申請(qǐng)日2010.07.19

　　公開(公告)日2010.12.01

　　IPC分類號(hào)C07C53/08; C07C51/42; C02F1/04; C02F1/26; C02F9/10

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種藥廠產(chǎn)生的低濃度醋酸廢水處理的回收方法及裝置。整個(gè)工藝流程設(shè)備主要包括兩級(jí)萃取塔、汽提塔和醋酸精制塔及其相應(yīng)的輔助設(shè)備。醋酸廢液首先從二級(jí)萃取塔頂部加入，萃取劑以一定的流速從一級(jí)萃取塔底部加入經(jīng)兩級(jí)萃取塔，經(jīng)兩級(jí)萃取后富含醋酸的萃余液級(jí)進(jìn)入醋酸精制塔進(jìn)行分離，塔底得到高純醋酸，塔頂回收的萃取劑可重新加入萃取劑系統(tǒng)循環(huán)使用;經(jīng)兩級(jí)萃取后含有少量萃取劑的水溶液進(jìn)入汽提塔，底部排出處理后的廢水可直接進(jìn)入排放，塔頂分相器的油相即萃取劑可回收循環(huán)使用。經(jīng)以上工藝處理的廢水醋酸含量在100ppm以下，回收的醋酸純度大于99.0wt%，回收率均大于98.0%。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種低濃度醋酸廢水處理方法，包括兩級(jí)萃取塔、汽提塔和醋酸精制塔及相應(yīng)的輔助設(shè)備，其特征在于醋酸廢水與萃取劑經(jīng)過兩級(jí)逆流萃取，萃余液進(jìn)行進(jìn)入醋酸精制塔分離，塔底得到高純醋酸;萃取液進(jìn)入汽提塔進(jìn)行汽提分離，塔底處理后的廢水可達(dá)到環(huán)保要求直接排放。

　　2.如權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于萃取劑為乙酸乙酯和異辛醇的混合溶劑，其混合質(zhì)量比例為80～85∶20～15。

　　3.如權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于萃取塔中的萃取劑與醋酸廢水進(jìn)行逆流接觸傳質(zhì)，萃取劑與醋酸廢水的流量比為2.0～3.0，該塔的操作壓力為常壓。

　　4.如權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于醋酸精制塔操作壓力為常壓，回流比0.5～2.0。

　　5.如權(quán)利要求1所述的低濃度醋酸廢水處理工藝，其特征在于汽提塔底部通入過熱飽和蒸汽，經(jīng)汽提后塔底排放處理后醋酸含量小于100ppm，該塔的操作壓力為常壓，回流比1.0～3.0。

　　6.一種低濃度醋酸廢水的處理裝置，包括兩級(jí)萃取塔、汽提分離塔和醋酸精餾塔及其相應(yīng)的換熱輔助設(shè)備構(gòu)成;其特征是醋酸廢液的管線首先連接二級(jí)萃取塔頂部，萃取劑的管線連接于一級(jí)萃取塔的底部，其頂部的一級(jí)萃余液的管線進(jìn)入二級(jí)萃取塔的底部，二級(jí)萃取液的管線進(jìn)入一級(jí)萃取塔的頂部;然后二級(jí)萃余液的管線與醋酸精制塔中部連接，其塔頂連接回流罐再與回收萃取劑及新鮮萃取劑的管線相連接;同時(shí)一級(jí)萃取液的管線連接于汽提塔的中部，其頂部與回流罐相連接，塔底連接飽和蒸汽的管線并連接排放處理后廢水的管線。

　　7.權(quán)利要求6的一種低濃度醋酸廢水的處理工藝的操作方法，其特征是以下體步驟：

　　1)低濃度醋酸廢水從二級(jí)萃取塔頂部加入，萃取劑從一級(jí)萃取塔底部加入與從一級(jí)萃取塔頂部加入的二級(jí)萃取液進(jìn)行逆流萃取傳質(zhì)交換，一級(jí)萃余液進(jìn)入二級(jí)萃取塔底部與醋酸廢水進(jìn)行逆流萃取傳質(zhì)交換;

　　2)從二級(jí)萃取塔頂部的萃余液進(jìn)入醋酸精餾塔的中部，塔底得到高純度醋酸，塔頂餾出物經(jīng)回流罐分層可得到回收萃取劑;

　　3)從一級(jí)萃取塔流出的一級(jí)萃取液進(jìn)入汽提塔的中部，飽和蒸汽從其底部加入提供過程所有熱量，塔底排放處理后廢水，塔頂餾出物經(jīng)回流罐可回收萃取劑重新利用。

　　說明書

　　一種低濃度醋酸廢水的處理方法及裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及三廢技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種藥廠低濃度醋酸廢水的處理工藝及裝置。

　　背景技術(shù)

　　醋酸是一種重要的有機(jī)化工原料，廣泛地應(yīng)用于基本有機(jī)合成、醫(yī)藥化工、農(nóng)藥等行業(yè)，同時(shí)其過程也產(chǎn)生大量的低濃度醋酸廢水(一股小于10.0，wt%)，特別是酞酸、二甲基對(duì)苯二酸鹽D、異酞酸、纖維素醋酸鹽等的化合物的生產(chǎn)過程，由于技術(shù)工藝和設(shè)備投資等原因致使許多單位均不重視醋酸廢水的處理，而是直接將其排放到廢水處理場(chǎng)，既給環(huán)境造成了很大的污染，又浪費(fèi)了資源。近年來許多單位和研究機(jī)構(gòu)對(duì)低濃度醋酸進(jìn)行了廣泛的研究，常用的分離方法有共沸精餾、萃取精餾、常規(guī)蒸餾、電滲析法、化學(xué)處理及吸附方法等技術(shù)，研究的重點(diǎn)不僅僅局限于處理醋酸廢水，而在于回收其中的醋酸，給整個(gè)回收過程提高經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到節(jié)能減排的目的

　　文獻(xiàn)(Zhigang Lei，Chengyue Li，etc.Separtion of acetic acid and water by complex extracticedistillation，Separation and Purification Technology 36(2004)131-138)在實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)上研究了利用低沸點(diǎn)萃取劑三丁基胺進(jìn)行萃取精餾分離醋酸含量為5.0%的低濃度醋酸，驗(yàn)證了其可行性，處理醋酸的回收率可達(dá)98.0%，精餾分離的醋酸純度99.0%以上。

　　美國專利USD5,807,722公開了一種利用雙酶桿菌進(jìn)行生物處理醋酸廢水的工藝及其裝置，該方法通過將醋酸廢水通過一生物反應(yīng)器將廢水中的醋酸轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸，然后進(jìn)行精餾分離的工藝及其裝置，處理后的醋酸廢水的濃度在100ppm以上。

　　美國專利利USD5,306,398公開了通過加入一種或幾種金屬耦合劑處理醋酸廢水的方法，使廢水的醋酸和水締合性質(zhì)大大減弱，增加其醋酸和水的相對(duì)揮發(fā)度，然后通過精餾的方法很容易地醋酸廢水，回收醋酸的純度可達(dá)98.0%以上，但處理后廢水醋酸濃度在0.2%左右。

　　中國專利CN 1354139A公開了一種利用活性炭和設(shè)有催化層的反應(yīng)器處理含有低濃度的醋酸廢水，首先利用活性炭吸附醋酸然后讓其跟甲醇混合在含有陽離子催化反應(yīng)床反應(yīng)生成醋酸甲酯，然后在精餾塔中分離即可得到高純度醋酸甲酯來處理低濃度醋酸廢水的方法，醋酸的回收率可達(dá)98.0%。

　　中國專利CN 1626494A公開了一種利用正辛醇為萃取劑在脈沖萃取塔中處理糠醛醋酸廢水的方法，然后以正己烷為共沸劑利用間歇共沸精餾提純分離醋酸的糠醛醋酸廢水處理方法，可得到質(zhì)量純度大于98.0%以上的醋酸，廢水中醋酸濃度小于0.5%，但過程的萃取劑損耗較大，且處理后廢水不得直接排放。

　　文獻(xiàn)(白鵬等，回收廢醋酸催化精餾過程的研究，四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版)，2002，34(5)：64-66)研究了在催化精餾塔內(nèi)通過陽離子樹脂與甲醇反應(yīng)處理廢醋酸的過程，雖然該工藝從理論上證實(shí)了該工藝處理醋酸濃度小于20%的可行性，單程廢醋酸回收率可大于70，過程醋酸排放廢水的濃度低于0.6%，但對(duì)于其工程化問題還存在著催化精餾塔的設(shè)計(jì)等很多分離問題需要進(jìn)一步研究。

　　文獻(xiàn)(Yu Lixin，Guo Qingfeng，et al.Recovery of acetic acid from dilute wastewater by meansof bipolar membrane electrodialysis，Desolination，2000，129(3)：283-288)研究了采用陰離子交換膜進(jìn)行電滲析法分離3.0%左右的醋酸廢水技術(shù)，可將醋酸廢水的濃度提高到40%左右，但是該工藝的缺點(diǎn)就是生產(chǎn)能力較低且能耗較高。

　　在以上介紹的各種低濃度醋酸回收方法中，雖然其工藝可行性均已被充分地證實(shí)，但其工程放大的可實(shí)施性還需要進(jìn)一步探討和研究，且普遍存在著回收效率低、能耗過大和處理后廢水醋酸濃度較高等缺點(diǎn)，致使需要企業(yè)的低濃度醋酸廢水處理問題一直沒有得到很好地解決。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于采用萃取、精餾和汽提過程相耦合的方法對(duì)低濃度醋酸廢水處理的工藝，該工藝具有流程簡明、能耗較低、醋酸回收率較高和工藝運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)。

　　本發(fā)明的低濃度醋酸廢水處理方法及其裝置設(shè)備，主要包括兩級(jí)萃取塔、汽提分離塔和醋酸精餾塔及其相應(yīng)的換熱輔助設(shè)備構(gòu)成。工藝首先要求萃取劑與醋酸廢水經(jīng)兩級(jí)逆流萃取傳質(zhì)，然后萃取液進(jìn)入汽提分離塔分離含有少量萃取劑的廢水;萃余液進(jìn)入醋酸分離塔分離得到高純度醋酸。其中萃取劑加入口在一級(jí)萃取塔底部，醋酸廢水從二級(jí)萃取塔頂部加入;從二級(jí)萃取塔頂部餾出的萃余液進(jìn)入醋酸精餾塔中部;從一級(jí)萃取塔底部餾出的萃取液進(jìn)入汽提塔中部，塔底通入飽和蒸汽。

　　本發(fā)明的低濃度醋酸廢水處理裝置，包括由回流分相罐1、汽提塔2、過熱飽和蒸汽3和處理后醋酸廢水4構(gòu)成的汽提塔分離系統(tǒng)、由醋酸分離塔13、回流罐1、精制醋酸14、回收萃取劑15構(gòu)成的醋酸分離系統(tǒng)以及由一級(jí)萃取塔7、二級(jí)萃取塔9、萃取劑6、醋酸廢水11、一級(jí)萃取液7和二級(jí)萃取液10、一級(jí)萃余液8和二級(jí)萃余液12構(gòu)成的兩級(jí)萃取系統(tǒng)。其中醋酸廢液11的管線首先連接二級(jí)萃取塔9頂部，萃取劑6的管線連接于一級(jí)萃取塔7的底部，其頂部的一級(jí)萃余液8的管線進(jìn)入二級(jí)萃取塔9的底部，二級(jí)萃取液10的管線進(jìn)入一級(jí)萃取塔7的頂部;然后二級(jí)萃余液12的管線與醋酸精制塔13中部連接，其塔頂連接回流罐15再與回收萃取劑15及新鮮萃取劑17的管線相連接;同時(shí)一級(jí)萃取液15的管線連接于汽提塔的中部，其頂部與回流罐16相連接，塔底連接飽和蒸汽3的管線并連接排放處理后廢水4的管線。

　　本發(fā)明的低濃度醋酸廢水處理工藝中所用萃取劑為乙酸乙酯和異辛醇的混合溶劑，其混合質(zhì)量比例為80～85∶20～15。

　　本發(fā)明的低濃度醋酸廢水處理工藝及其裝置設(shè)備，一級(jí)萃取塔和二級(jí)萃取塔的萃取劑與醋酸廢水進(jìn)行逆流接觸傳質(zhì)，萃取劑與醋酸廢水的流速比為2.0～3.0(體積比)，操作壓力為常壓;醋酸精制塔的操作壓力為常壓，操作回流比0.5～2.0;汽提塔的操作壓力為常壓，操作回流比1.0～3.0。

　　具體的的低濃度醋酸廢水處理裝置的操作方法，詳細(xì)步驟如下：

　　1)低濃度醋酸廢水11從二級(jí)萃取塔9頂部加入，萃取劑6從一級(jí)萃取塔7底部加入與從一級(jí)萃取塔7頂部加入的二級(jí)萃取液10進(jìn)行逆流萃取傳質(zhì)交換，一級(jí)萃余液8進(jìn)入二級(jí)萃取塔9底部與醋酸廢水11進(jìn)行逆流萃取傳質(zhì)交換;

　　2)從二級(jí)萃取塔頂部的萃余液12進(jìn)入醋酸精餾塔13的中部，塔底得到高純度醋酸14，塔頂餾出物經(jīng)回流罐1分層可得到回收萃取劑15;

　　3)從一級(jí)萃取塔7流出的一級(jí)萃取液5進(jìn)入汽提分離塔2的中部，過熱飽和蒸汽3從其底部加入提供過程所有熱量，塔底排放處理后廢水4，塔頂餾出物經(jīng)回流罐15可回收萃取劑16重新利用;

　　4)根據(jù)工藝要求需定期補(bǔ)充少量新鮮萃取劑17，從而彌補(bǔ)少量萃取劑的損失以保證整個(gè)過程醋酸的回收率和回收醋酸的純度。

　　本發(fā)明的目的在于提供一種合理、高效的廢水處理技術(shù)，它能將低濃度醋酸廢水以非常經(jīng)濟(jì)的方法處理，一方面可以很經(jīng)濟(jì)地處理廢水到達(dá)環(huán)保要求，另一方面可以回收廢水中的醋酸，創(chuàng)造客觀的經(jīng)濟(jì)效益。目前國內(nèi)百余家企業(yè)均產(chǎn)生大量的低濃度醋酸廢水，至今一直沒有很經(jīng)濟(jì)可行的方法對(duì)其進(jìn)行分離和再生利用，以致大多數(shù)企業(yè)均直接將低濃度醋酸廢水排放到廢水池中進(jìn)行處理，給環(huán)境造成了很大的污染。因此若能將此工藝應(yīng)用到以上產(chǎn)生低濃度醋酸的藥廠中，不僅可以極大地降低環(huán)境污染，而且還能回收高純醋酸，為企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

　　本發(fā)明的特點(diǎn)在于采用萃取、精餾和汽提相耦合的工藝處理低濃度醋酸廢水，所選萃取劑價(jià)格便宜、無污染，過程能耗較低且萃取劑消耗較低低，處理后廢水的醋酸濃度在100ppm，萃取劑的損失率小于0.5%，且回收的醋酸純度可達(dá)99.0wt%，醋酸回收率可達(dá)98.0%以上。