1、装置概况介绍
酚回收装置是神华煤直接液化的配套子项目，主要处理污水汽提装置来的含酚、氨的净化水，将回收的氨水送回汽提装置，脱酚、氨后的稀酚水一部分送到加氢稳定装置回用，另一部分废水能够进入生化处理装置进一步处理，同时得到产品粗酚(酚及同系物≥83%w)。
装置按单系列设计，总生产能力为处理含酚污水93t/h，排出脱酚净化水92.7t/h。装置操作弹性，最大设计能力为正常设计能力的110%。年生产粗酚3645吨。设计年操作7440小时。
2、装置工艺特点
酚回收装置采用溶剂萃取法原理脱酚，溶剂萃取法是从高浓度含酚污水中回收酚类物质的主要方法，从而实现酚的脱除。在萃取工艺方面，萃取脱酚常用的溶剂有苯、重苯、轻油、重溶剂油、二异丙基醚(DIPE)、磷酸三丁酯(TBP)、甲基异丁基酮(MIBK)等。我单位萃取剂选用二异丙基醚。DIPE萃取脱酚技术在工业生产应用较多，DIPE工程应用较为成熟、可靠、稳定、蒸汽消耗较低。酚回收装置工艺流程分五个部分，即萃取、溶剂和氨的脱除、溶剂的回收、废液系统及溶剂贮存。
3、工艺基本原理
含酚污水进入转盘萃取塔的上部，与从塔下部注入的二异丙基醚形成逆流接触。利用酚在萃取剂中和在水中溶解度的差异，使溶质进行液液传质，把酚水中含有的酚萃取出来，从而达到组分分离的目的。萃取过程包括以下三步：
(1)含酚污水(原料液)与二异丙基醚(萃取剂)充分混合接触，完成溶质传质过程;
(2)含溶剂净化废水(萃余相)和萃取物(萃取相)的分离过程;
(3)从萃取相和萃余相中回收萃取剂的过程，通常采用蒸馏方法回收。
本装置属于水—酚—二异丙基醚体系，一般控制二异丙基醚与酚水的体积比为1：7;该体系分配系数在PH值5-8时保持恒定，达到8.5后分配系数开始急剧下降。水在二异丙基醚中的溶解度为0.55%;二异丙基醚在水中的溶解度为0.85%(25℃)。
4、脱酚净化水出水超标的影响因素分析
4.1 萃取温度、PH值、萃取塔转盘转数和萃取停留时间的影响
在装置运行过程中，萃取的温度在40-45℃范围内，符合二异丙基醚最佳萃取温度指标。温度稍高对萃取有好处，有利于萃取剂与水分离，还能加速水和油的传质过程，但温度过高，萃取剂在水中的溶解度增大，随水带走的损失量也增加，影响脱酚效率;PH值，对于在保证上游装置正常脱氨的情况下，难以达到PH<8.5，实际运行中，含酚净化水PH值为8.5-10之间，酚开始发生电离(以苯酚为例)，PhOH=PhO-+H+,离子态的PhO-基团亲水性增强，在水中的溶解度提高，造成萃取分配系数下降，难以高效率萃取;在装置运行过程中，萃取塔转盘转数对萃取过程的萃取理论级数影响明显，通过实际生产，在处理量85-105t/h时，转盘转数在26-28r/min运行正常，若超出操作弹性范围内，调整转盘转数对萃取效果不明显;萃取停留时间也是影响萃取的重要因素之一，随停留时间增加萃取效率也会增大，但停留时间继续增加，萃取接近平衡，传质推动力减小，传质效率下降，若停留时间过短，含酚污水没有同萃取剂充分接触，造成萃取效果差，导致脱酚净化水中酚含量超标。
4.2 萃取剂纯度的影响
本装置萃取剂在运行过程中重复回收利用，萃取剂回收主要在酚塔和水塔中。根据长期运行情况表明,水塔在常压下，二异丙基醚和水的共沸温度(61.4℃的条件下共沸物的组分为3.6%水和96.4%二异丙基醚)进行分离最合适，通过调节回流量、回流温度和塔顶调节阀开度来调整塔顶温度至58-63℃左右，回收醚的纯度明显增大。酚塔主要对萃取物的蒸馏回收醚，通过调整塔顶回流量或改变酚塔进料口进料，增加提馏段塔板，降低循环溶剂中酚含量，提高回收溶剂纯度。根据长期的操作看，当酚塔顶部温度超过70℃时，再生溶剂中的酚含量明显加重，再生溶剂醚纯度甚至低于87%(见表一)。所以合理控制酚塔顶部温度至65-68℃左右，对控制再生溶剂的纯度效果明显。
通过表1数据说明，在调整工况后，水塔塔顶冷凝下来的水汽明显降低，酚塔回收萃取剂中酚含量也减少了很多，萃取剂的纯度明显提高。
4.3 萃取比的影响
二异丙基醚与酚水的体积比是影响脱酚效果的一个重要因素。萃取效果取决于溶剂和含酚污水的体积比，体积比一般控制在1：7，当然也与含酚废水中单元酚和多元酚的含量有关。在运行过程中，当出水中挥发酚含量超标时，一般都会加大注醚量，醚水配比有时达到1:5(设计1：7—1:10)。根据运行情况表明，当注醚量太大时，出水水质不能有效保证达标且醚纯度也下降。醚水的比例超出设计值表现出来的是酚塔的超负荷运行现象，操作不稳定，塔顶产品二异丙基醚的纯度降低，溶剂的再生效果差，从而形成恶性循环，因此合理控制醚水的萃取比是影响脱酚的重要因素。
4.4 含酚污水带油的影响
含酚污水带油也是导致酚含量超标的原因之一，由于萃取剂与油类物质极易互溶，当油类物质溶解到萃取剂里，就会污染萃取剂，严重时还可能发生乳化现象，在同样的萃取比下，萃取剂的实际量会减少，影响了萃取的效率。为了解决含酚污水带油问题，在上游装置加注破乳剂加强除油，虽然采取了一系列措施，但是效果都不理想，目前的唯一办法就是提高原料水罐液位加强除油和除油器除油，确保油含量在正常指标范围内。
5、循环溶剂损失原因分析及解决方法
二异丙基醚为酚回收装置的循环溶剂，在装置运行过程中，循环溶剂损耗大且难以控制。2015年初，对于循环溶剂的损耗大这一现象，中心管理人员分析并总结出几点解决方法，极大提高了循环溶剂的回收率，同时也节约了生产成本。
(1)本单位酚回收装置在水塔设计了侧线抽氨，从长期运行效果看，在蒸汽波动和进料量波动较大时，水塔容易出现液泛，造成中部温度频繁波动，从中部侧线抽出介质中醚含量很高，通过冷却器进入氨水罐，造成很多一部分醚在氨水罐中。因此，合理控制氨水罐液位，必要时可安装界位计，定期回收氨水罐中的醚，当氨水罐液位较低时，将外送流程改入转盘萃取塔，萃取后回收溶剂。同时合理控制水塔侧线阀位开度在20-40%范围内，尤其在水塔液泛波动的情况下，应及时调整，避免大部分的醚蒸汽通过侧线进入氨水罐。
(2)在装置运行过程中，通过分析粗酚产品的纯度发现二异丙基醚含量超标现象比较多。二异丙基醚的含量决定溶剂损失量，要减少二异丙基醚的损失，必须优化工艺操作，严格控制酚塔温度、压力在指标范围内。从运行情况表明，当酚塔中部温度控制80℃左右，底部温度控制在195℃左右时，粗酚中二异丙基醚的含量明显降低。同时在操作中可选择从上进料口进料，增加精馏段的塔盘，既保证了粗酚产品的纯度也减少了醚的损失，同时也提高了循环溶剂的质量。
(3)醚呼吸器冷却器连接了酚回收所有与醚有关的设备，是对醚蒸汽进行最后一步冷却的设备，冷却的液相进入溶剂循环罐，剩下的不凝气通过醚呼吸气冷却器顶部呼吸阀排至大气中，但是在长期的生产运行中发现醚呼吸气冷却器气液相线易堵，造成系统压力升高，装置波动大，降低了醚蒸汽的回收和冷却效果，导致醚的浪费。通过总结经验，提出技改，在醚呼吸气冷却器气相线增加了蒸汽吹扫线和检查导淋，定期检查管线是否堵塞并进行蒸汽吹扫，溶解管线里面结晶物和煤粉杂质，确保醚呼吸线畅通，更好的进行醚的回收同时也保护了环境。
6、结束语
随着我国工业化进程的不断推进，煤化工也是蓬勃发展，与此同时工业废水的处理也备受关注。酚回收作为煤液化污水处理的子项目，通过长周期的运行摸索，总结经验，最终解决了生产中出现的各类问题，达到了脱酚净化水的排放标准，不仅为下一步生化处理奠定基础，同时也为污水零排放做出贡献。(来源：中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司)
