酚氨回收生產(chǎn)工藝關(guān)鍵控制點

白 雪

山西省化工設(shè)計院 太原 030024

酚氨回收生產(chǎn)工藝關(guān)鍵控制點

白 雪*

山西省化工設(shè)計院 太原 030024

介紹酚氨廢水工業(yè)處理過程中的關(guān)鍵控制點，分析油含量、pH值、相比對酚氨廢水處理的影響。結(jié)合工業(yè)運行數(shù)據(jù)，探討工業(yè)實際應(yīng)用中較適宜的油含量、pH值、相比參數(shù)。

油含量 pH值 相比

某些煤氣化過程中會產(chǎn)生焦油、酚、氨等物質(zhì)，這些物質(zhì)大部分進入洗氣廢水中，稱為酚氨廢水，廢水中含有揮發(fā)酚和不揮發(fā)酚，多環(huán)芳烴、氨氮等化合物。酚氨廢水的處理一直是化工焦化企業(yè)面臨的難題之一。國內(nèi)外普遍采用萃取技術(shù)，酚氨回收裝置是酚氨廢水處理的關(guān)鍵裝置，其效果直接關(guān)系到后續(xù)生化處理的可能性。在實際生產(chǎn)過程中，油含量、pH值、相比都在很大程度上影響酚氨回收裝置的處理效果。

1 油含量

酚氨廢水中的懸浮物與油類的含量會污染萃取劑，降低溶劑的分配系數(shù)，嚴(yán)重時使溶劑中毒不能重復(fù)利用。而且，酚氨廢水油含量高會使廢水產(chǎn)生乳化，油水無法分離，出水惡化，溶劑大量流失，甚至使萃取無法進行[1]。此外，乳化物還會聚積在萃取塔內(nèi)的篩板上及換熱器內(nèi)，堵塞設(shè)備，影響生產(chǎn)能力及產(chǎn)品質(zhì)量，導(dǎo)致頻繁停車進行清洗，生產(chǎn)極其不穩(wěn)。

破壞乳化物就必須除掉酚水中親水性的物質(zhì)——焦油。在酚水處理過程先期，經(jīng)過重力沉降預(yù)處理原料酚水，分離出塵、煤焦油、中油。工業(yè)實際運行中多采用自然沉降，使酚氨廢水在酚水中間槽中經(jīng)二級至三級沉降處理分離塵、焦油，并根據(jù)原料酚水增設(shè)溢流脫油設(shè)施，使酚水槽內(nèi)的中油，焦油及時分離出來，進一步增強焦油和酚水的分離效果。

工業(yè)運行數(shù)據(jù)顯示，采用甲基異丙基酮為萃取劑時，要求油含量<1500mg/L，醋酸丁酯對油更加敏感，采用醋酸丁酯為萃取劑時，要求油含量<1000 mg/L。

2 pH值

煤氣化過程中產(chǎn)生的NH3、H2S、 SO2、羧酸和有機堿等物質(zhì)混入煤氣中，隨著煤氣溫度的降低，這些酸堿性物質(zhì)部分溶于冷凝含酚廢水中，使含酚廢水呈不同的酸堿性[2]。

pH值影響苯酚等在水中的解離程度，而目前已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化的酚氨廢水回收萃取劑(二異丙醚、甲基異丁酮等)只萃取游離的酚類。根據(jù)文獻報道[3,4], pH值在微酸性和中性時，萃取效果最佳；在pH>8時，酚開始發(fā)生電離： PhOHPhO + H+；當(dāng)pH>9時，隨著pH值的增大，離解更加顯著；當(dāng)pH值>10時，超過一半的酚會發(fā)生電離。此外，原料酚水pH值高容易造成乳化現(xiàn)象，資料表明[5,6]，如果原料酚水pH值大于9時，原料酚水乳化嚴(yán)重，如果pH值介于8.5～9之間，則凝液有分離的趨向，pH值小于8.5時，焦油酚水靜置亦能很快地進行分離。如果在酸性條件下，焦油酚水中的油類物質(zhì)發(fā)生聚合反應(yīng)，能達到良好的分離效果。

原料酚水中含有大量的氨，使得酚水的pH值偏高，一般在pH值8.5～10，與適宜萃取的工藝要求條件pH 5～8偏差較大。對酚氨廢水進行酸化處理時，由于水中存在大量的氨類，加入酸后會形成緩沖體系，若想將廢水酸化到較低的pH值，所需的酸量巨大，成本急劇升高。因此，在工業(yè)化實際運用中，采取蒸氨的方法脫出廢水中的氨類。采用二異丙醚為萃取劑時，原有酚氨回收裝置流程為脫酸→萃取→脫氨，廢水的pH值在9～10.5，對二異丙基醚萃取效果影響很大，在萃取劑二異丙基醚用量增加的條件下處理后的污水中總酚含量仍高達1300 mg/L，難以達到原設(shè)計萃取效果。將原有工藝變?yōu)槊撍帷摪薄腿。行Ы档土朔影睆U水進入萃取塔時的pH，改進后的水質(zhì)達到適宜萃取的酸堿度要求，工藝改進后，NH3脫除效果明顯，脫氨后的煤氣水pH平均為7.5，與脫氨前pH值相比下降了1.5，有力地改善了萃取塔的進水水質(zhì)，為提高二異丙基醚萃取效率提供了條件[7]。

3 相比

相比(R)是溶劑相與廢水相的體積比，在萃取過程中，相比的選擇影響萃取塔級數(shù)和萃余相酚濃度。一般來說，相比愈大，萃取塔的級數(shù)愈低，萃余相的酚濃度也愈低，但溶劑循環(huán)量大，再生費用也隨之增加；相比愈小，萃取塔的級數(shù)增加，造成設(shè)備投資增大。因此，R一般在滿足工藝指標(biāo)(酚濃度)和設(shè)備指標(biāo)(萃取級數(shù))的情況下愈小愈好。

哈爾濱某廠原70t/h酚氨回收裝置采用轉(zhuǎn)盤萃取塔，以二異丙醚為萃取劑，相比為1∶10時，經(jīng)過轉(zhuǎn)盤萃取塔處理后，酚脫除率可達90%；相比為1∶5時，酚脫除率降為75%；實際運行中，相比控制1∶5左右[8]。

河南某廠采用該廠原有四級錯流萃取塔，以甲基異丙基酮為萃取劑，相比大于1∶6時，四級錯流萃取后廢水中酚濃度均在400 mg / L以下，但R過大時對原材料和能量的消耗比較大，成本急劇增加，確定萃取R控制在1∶5.5左右比較合理[9]。

4 結(jié)語

(1)采用酚氨回收裝置處理酚氨廢水要嚴(yán)格控制原水中的油含量，盡量避免油進入萃取系統(tǒng)，油含量高會直接導(dǎo)致乳化和萃取劑中毒，采用甲基異丙基酮為萃取劑時油含量一般控制在1500mg/L以下，采用醋酸丁酯為萃取劑時需控制在1000mg/L以下。

(2)較低的pH值有利于萃取的進行，且有利于油析出，防止乳化的產(chǎn)生。二異丙醚、甲基異丙基酮、醋酸丁酯均在酸性條件下萃取效果好，工業(yè)實際運行中多采用蒸氨的方法脫氨以降低pH值，經(jīng)過工藝改進后，將脫氨置于萃取前，原料酚水的pH值可降至8左右，基本滿足萃取要求。

(3)一般情況下，相比在滿足出水指標(biāo)和運行成本的情況下愈小愈好，工業(yè)實際運行中，酚氨回收的合理相比一般為1：4～6。

在實際的工業(yè)運行中，不能單獨考量油含量、pH值和相比(萃取劑級數(shù))單一參數(shù)，需整體權(quán)衡，在處理達標(biāo)基礎(chǔ)上，盡量降低運行費用，保證裝置長期穩(wěn)定運行。

1 張芳西,金承基,周淑芬,陳鳳岡. 含酚廢水的處理與利用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1983: 26.

2 苑衛(wèi)軍,陳紅英,周金國.發(fā)生爐煤氣站含酚廢水酸堿性探討[J]. 機械與設(shè)備,2019, 9: 29-32.

3 林 屹,秦 煒,黃少凱等.溶劑萃取法處理苯酚稀溶液及其廢水的研究田.高?；瘜W(xué)土程學(xué)報，200317 (3).

4 張義勇,王 暉.含酚廢水處理裝置存在問題及改進[J].中國科技信息,2011,3: 20-21.

5 馮永權(quán),孟祥青.魯奇加壓氣化焦油酚水分離技改方案[J]. 貴州化工,2006, 31(1): 44-45.

6 洪 磊,陸 曦,梁 文,楊 帆,徐炎華.煤制氣高濃污水酚氨回收前處理工藝研究[J]. 水處理技術(shù),2016, 42(1).

7 武斌斌,戚 真.魯奇加壓氣化含酚廢水回收工藝的改進[J]. 廣東化工,2014, 41(6): 131-132.

8 郭海彥,夏尊江.煤氣化洗滌廢水中酚、氨的回收利用[J].北方環(huán)境,2004,29(1):49-50.

9 李雪平,續(xù)靜靜,苗建林,張寶文,狄朝陽.煤氣化廢水酚氨分離回收系統(tǒng)的流程改造[J].河南化工,2012,(17).

*白 雪：工程師。2010年畢業(yè)于中北大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)獲碩士學(xué)位。從事化工設(shè)計工作。聯(lián)系電話：(0351)6170659，E-mail:hgbaixue@126.com。

2017-08-25)