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1、(10)申请公布号 CN 103420442 A(43)申请公布日 2013.12.04CN103420442A*CN103420442A*(21)申请号 201310347885.8(22)申请日 2013.08.09C02F 1/26(2006.01)(71)申请人华南理工大学地址 510640 广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人陈赟 张鹏羽(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司 44245代理人张燕玲(54) 发明名称甲基异丁基甲酮高温萃取高浓含酚煤化工废水的方法(57) 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。
2、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。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书4页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明。
3、专利申请权利要求书1页 说明书4页(10)申请公布号 CN 103420442 ACN 103420442 A1/1页21.一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。
4、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58.5，萃取温度介于4080；所述甲基异丁基甲酮与高浓含酚煤化工废水体积比为1：81：1。4.根据权利要求1所述的一种甲基异丁基甲酮高。
5、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6080。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6080。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58.5，二次萃取级数210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：。
6、步骤（3）所述二次萃取相的精馏工艺条件为：理论级数1020级，塔顶操作压力0.10.2MPa，塔顶温度60110，塔底温度200220。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8590，塔底温度95110。权 利 要 求 书CN 103420442 A1/4页3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0001 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0002 煤化工包括煤制天然。
7、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。0003 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。
8、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。
9、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0004 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。0005 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：0006 （1）一。
10、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；0007 （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；0008 （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；二次萃说 明 书CN 103420442 A2/4页4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。0009。
11、 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。0010 步骤（1）所述预先萃取的pH值介于58.5，萃取温度介于4080，优选6080；所述甲基异丁基甲酮与高浓含酚煤化工废水体积比为1：81：1。0011 步骤（1）和（2）所述萃取的温度介于6080。0012 步骤（2）所述萃取塔为填料萃取塔或转盘萃取塔。0013 步骤（2）所述二次萃取的pH值介于58.5，二次萃取级数210级。0014 步骤（3）所述二次萃取相的精馏工艺条件为：理论级数1020级，塔顶操作压力0.10.2MPa，塔顶温度60110，塔底。
12、温度200220。0015 步骤（3）所述二次萃余相的精馏工艺条件为：塔顶温度8590，塔底温度95110。0016 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4080。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。
13、取温度选择介于6080。0017 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。。
14、0018 本发明相对现有技术，具有如下的优点及有益效果：0019 （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。0020 （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。
15、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。0021 （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，萃取温度可以说 明 书CN 103420442 A3/4页5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。0022 （4）本发明方法处理煤化工高。
16、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。0023 （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0024 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。0025 实施例10026 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/，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。
17、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。0027 实施例20028 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，C。
18、OD23000mg/，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。
19、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。0029 实施例30030 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/。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。
20、顶操作压力0.2MPa，塔顶温说 明 书CN 103420442 A4/4页6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。0031 实施例40032 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/。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。
21、。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。0033 实施例50034 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/。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。
22、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。0035 实施例60036 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/。
23、。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。0037 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。说 明 书CN 103420442 A。