專利名稱：廢水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水處理方法，尤其涉及一種處理來自工業(yè)生產(chǎn)且至少含有烴類和鹽類廢水的方法。
通常處理或凈化來自工業(yè)生產(chǎn)并至少含有烴類和鹽類(有機和/或無機)廢水的費用都比較昂貴。最近環(huán)保立法機關(guān)對工業(yè)廢水的凈化提出了嚴格要求，尤其是凈化后的廢水被排放到環(huán)境中時，更是如此。因此，選擇工業(yè)廢水的凈化方法要考慮到實用、環(huán)境和經(jīng)濟方面的因素。
一種產(chǎn)生大量廢水的工業(yè)生產(chǎn)過程是苯乙烯/氧化丙烯(SM/P0)生產(chǎn)過程。通常苯乙烯/氧化丙烯生產(chǎn)過程包括以下步驟(ⅰ)使苯乙烷與氧氣或空氣反應(yīng)，生成苯乙烷氫過氧化物，(ⅱ)在有環(huán)氧催化劑存在的情況下，使由此得到的苯乙烷氫過氧化物與丙烯反應(yīng)，生成氧化丙烯和1-苯基乙醇，以及(ⅲ)采用合適的脫水催化劑，通過脫水反應(yīng)，將1-苯基乙醇轉(zhuǎn)化為苯乙烯。水正是在最后步驟中產(chǎn)生的。除了反應(yīng)水之外，還生成了有機副產(chǎn)品，如脂族和芳族烴類、醛類、酮類、醇類、酚類和有機酸類。借助于清潔水分離副產(chǎn)品與主產(chǎn)品，然后用堿性水溶液如碳酸(氫)鈉和/或氫氧化鈉中和有機酸。此外，在步驟(ⅰ)中，在補充水中通入空氣，用作上述步驟(ⅲ)中的蒸汽。
來自苯乙烯/氧化丙烯生產(chǎn)裝置的廢水通常含有總共1.0～3.5重量％的非有機鹽化合物，以及3.0～6.0重量％的有機鹽類。該廢水進一步還含有高達2.0重量％的碳酸鈉和碳酸氫鈉和/或痕量氫氧化鈉，這取決于有機酸中和過程中所用的堿溶液。
苯乙烯/氧化丙烯生產(chǎn)裝置所注入的清潔水量高達每小時十幾噸，而通常廢水產(chǎn)量比清潔水注入量多大約50％。如果不進行凈化處理，這些廢水就不能排放。然而，如上所述，選擇工業(yè)廢水的凈化方法受到實用、環(huán)境和經(jīng)濟方面的限制。
英國專利GB-A-2,252,052公開了幾種廢水處理的方法，以及通常含有苯乙烯/氧化丙烯廢水的處理方法。GB-A-2,252,052所公開的方法包括冷凍-濃縮與除鹽相結(jié)合，由此將廢水分離成至少兩倍濃縮的廢液、鹽結(jié)晶和基本純的水。
然而，GB-A-2,252,052公開的方法仍有需要改進的地方。特別是冷凍濃縮過程的費用仍不令人滿意。目前冷凍濃縮所需的設(shè)備投資至少占SM/PO裝置設(shè)備總投資的10％。因此，如果研制出一種便宜，凈化效果又至少等效的廢水處理方法將是十分有益的。因此本發(fā)明的一個重要目的是開發(fā)這樣一種方法。本發(fā)明的另一個目的是開發(fā)一種生產(chǎn)清潔水的廢水處理方法，所生產(chǎn)的清潔水能滿足環(huán)境排放的所有要求。
本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，通過采用特定的蒸餾處理，用低成本便可實現(xiàn)廢水的高效凈化。
因此，本發(fā)明涉及一種用于處理含有至少烴類和鹽類廢水，以產(chǎn)生清潔水、濃縮鹽水和富含烴的產(chǎn)物的方法，該方法包括以下步驟(a)在距塔頂0.05*n～0.15*n個塔板范圍內(nèi)，向第一蒸餾塔通入廢水，其中n表示第一蒸餾塔的總理論塔板數(shù)，其數(shù)值在20～40的范圍內(nèi)；(b)在距塔頂0.55*n～0.75*n個塔板范圍內(nèi)抽走蒸汽，并把該蒸汽通入理論塔板數(shù)為m的第二蒸餾塔的底部，其中m值在3～10的范圍內(nèi)；(c)從第二蒸餾塔的抽出作為塔頂餾分的清潔水，并從第二蒸餾塔抽走塔底液流，在距塔頂0.60*n～0.85*n個塔板范圍內(nèi)，在步驟(b)抽出蒸汽位置的下方，將該液流回流到第一蒸餾塔；(d)抽走作為第一蒸餾塔塔底餾分的濃縮鹽水；以及(e)抽走作為第一蒸餾塔塔頂餾分的烴。
上述方法有許多優(yōu)點。首先，它非常經(jīng)濟實惠。上述凈化處理方法所需的設(shè)備投資至少降低了10％，而與英國專利GB-A-2,252,052公開的冷凍濃縮工藝相比，設(shè)備投資降低了50％。此外，從水的凈化方面考慮，凈化效果也很出色。得到的清潔水能滿足對化學(xué)需氧量(COD)和有害成分的所有規(guī)定，因而能直接排放到環(huán)境中。在本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域，眾所周知COD是表示工業(yè)廢水中污染物含量的指標，更具體地說，它表示的是氧化(并由此降解)工業(yè)廢水中所含的污染物所需的氧量。通常COD用毫克氧/升廢水表示。通常凈化后廢水在被允許排放到環(huán)境之前，其COD值至多為100mg/l。主要的有害物質(zhì)是酚類化合物，如酚和酚鹽。通常凈化后廢水在被允許排放到環(huán)境之前，廢水中酚類物質(zhì)的含量必須小于50ppm。處理過程得到的富含烴的產(chǎn)物非常適合用作燃料，或者重新用于產(chǎn)生該廢水的生產(chǎn)過程?？稍诔Ｒ?guī)焚燒設(shè)備中焚燒濃縮后的鹽水。
用本發(fā)明方法處理的廢水應(yīng)當至少含有烴類和鹽類物質(zhì)。所有這種類型的工業(yè)廢水都適用于本發(fā)明的凈化方法。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，該方法特別適用于處理苯乙烯/氧化丙烯生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的廢水。通常這種廢水含有烴類、醛類、酮類、醇類、酚類和鹽類物質(zhì)。
第一蒸餾塔有20～40個理論塔板。優(yōu)選地第一蒸餾塔的理論塔板數(shù)為25～35。根據(jù)所用的塔板效率和理論塔板數(shù)，能夠很容易地確定蒸餾塔中的實際塔板數(shù)。在該方法的步驟(a)中，廢水在距塔頂0.05*n～0.15*n個塔板范圍內(nèi)進入第一蒸餾塔。優(yōu)選地廢水在距塔頂2、3、4或5個塔板范圍內(nèi)進入第一蒸餾塔。
在步驟(b)中，隨后在距塔頂0.55*n～0.75*n個塔板范圍內(nèi)抽走蒸汽，優(yōu)選地在距塔頂0.60*n～0.70*n個塔板范圍內(nèi)抽走蒸汽。將該蒸汽通入理論塔板數(shù)為m的第二蒸餾塔的底部，m值在3～10的范圍內(nèi)，優(yōu)選地第二蒸餾塔的理論塔板數(shù)為3～7。
在步驟(c)中，從第二蒸餾塔抽出作為塔頂餾分的清潔水。將來自第二蒸餾塔的塔底液流，在距塔頂0.60*n～0.85*n個塔板范圍內(nèi)，優(yōu)選地在0.65*n～0.75*n個塔板范圍內(nèi)，在低于步驟(b)中抽出蒸汽的位置處，將該液流回流到第一蒸餾塔。因此，優(yōu)選地步驟(b)和(c)的操作方式是，在步驟(b)中，在距塔頂0.60*n～0.70*n個塔板范圍內(nèi)抽走蒸汽，并在距塔頂0.65*n～0.75*n個塔板范圍內(nèi)，在步驟(c)中，將來自第二蒸餾塔的塔底液流回流到第一蒸餾塔。
可在大氣壓或低于大氣壓的壓力下，在第一和/或第二蒸餾塔中進行蒸餾處理。然而，優(yōu)選地在大氣壓力狀況下，運行兩個蒸餾塔。
為了增加分離效率，每個蒸餾塔至少要有再沸功能和濃縮功能中的一個功能。對于第一蒸餾塔，溫度狀況必須使在距塔頂0.55*n～0.75*n個塔板范圍內(nèi)，能抽出主要由水組成的蒸汽。這意味著第一蒸餾塔中的溫度至少為100℃。由于在第二蒸餾塔中，清潔水作為塔頂餾分被回收，因此該塔的溫度至少也應(yīng)當為100℃。實際發(fā)現(xiàn)兩個塔的合適運行條件是在大氣壓下，100℃-110℃的溫度范圍內(nèi)。在這些條件下運行時，少量的熱量就可使第一蒸餾塔有再沸功能，這種少量熱量可以是低壓蒸汽，或者來自產(chǎn)生該廢水的工業(yè)過程的廢熱。進入第一蒸餾塔的廢水的合適溫度為50-110℃，更合適的溫度在65-90℃之間。


圖1示出本發(fā)明的一個實施例。
廢水1進入第一蒸餾塔2。塔頂餾分3穿過熱交換器4，由此得到的至少部分濃縮液5在相分離器6中被分離成富含烴的液流7和主要是水的水流8，將水流8回流到第一蒸餾塔2。例如，可將富含烴的液流7作為燃料。從第一蒸餾塔2中抽走富含水的蒸汽9，把它輸送到第二蒸餾塔10的底部。塔頂餾分12穿過熱交換器13，由此得到的冷卻液是清潔水，將部分清潔水(水流15)再引入第二蒸餾塔10的頂部。將第二蒸餾塔10的塔底餾分11回流到第一蒸餾塔2，進入該塔的位置低于抽走蒸汽9的位置?；厥盏谝徽麴s塔2的部分塔底餾分16，作為濃縮鹽水，其余的部分塔底餾分進入再沸器17，在此之后，將由此得到的水流重新引入第一蒸餾塔2的底部。
盡管圖1未示出，但還可以將部分冷凝液5回流到第一蒸餾塔2，可將部分含有烴/水的出流液作為燃料加以回收。在這種情況下，可省去相分離器6。
權(quán)利要求
1．一種用于處理含有至少烴類和鹽類廢水以產(chǎn)生了清潔水、濃縮鹽水和富含烴的產(chǎn)物的方法，該方法包括以下步驟(a)在距塔頂0.05*n～0.15*n個塔板范圍內(nèi)，向第一蒸餾塔通入廢水，其中n表示第一蒸餾塔的總的理論塔板數(shù)，其數(shù)值在20～40的范圍內(nèi)；(b)在距塔頂0.55*n～0.75*n個塔板范圍內(nèi)抽走蒸汽，并把該蒸汽通入理論塔板數(shù)為m的第二蒸餾塔的底部，其中m值在3～10的范圍內(nèi)；(c)從第二蒸餾塔的抽出作為塔頂餾分的清潔水，并從第二蒸餾塔抽走塔底液流，在距塔頂0.60*n～0.85*n個塔板范圍內(nèi)，在步驟(b)抽出蒸汽位置的下方，將該液流回流到第一蒸餾塔；(d)抽走作為第一蒸餾塔塔底餾分的濃縮鹽水；以及(e)抽走作為第一蒸餾塔塔頂餾分的烴。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于廢水來自苯乙烯單體/氧化丙烯生產(chǎn)裝置。
3．如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于n值在25～35的范圍內(nèi)。
4．如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在步驟(b)中，在距塔頂0.60*n～0.70*n個塔板范圍內(nèi)抽走蒸汽，并在距塔頂0.65*n～0.75*n個塔板范圍內(nèi)，在步驟(c)中將來自第二蒸餾塔的塔底液流回流到第一蒸餾塔。
5．如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于m值在3～7的范圍內(nèi)。
全文摘要
一種用于處理含有至少烴類和鹽類廢水以產(chǎn)生了清潔水、濃縮鹽水和富含烴的產(chǎn)物的方法,該方法包括以下步驟:(a)在距塔頂0.05*n～0.15*n個塔板范圍內(nèi),向第一蒸餾塔(2)通入廢水,其中n表示第一蒸餾塔的總理論塔板數(shù),其數(shù)值在20-40的范圍內(nèi);(b)在距塔頂0.55*n～0.75*n個塔板范圍內(nèi)抽走蒸汽(9),并把該蒸汽通入理論塔板數(shù)為m的第二蒸餾塔(10)的底部,其中m值在3～10的范圍內(nèi);(c)從第二蒸餾塔(10)的抽出作為塔頂餾分的清潔水(14),并從第二蒸餾塔(10)抽走塔底液流(11),在距塔頂0.60*n～0.85*n個塔板范圍內(nèi),在步驟(b)抽出蒸汽(9)位置的下方,將該液流回流到第一蒸餾塔(2);(d)抽走作為第一蒸餾塔(2)塔底餾分的濃縮鹽水(16);以及(e)抽走作為第一蒸餾塔(2)塔頂餾分的烴(7)。
文檔編號B01D3/14GK1306450SQ99807734
公開日2001年8月1日 申請日期1999年6月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月23日
發(fā)明者羅伯特·弗蘭克·迪伊, 馬里努斯·范斯韋南 申請人:國際殼牌研究有限公司