.1公开了萃取溶剂虽为甲基异丁基甲酮，但该专利采用先脱酸， 再萃取，而后溶剂及氨回收工艺，萃取pH值通常都高于9以上，并且分离萃余 相的精馏塔是一个复杂塔，既要分离出萃取剂，还要分离出氨。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种更 加高效、更加节能、更适于工业化的甲基异丁基甲酮高温萃取高浓含酚煤化工 废水溶剂的方法。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：一种甲基异丁基甲酮高温萃取高 浓含酚煤化工废水溶剂的方法，包括以下操作步骤：
(1)一次萃取：将甲基异丁基甲酮与高浓含酚煤化工废水先用静态混合器 混合再采用油水分离器澄清，得到萃取相和萃余相;或者直接将甲基异丁基甲 酮与高浓含酚煤化工废水再澄清在混合澄清装置中预先萃取，得到萃取相和萃 余相;
(2)二次萃取：步骤(1)出来的萃取相和萃余相在萃取塔内逆流萃取， 分别得到二次萃取相和二次萃余相;
(3)溶剂回收：二次萃取相进入精馏塔分离得到甲基异丁基甲酮和粗酚; 二次萃余相进入另一精馏塔分离得到甲基异丁基甲酮和萃取后的水;分离得到 的甲基异丁基甲酮集中进入溶剂储槽，回收循环利用，萃取后的水进入后续生 化处理工段作进一步处理。
步骤(1)所述高浓含酚煤化工废水含有挥发酚和非挥发酚;所述挥发酚包 括苯酚、甲酚及其他单元酚;所述非挥发酚包括二元酚等高沸点酚类物质。
步骤(1)所述预先萃取的pH值介于5～8.5，萃取温度介于40～80℃，优 选60～80℃;所述甲基异丁基甲酮与高浓含酚煤化工废水体积比为1：8～1：1。
步骤(1)和(2)所述萃取的温度介于60～80℃。
步骤(2)所述萃取塔为填料萃取塔或转盘萃取塔。
步骤(2)所述二次萃取的pH值介于5～8.5，二次萃取级数2～10级。
步骤(3)所述二次萃取相的精馏工艺条件为：理论级数10～20级，塔顶 操作压力0.1～0.2MPa，塔顶温度60～110℃，塔底温度200～220℃。
步骤(3)所述二次萃余相的精馏工艺条件为：塔顶温度85～90℃，塔底温 度95～110℃。
本发明采用对挥发酚和非挥发酚有良好萃取性能的甲基异丁基甲酮为萃取 剂，采用两次串联萃取过程，实现高效脱酚，低能耗萃取及溶剂回收过程。萃 取剂与含酚废水煤化工废水在混合澄清装置中进行一次萃取，萃取相和萃余相 随后在填料萃取塔或转盘萃取塔内逆流萃取，得到二次萃取相和二次萃余相。 两次萃取温度介于40～80℃。二次萃取相进入精馏塔分离得到萃取剂和粗酚; 二次萃余相进入另一精馏塔分离得到萃取剂和萃取后的水。回收的萃取剂集中 进入溶剂储槽，处理后的水进生化进一步处理。若不经过一次萃取直接进入二 次萃取，萃取温度选择介于60～80℃。
本发明的原理是：本发明温度对甲基异丁基甲酮萃取脱除单元酚和多元酚 性能影响不大，因此在整个萃取过程都处于高温阶段;从脱酸脱氨后的煤气化 废水就无需降低到很低温度，而从萃取塔出来的萃余相到分离萃余相的精馏塔 釜之间的温差也可以减少;多元酚在甲基异丁基甲酮、水两相中的分配系数随 甲基异丁基甲酮中单元酚浓度增加而增加，含有单元酚的甲基异丁基甲酮比单 一甲基异丁基甲酮对多元酚的萃取性能更强，因此使用甲基异丁基甲酮进行步 骤(1)萃取后，出来的萃取相就含有较多的单元酚，而后使用含有较多单元酚 的萃取相进入步骤(2)萃取塔进行逆流萃取，这样可以极大增强最终甲基异丁 基甲酮对多元酚的萃取。
本发明相对现有技术，具有如下的优点及有益效果：
(1)本发明方法相比其他萃取剂进行溶剂萃取脱酚和精馏回收溶剂流程， 甲基异丁基甲酮对挥发酚和非挥发酚具有更好的萃取效率。
(2)本发明与ZL200610033932.1的中国专利相比，虽同样采用甲基异丁 基甲酮作为萃取剂，但本发明流程中萃余相精馏与ZL200610033932.1的中国专 利公开的流程不同，本发明只需要分离萃取剂和废水，而ZL200610033932.1的 中国专利需要分离萃取剂、氨和废水;ZL200610033932.1的中国专利中静态混 合器和油水分离器组成的萃取单元与萃取塔构成连续的逆流萃取过程，而本发 明使用一次萃取再串联萃取塔逆流萃取，两个萃取单元是相对独立的。
(3)本发明与ZL200610033932.1和ZL200910192476.9中提到的流程，虽 同样采用甲基异丁基甲酮作为萃取剂，但本发明提及的流程萃取多元酚的效率 更高，萃取温度可以在较高温度区域进行;本发明使用一次萃取再串联萃取塔 逆流萃取，通过一次萃取将大量挥发酚萃取于萃取剂中，有利于萃取剂在萃取 塔中增强对非挥发酚的萃取;萃取温度高，可以减少用于从前面汽提塔塔釜出 水降到萃取温度的循环冷却水，同时减少萃取温度升到萃余相精馏塔塔内温度 的热量需要。
(4)本发明方法处理煤化工高浓含酚废水具有高效脱酚、更加节能的优势， 可大大降低出水COD。
(5)本发明还可以针对页岩油低温干馏、煤低温干馏、煤焦油加氢等其他 具有高浓度酚类物质的废水进行处理。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。
实施例1
煤气化高浓酚氨废水180吨/小时，游离氨2300mg/L，固定氨3000mg/L， 挥发酚6000mg/L，总酚9600mg/L，COD23000mg/L，油含量300mg/L。甲基异 丁基甲酮与脱酸脱氨除油后的煤气化高浓酚氨废水在静态混合器中混合，再进 入油水分离器澄清，完成一次萃取，废水pH值6.5，萃取剂与废水体积比为1： 4，萃取温度80℃，得到含有较多挥发酚和少量非挥发酚的萃取相，以及萃余相。 萃取相和萃余相在填料萃取塔内逆流萃取，萃取级数4级，得到二次萃取相和 二次萃余相。二次萃取相进入精馏塔分离得到萃取剂和粗酚，精馏级数10级， 塔顶操作压力0.12MPa，塔顶温度107℃，塔底温度210℃;二次萃余相进入另 一精馏塔分离得到萃取剂和萃取后的水，塔顶温度89℃，塔底温度106℃。回 收的萃取剂集中进入溶剂储槽，萃取后的水总酚128mg/L，COD1365。
实施例2
煤气化高浓酚氨废水180吨/小时，游离氨2300mg/L，固定氨3000mg/L， 挥发酚6000mg/L，总酚9600mg/L，COD23000mg/L，油含量300mg/L。类似 ZL100412010C流程，从填料萃取塔出来的萃取相与脱酸脱氨除油后的煤气化高 浓酚氨废水在静态混合器中混合，再进入油水分离器澄清，废水pH值6.5，萃 取剂与废水体积比为1：4，萃取温度80℃。油水分离器分离得到的萃取相进入 精馏塔分离得到萃取剂和粗酚，精馏级数10级，塔顶操作压力0.12MPa，塔顶 温度107℃，塔底温度210℃，回收的萃取剂集中进入溶剂储槽。从溶剂储槽出 来的萃取剂与油水分离器得到的萃余相在填料萃取塔内逆流萃取，萃取级数4 级，得到萃取相和萃余相，该萃取相进入静态混合器。萃余相进入另一精馏塔 分离得到萃取剂和萃取后的水，塔顶温度89℃，塔底温度106℃，回收的萃取 剂集中进入溶剂储槽。萃取后的水总酚308mg/L，COD2464。
实施例3
煤气化高浓酚氨废水80吨/小时，总氨8500mg/L，挥发酚3340mg/L，总酚 1800mg/L，COD21000mg/L。甲基异丁基甲酮与脱酸脱氨除油后的煤气化高浓 酚氨废水在静态混合器中混合，再进入油水分离器澄清，完成一次萃取，废水 pH值6.5，萃取剂与废水体积比为1：8，萃取温度40℃，得到含有较多挥发酚 和少量非挥发酚的萃取相，以及萃余相。萃取相和萃余相在填料萃取塔内逆流 萃取，萃取级数10级，得到二次萃取相和二次萃余相。二次萃取相进入精馏塔 分离得到萃取剂和粗酚，精馏级数10级，塔顶操作压力0.2MPa，塔顶温度110 ℃，塔底温度220℃;二次萃余相进入另一精馏塔分离得到萃取剂和萃取后的水， 塔顶温度90℃，塔底温度110℃。回收的萃取剂集中进入溶剂储槽，萃取后的 水总酚189mg/L，COD1848。
实施例4
煤气化高浓酚氨废水150吨/小时，总氨6500mg/L，挥发酚5610mg/L，总 酚6600mg/L，COD26000mg/L。甲基异丁基甲酮与脱酸脱氨后的煤气化高浓酚 氨废水在混合澄清槽完成一次萃取，废水pH值8.5，萃取剂与废水体积比为1： 1，萃取温度80℃，得到含有较多挥发酚和少量非挥发酚的萃取相，以及萃余相。 萃取相和萃余相在转盘萃取塔内逆流萃取，萃取级数10级，得到二次萃取相和 二次萃余相。二次萃取相进入精馏塔分离得到萃取剂和粗酚，精馏级数20级， 塔顶操作压力0.1MPa，塔顶温度106℃，塔底温度200℃;二次萃余相进入另 一精馏塔分离得到萃取剂和萃取后的水，塔顶温度85℃，塔底温度95℃。回收 的萃取剂集中进入溶剂储槽，萃取后的水总酚155mg/L，COD1422。
实施例5
煤气化高浓酚氨废水270吨/小时，总氨3191mg/L，挥发酚2400mg/L，总 酚5800mg/L，COD24500mg/L。甲基异丁基甲酮与脱酸脱氨后的煤气化高浓酚 氨废水在混合澄清槽完成一次萃取，废水pH值5，萃取剂与废水体积比为1：3， 萃取温度60℃，得到含有较多挥发酚和少量非挥发酚的萃取相，以及萃余相。 萃取相和萃余相在填料萃取塔内逆流萃取，萃取级数2级，得到二次萃取相和 二次萃余相。二次萃取相进入精馏塔分离得到萃取剂和粗酚，精馏级数15级， 塔顶操作压力0.14MPa，塔顶温度107℃，塔底温度211℃;二次萃余相进入另 一精馏塔分离得到萃取剂和萃取后的水，塔顶温度86℃，塔底温度105℃。回 收的萃取剂集中进入溶剂储槽，萃取后的水总酚255mg/L，COD2300。
实施例6
煤气化高浓酚氨废水100吨/小时，总氨9091mg/L，挥发酚4468mg/L，总 酚6383mg/L，COD32400mg/L。脱酸脱氨后的煤气化高浓酚氨废水pH值7， 萃取剂与煤气化高浓酚氨废水体积比为1：4，萃取温度71℃，得到含有较多挥 发酚和少量非挥发酚的萃取相，以及萃余相。萃取相和萃余相在填料萃取塔内 逆流萃取，萃取级数4级，得到二次萃取相和二次萃余相。二次萃取相进入精 馏塔分离得到萃取剂和粗酚，精馏级数15级，塔顶操作压力0.12MPa，塔顶温 度106℃，塔底温度212℃;二次萃余相进入另一精馏塔分离得到萃取剂和萃取 后的水，塔顶温度89℃，塔底温度105℃。回收的萃取剂集中进入溶剂储槽， 萃取后的水总酚279mg/L，COD2470。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实 施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、 替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
