一種採用單塔同時脫酸脫氨的酚氨廢水回收處理方法
2023-06-28 04:06:46 1
專利名稱：一種採用單塔同時脫酸脫氨的酚氨廢水回收處理方法
技術領域：
本發明涉及ー種煤化工中含酚和可分解氨鹽的廢水處理方法，具體的說是ー種通過脫酸脫氨耦合塔，採用側線採出、差壓精餾技木，實現單塔同時脫酸脫氨的過程，回收煤氣化廢水中的氨和酚，節能減排的同時簡化工藝流程，減少設備投資。
背景技術：
煤的氣化技術是高效利用煤炭的有效方法，廣泛應用於煤制天然氣、合成氨、甲醇及煤發電等エ業中。煤氣化、焦化過程中會產生大量的廢水，其中含有大量的懸浮物、焦油、輕油、脂肪酸、ニ氧化碳、硫化氫、氨、酚等，必須經過處理後才能加以回收利用。煤化工中處理含酚、氨廢水的傳統エ藝流程為脫酸-脫氨-氨濃縮與淨化-酚萃取-溶劑回收。脫酸、脫氨過程分別在脫酸塔、脫氨塔中單獨進行，不僅流程較複雜，使用設備多，同時能量的消耗也較單塔大，脫酸不合格會導致後續的脫氨過程中酚氨分離不 徹底，氨中酚和酸性氣體含量高，加大了後續氨濃縮與淨化過程中的負荷，同時ー塔操作的不穩定也會影響到後續的正常操作。專利號為ZL201110204145. X的發明專利《一種節能的酚氨廢水回收處理方法》公開了ー種節能的酚氨廢水回收處理工藝。該發明專利主要通過脫酸塔、脫氨塔和水塔之間設備的耦合，即脫氨塔塔頂粗氨氣冷凝器同時作為脫酸塔和水塔的再沸器，利用差壓精餾技木，實現熱源的階梯綜合利用，降低酚氨廢水處理過程中的能量消耗，大大節省蒸汽和循環水的用量，在回收煤氣化廢水中氨和酚的同時達到節能降耗的目的。此發明解決了傳統煤氣化過程中酚氨廢水回收處理能量消耗高的技術難題，實現了能量的綜合利用，但沒有減少設備的投資，節能降耗不夠徹底，還有進ー步簡化工藝流程和操作難度的空間。
發明內容
本發明的目的在於進ー步簡化工藝流程、減少設備投資、降低能耗的同時提供一種單塔分解氨鹽並同時脫酸脫氨的酚氨廢水回收處理方法，具體的說是ー種通過脫酸脫氨耦合塔，採用側線採出、差壓精餾技木，實現單塔同時脫酸脫氨的過程，回收煤氣化廢水中的氨和酚，節能減排的同時簡化工藝流程，減少設備投資，降低操作難度。本發明解決了煤氣化過程中酚氨廢水回收處理中設備投資大、能量消耗高的技術難題，發明了一種全新的單塔分解氨鹽並同時脫酸脫氨的酚氨廢水處理新エ藝。此エ藝通過脫酸脫氨耦合塔，採用側線採出的方法，高效回收廢水中的氨和酚，節能減排的同時簡化エ藝流程，減少設備投資，降低操作難度。為實現上述目的本發明提供了如下的技術方案
一種單塔同時脫酸脫氨的酚氨廢水回收處理方法，其特徵在於按如下的步驟進行
(I)廢水脫酸脫氨
從煤氣水分離器輸送過來的酚氨廢水進入除油罐，除油後經原料水泵出來的廢水分成兩股進入脫酸脫氨耦合塔ー股經冷卻水冷卻後常溫條件下直接進入脫酸脫氨塔塔頂；另一股經氨濃縮段冷凝器、脫酸脫氨塔底廢水預熱器換熱後，從脫酸脫氨塔中上部進入塔內，溫度為8(T15(TC ;廢水在脫酸脫氨塔內進行汽提作用，產生的酸性氣從塔頂排出，進入克勞斯硫回收裝置、火炬燃燒或是直接放空；經過脫酸脫氨處理後的廢水從塔底排出，溫度達到115 180°C，經兩次給原料水預熱、一次冷卻後溫度降為2(T50°C，進入萃取塔中進行酚的回收；塔中部側線採出的粗氨氣作為水塔再沸器的熱源進入水塔再沸器，給其供熱，一方面充分利用粗氨氣的熱量，降低酚氨回收過程中的能耗，另一方面水塔再沸器作為粗氨氣的冷凝器，實現了設備的耦合，減少換熱設備，簡化工藝流程，降低投資，從而達到解決煤氣化過程中酚氨廢水回收利用設備投資大、能量消耗高的技術難題。側線採出的粗氨氣中氨氣含量為7 20%，可進ー步進行氨的濃縮及氨水的製備，充分利用資源。其中脫酸脫氨塔塔頂操作壓カ為20(Tl000kPa(g)，操作溫度為30 180で。所述的脫酸脫氨塔指的是板式塔，複合板式塔或填料與板式塔相結合的混合結構複合塔。( 2 )酚萃取及溶劑回收
經過脫酸脫氨塔汽提作用後從塔底排出的廢水含有大量的酚混合物，換熱後進入萃取塔進行酚的萃取回收，萃取相進酚塔進行酚與溶劑的分離，得到粗酚產品；萃餘相進水塔回收溶劑，得到浄化水，從而實現了酚氨廢水的浄化處理。(3)氨濃縮及氨水製備
脫酸脫氨塔側線採出的粗氨氣含有大量的揮發酚和酸性氣體，作為水塔再沸器的熱源後，進入分相系統進行氨的濃縮及氨水的製備，其中分相後的廢水返回至除油罐繼續進行酚氨的回收。本發明更加詳細的的エ藝處理方法如下
(1)廢水脫酸脫氨
從煤氣水分離器輸送過來的酚氨廢水進入除油罐，經過除懸浮物、焦油及輕油後的酚氨廢水，經原料水泵出來分成兩股進入脫酸脫氨耦合塔ー股經原料冷卻器冷卻至常溫後直接進入脫酸脫氨塔塔頂；另一股經氨濃縮段二次冷凝器、預熱器一、預熱器ニ預熱後(採用脫酸脫氨塔底廢水預熱)，溫度達到8(T15(TC，從脫酸脫氨塔中上部進入塔內；廢水在脫酸脫氨塔內進行汽提作用，產生的酸性氣從塔頂排出，去克勞斯硫回收裝置、火炬燃燒或是直接放空；經過脫酸脫氨處理後的廢水從塔底排出，溫度達到115 180°C，經兩次給原料水預熱、一次冷卻水冷卻後溫度降為2(T50°C，進入萃取塔中進行酚的回收；塔中部側線採出的粗氨氣作為水塔再沸器的熱源進入水塔再沸器，給其供熱，一方面充分利用粗氨氣的熱量，降低酚氨回收過程中的能耗，另一方面水塔再沸器作為粗氨氣的冷凝器，實現了設備的耦合，減少換熱設備，簡化工藝流程，降低投資，從而達到解決煤氣化過程中酚氨廢水回收利用設備投資大、能量消耗高的技術難題。側線採出的粗氨氣中氨氣含量為7 20%，可進ー步進行氨的濃縮及氨水的製備，充分利用資源；
脫酸脫氨塔塔頂操作壓カ為20(Tl000kPa(g)，操作溫度控制在3(Tl80°C ；
脫酸脫氨塔底再沸器採用飽和蒸汽進行加熱；
脫酸脫氨塔可以採用板式塔，複合板式塔或填料與板式塔相結合的混合結構複合塔； (2)酹萃取及溶劑回收
經過脫酸脫氨塔汽提作用後從塔底排出的廢水含有大量的酚混合物，換熱至2(T50°C後進入萃取塔進行酚的萃取回收，經萃取作用後產生的萃取相進入酚塔進行酚與溶劑的分離，酚塔塔頂餾出物進溶劑儲罐回收溶劑，塔底得到粗酚產品；萃餘相進水塔回收溶劑，水塔塔頂餾出溶劑，塔底得到浄化水，從而實現了酚氨廢水的初步淨化處理。萃取過程的操作溫度為20飛0で，萃取劑為醚類溶劑，如異丙醚；
水塔的操作壓カ為(T50kPa(g)，操作溫度為6(T12(TC，水塔塔底再沸器熱源為脫酸脫氨塔側線採出的粗氨氣；
酚塔操作壓カ為(T50kPa(g)，操作溫度為6(T230°C ；
(3)氨濃縮及氨水製備
脫酸脫氨塔側線採出的粗氨氣含有大量的揮發酚和酸性氣體，作為水塔再沸器的熱源後，進入分相系統，ニ級分相罐頂排出濃度較高的氨氣，進入氨濃縮塔底部，經エ藝水吸收後，製備成氨水，其中一級分相罐和ニ級分相罐經分相後的廢水返回至除油罐繼續進行酚 氨的回收。ー級分相罐溫度為10(Tl3(TC，ニ級分相罐溫度控制為5(T60°C ；
氨濃縮塔頂操作壓カ為(T50kPa(g)，操作溫度為20 80で。其中所述的脫酸脫氨耦合塔為板式塔，複合板式塔或填料與板式塔相結合的混合結構複合塔。本發明與現有的處理方法相比，所具有的優點在於
(I)克服了發明文件1( ZL 201110204145. X)中能量損失大、設備集成化低的問題，簡化了エ藝流程，減少設備的投資，節能減排的同時降低操作難度。(2)本發明將脫酸塔和脫氨塔耦合為一體，採用側線採出、差壓精餾技木，實現單塔同時脫酸脫氨的過程，實現了能量的回收與再利用，減少了ー個塔設備，簡化了エ藝流程，降低了廢水處理的能量消耗，大大節省了蒸汽和循環水的用量。同時可以較徹底地脫除酸性氣體和氨，可以將酸性氣體的殘留量降低至10mg/L以下，總氨含量降低至100mg/L以下，從而避免了氨對酚萃取過程的影響和後續廢水的生化處理。本發明的最大特點是實現了脫酸塔和脫氨塔的耦合，利用側線採出、差壓精餾技術，優化了能量的綜合利用，進ー步達到節能降耗的目的，簡化了エ藝流程，減少設備的投資，降低了操作難度。
圖I為本發明的一種單塔同時脫酸脫氨的酚氨廢水回收處理方法エ藝流程 其中I-除油罐，2-原料水泵，3-原料冷卻器，4-脫酸脫氨塔，5-脫酸脫氨塔底泵，
6-預熱器一，7-預熱器ニ，8-冷卻器一，9-萃取塔，10-萃取塔底泵，11-預熱器三，12-水塔，13-水塔底泵，14-冷卻器ニ，15-水塔再沸器，16-水塔頂冷凝器，17-酚塔頂冷凝器，18-溶劑儲罐，19-溶劑泵，20-酚塔，21-酚塔底泵，22- ー級分相罐，23- 二次冷凝器，24- ニ級分相罐，25-氨濃縮塔。
具體實施例方式下面結合實施例說明本發明，這裡所述實施例的方案，不限制本發明，本領域的專業人員按照本發明的精神可以對其進行改進和變化，所述的這些改進和變化都應視為在本發明的範圍內，本發明的範圍和實質由權利要求來限定。本發明所用到的試劑(如異丙醚)、化工原料均有市售。酚氨廢水來源於エ廠產生的廢水。實施例I
(I) 120t/h廢水從煤氣水分離器輸送過來後，經過除懸浮物、焦油及輕油，溫度為40°C,壓カI. 0 MPa。濃度為酹7g/L,氨9g/L, ニ氧化碳3. 8g/L,硫化氫0. 2g/L。(2)從煤氣水分離器過來的含酚氨廢水，分成兩股一股35t/h經原料冷卻器(3)冷卻至常溫後進入塔頂；另ー股通過二次全凝器(23)、預熱器ニ(7)、預熱器一(6)被加熱到95°C，進入脫酸脫氨塔(4)中上部。(3)脫酸脫氨塔為板式塔。脫酸脫氨塔操作壓カ500kPa (g)(表壓)，塔頂溫度85°C，塔底155°C，塔底採用再沸器進行加熱，熱源為飽和蒸汽。酸性氣從塔頂排出，脫除酸性氣的釜液從塔底排出，側線採出的粗氨氣中氨氣含量為10%，作為水塔再沸器的熱源。 (4)脫除酸性氣的廢水經過脫酸脫氨塔底泵(5)送出，在預熱器一(6)、預熱器ニ
(7)及冷卻器一(8)換熱冷卻後溫度達到35°C，進入萃取塔(9)上部，從溶劑泵(19)送來的溶劑(如異丙醚)從萃取塔的下部進入，二者在萃取塔內進行酚逆流萃取過程，富含酚的溶劑從萃取塔頂部餾出，含有溶劑和微量酚的廢水在塔底和溶劑分相後，從塔底排出。(5)從萃取塔頂餾出的富含酚的溶剤，進入酚塔(20)的頂部。酚塔底再沸器採用
2.5Mpa (表壓)飽和蒸汽作為熱源。酚塔操作壓カ為10kPa(g)(表壓)，塔頂溫度為70°C，塔底為205°C。塔頂餾出的溶劑氣體經酚塔頂冷凝器(17)冷凝後，進入溶劑儲罐(18)。塔底得到粗酚產品，經酚塔底泵(21)送出。(6)從萃取塔底排出的含有溶劑和微量酚的廢水經萃取塔底泵(10)送入預熱器三
(11)，預熱溫度為80°C進入水塔(12)頂部。水塔為板式塔，塔底再沸器採用脫酸脫氨塔側線採出的粗氨氣作為加熱熱源。塔頂排出的溶劑氣體經水塔頂冷凝器(16)冷凝後，進入溶劑儲罐(18)。塔底得到浄化水，經水塔底泵(13)送出，經過預熱器三(11)和浄化水冷卻器
(14)後出裝置。(7)脫酸脫氨塔側線採出的粗氨氣經給水塔再沸器(15)作為熱源後進入ー級分相罐(22)進行氣液分離，ー級分相罐操作壓カ為300kPa(g)(表壓)，操作溫度115°C，分相罐頂部分出的氣體去二次冷凝器(23)繼續冷凝到80°C，進入ニ級分相罐(24)進行氣液分離，ニ級分相罐操作壓カ為100kPa(g)(表壓)，操作溫度60°C。一級分相罐和ニ級分相罐分相後的液體返回至除油罐繼續進行酚氨的回收。(8)從ニ級分相罐(24)頂分出的較高濃度的氨氣進入氨濃縮塔(25)底部，塔上部採用40°Cエ藝水進行吸收，塔底得到氨水。氨濃縮塔操作壓カ為IOkPa(g)(表壓)，塔頂溫度為40°C，塔底溫度為70°C。實施例2
檢測的結果如下(過程詳見例I)
(I)脫酸脫氨後廢水中氨濃度為95毫g/L。(2)溶劑消耗量為I. 25kg/t廢水。(3)處理後廢水中酚含量為200毫g/L。(4)粗酚產品的質量濃度為99. 4%。(5)氨濃縮塔底氨水品質濃度為12%，尾氣中氨濃度為38毫克/立方米。
(6)裝置的蒸汽消耗為170kg蒸汽/t廢水。實施例權利要求
1.一種單塔同時脫酸脫氨的酚氨廢水回收處理方法，其特徵在於按如下的步驟進行 (1)廢水脫酸脫氨 從煤氣水分離器輸送過來的酚氨廢水進入除油罐，除油後經原料水泵出來的廢水分成兩股進入脫酸脫氨耦合塔ー股經冷卻水冷卻後常溫條件下直接進入脫酸脫氨塔塔頂；另一股經氨濃縮段冷凝器、脫酸脫氨塔底廢水預熱器換熱後，從脫酸脫氨塔中上部進入塔內，溫度為8(T15(TC ;廢水在脫酸脫氨塔內進行汽提作用，產生的酸性氣從塔頂排出，進入克勞斯硫回收裝置、火炬燃燒或是直接放空；經過脫酸脫氨處理後的廢水從塔底排出，溫度達到115 180°C，經兩次給原料水預熱、一次冷卻後溫度降為2(T50°C，進入萃取塔中進行酚的回收；塔中部側線採出的粗氨氣作為水塔再沸器的熱源進入水塔再沸器，給其供熱；其中脫酸脫氨塔塔頂操作壓カ為20(Tl000kPa(g)，操作溫度為3(T180°C ;所述的脫酸脫氨塔指的是板式塔，複合板式塔或填料與板式塔相結合的混合結構複合塔； (2)酹萃取及溶劑回收 經過脫酸脫氨塔汽提作用後從塔底排出的廢水含有大量的酚混合物，換熱至2(T50°C後進入萃取塔進行酚的萃取回收，經萃取作用後產生的萃取相進入酚塔進行酚與溶劑的分離，酚塔塔頂餾出物進溶劑儲罐回收溶劑，塔底得到粗酚產品；萃餘相進水塔回收溶劑，水塔塔頂餾出溶劑，塔底得到浄化水，從而實現了酚氨廢水的初步淨化處理； 萃取過程的操作溫度為20飛0で，萃取劑為異丙醚；水塔的操作壓カ為(T50kPa(g)，操作溫度為6(T12(TC，水塔塔底再沸器熱源為脫酸脫氨塔側線採出的粗氨氣；酚塔操作壓カ為0 50kPa(g)，操作溫度為60 230で； (3)氨濃縮及氨水製備 脫酸脫氨塔側線採出的粗氨氣含有大量的揮發酚和酸性氣體，作為水塔再沸器的熱源後，進入分相系統，ニ級分相罐頂排出濃度較高的氨氣，進入氨濃縮塔底部，經エ藝水吸收後，製備成氨水，其中一級分相罐和ニ級分相罐經分相後的廢水返回至除油罐繼續進行酚氨的回收； ー級分相罐溫度為100 130で，ニ級分相罐溫度控制為5(T60°C ； 氨濃縮塔頂操作壓カ為(T50kPa(g)，操作溫度為20 80で。
2.權利要求I所述的處理方法，其中所述的脫酸脫氨耦合塔為板式塔，複合板式塔或填料與板式塔相結合的混合結構複合塔。
全文摘要
本發明涉及一種化工生產中產生的含酚和可分解氨鹽的廢水處理方法，特別是一種由單臺設備實現氨鹽分解並實現分離純化的節能工藝，減少了設備投資，並採用差壓精餾技術實現了能量的回收與再利用，降低了能量消耗。具體的說是一種通過脫酸脫氨耦合塔，採用側線採出、差壓精餾技術，實現單塔同時脫酸脫氨的過程，回收煤氣化廢水中的氨和酚，節能減排的同時簡化工藝流程，減少設備投資，降低操作難度。本發明解決了煤氣化過程中酚氨廢水回收利用中設備投資大、能量消耗高的技術難題，通過設備的耦合，簡化了工藝流程，具有很高的經濟和社會價值。
文檔編號C02F9/10GK102863112SQ20121039926
公開日2013年1月9日 申請日期2012年10月19日 優先權日2012年10月19日
發明者劉景華, 鄭松章, 張愛民 申請人:天津市昊永化工科技有限公司