申請日2013.11.28
公開(公告)日2014.04.02
IPC分類號C02F103/36; C02F1/04
摘要
本發(fā)明提供一種處理制備2，6-二甲酚的工藝污水的方法，利用甲苯與水共沸的原理，將污水從塔頂蒸出，分層，甲苯重復(fù)利用;塔底污水分層，物料回收。本發(fā)明利用的甲苯和水共沸的原理，控制精餾參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了水與有害物質(zhì)的充分分離。由于制備2，6-二甲酚的工藝中甲苯通過反應(yīng)器床層不會參與反應(yīng)，本發(fā)明用甲苯共沸回收了甲醇與酚類物料，回收的物料不受甲苯含量的影響，能夠進(jìn)行循環(huán)利用，重新用于制備2，6-二甲酚的工藝。
權(quán)利要求書
1.一種處理制備2，6-二甲酚的工藝污水的方法，包括步驟：
1)將制備2，6-二甲酚的工藝污水加入精餾塔的再沸器，回流比 控制為2-4，常壓蒸餾，當(dāng)塔頂溫度為95-102℃時，維持蒸餾0-50min， 停止蒸餾;
2)在所述精餾塔塔底加入甲苯，常壓蒸餾，回流比為2-6，當(dāng)所 述精餾塔塔頂溫度上升時停止蒸餾;
3)步驟2)塔頂采出的物料經(jīng)過分層，上層為甲苯相，返回作為 精餾的原料，下層為水相，放入精餾塔塔底;塔底留下的物料經(jīng)過分 層，下層為含酚的物料相，分層得到的上層為水相，加入精餾塔塔底 再次常壓蒸餾;
4)精餾塔塔底的水相常壓蒸餾，回流比控制為4-6。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述精餾塔理論塔 板數(shù)為22-28。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1)中常 壓蒸餾的塔底溫度為100℃，塔頂溫度為65℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1)中先 全回流20-40min，然后控制回流比為2-4，塔頂開始出料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1)中當(dāng) 塔頂溫度為95-102℃時，維持蒸餾25-35min，停止蒸餾。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中甲 苯的加入量為所述工藝污水體積的0.3-0.5倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中先 全回流20-40min，然后控制回流比為4-6，塔頂開始出料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，所述步驟2) 中塔底溫度為95-102℃，回流比為5。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，所述步驟 3)中回流比為5。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，所述常 壓蒸餾中，塔頂蒸餾出的物料用常溫水冷凝。
說明書
一種處理制備2,6-二甲酚的工藝污水的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種精餾處理含2，6-二甲 酚工藝污水的方法。
背景技術(shù)
2，6-二甲酚是重要的化工原料，是五大工程塑料之一聚苯醚 (PPO)的基本原料。2，6-二甲酚的生產(chǎn)方法很多，目前主要是采用 苯酚與甲醇?xì)庀啻呋徊胶铣�，將反�?yīng)物料通入固定床反應(yīng)器，在鐵 系催化劑存在條件下，反應(yīng)得到含有鄰甲酚和2,6-二甲酚的混合物， 在生產(chǎn)2,6-二甲酚的同時，每生產(chǎn)1噸2,6-二甲酚有大約0.29噸工藝污 水生成。而污水中的甲醇，苯酚，鄰甲酚和2,6-二甲酚均為有毒，有 害且難于降解的物質(zhì)，而一般進(jìn)入生化系統(tǒng)處理中的廢水，如果酚含 量超過200mg/l時，就會對生物處理產(chǎn)生抑制，出現(xiàn)死泥現(xiàn)象。
目前，處理含酚污水的方法很多：
1.溶劑萃取，如黃志勇在《環(huán)境與開發(fā)》發(fā)表的《含酚廢水的治 理方法及其進(jìn)展》利用某些有機(jī)溶劑對苯酚的萃取分配系數(shù)大于苯及 其他萃取劑,因而可對廢水中的苯酚進(jìn)行萃取,當(dāng)苯酚質(zhì)量濃度大于 500mg/L時,單級萃取率可達(dá)到95%左右,但萃取后的廢水含酚量仍不 符合排放標(biāo)準(zhǔn),且在廢水中會含有微量萃取劑,故此方法存在萃取劑的 選擇及萃余物的二次處理問題。
2.絮凝劑處理，如簡放棱、黃凱那在《仲剴農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報》 發(fā)表的《合成酚醛樹脂廢水前處理初探》通過加入絮凝劑,利用絮凝 劑懸浮顆粒的沉降,吸附苯酚,使廢水中的苯酚(質(zhì)量濃度通常為 500～1000mg/L)及甲醛含量降低,滿足后續(xù)處理的要求,但這種方法的 苯酚去除率不高,一般為33.8%左右。
3.樹脂吸附，主要采用大孔樹脂作吸附劑和活性炭纖維吸附。 大孔樹脂對苯酚分子產(chǎn)生較大的范德華力及形成π鍵,吸附能力較強(qiáng), 經(jīng)預(yù)處理后,含酚量可達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。但該法的成本高,無法應(yīng)用 到大生產(chǎn)�；钚蕴坷w維吸附屬陽離子交換纖維具有較大的比表面積, 也可用于高濃度苯酚的吸附。但活性炭纖維價格高,達(dá)400元/kg,用于 工業(yè)生產(chǎn)較為困難。
4.膜分離法，利用NaOH的堿性通過無孔的硅橡膠膜對管內(nèi)的廢 水中的苯酚進(jìn)行吸收,使廢水中含苯酚量降低。而被堿吸收的苯酚,由 于其在酸性條件下溶解度下降,通過加酸(通常為HCl)的方法,可回收 苯酚。該方法最大的優(yōu)點(diǎn)是:可以根據(jù)需要,控制苯酚與NaOH接觸的時 間,達(dá)到含酚廢水的一次處理合格,滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。但具體對于2,6-二甲 酚工藝污水，主要缺點(diǎn)是在回收的物料中引入鈉離子和硫酸根離子， 由于目前生產(chǎn)2,6-二甲酚主要采用的反應(yīng)器是固定床反應(yīng)器，就需要 用到催化劑，而催化劑在有硫酸根存在的情況下，很快就失去了活性。 也就是說回收的物料不能循環(huán)利用，所以這種方法也不能用于處理 2,6-二甲酚工藝廢水。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種處理制備2，6-二甲 酚的工藝污水的方法。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的具體技術(shù)方案為：
一種處理制備2，6-二甲酚的工藝污水的方法，包括步驟：
1)將制備2，6-二甲酚的工藝污水加入精餾塔的再沸器，回流比 控制為2-4，常壓蒸餾，當(dāng)塔頂溫度為95-102℃時，維持蒸餾0-50min， 停止蒸餾(再沸器在精餾塔塔底);
2)在所述精餾塔塔底加入甲苯，常壓蒸餾，回流比為2-6，當(dāng)所 述精餾塔塔頂溫度上升時停止蒸餾;
3)步驟2)塔頂采出的物料經(jīng)過分層，上層為甲苯相，返回作為 精餾的原料，下層為水相，放入精餾塔塔底;塔底留下的物料經(jīng)過分 層，下層為含酚的物料相(成品)，分層得到的上層為水相，加入精 餾塔塔底再次常壓蒸餾;
4)精餾塔塔底的水相常壓蒸餾，回流比控制為4-6。
本發(fā)明處理的工藝污水為苯酚與甲醇?xì)庀啻呋徊胶铣煞磻?yīng)生 成的污水，其中含有甲醇、苯酚、鄰甲酚和2,6-二甲酚，COD值為 30000-50000mg/L。
其中，所述精餾塔理論塔板數(shù)為22-28。實(shí)際塔板數(shù)依據(jù)塔板效 率而定，通常塔板效率為07-1.2。本發(fā)明的方法可以使用一個精餾塔， 也可以使用三個理論塔板數(shù)相同精餾塔。
其中，所述步驟1)中常壓蒸餾的塔底溫度為100℃，塔頂溫度為 65℃。可采用電加熱、蒸汽加熱等方式控制塔底溫度。
為減少精餾塔塔頂甲醇中水分含量，塔頂開始采出前，優(yōu)選地， 步驟1)中先全回流20-40min，然后控制回流比為2-4，塔頂開始出料。
優(yōu)選地，所述步驟1)中當(dāng)塔頂溫度為95-102℃時，維持蒸餾 25-35min，停止蒸餾。
其中，所述步驟2)中甲苯的加入量為所述工藝污水體積的0.3-0.5 倍。
優(yōu)選地，所述步驟2)中先全回流20-40min，然后控制回流比為 4-6，塔頂開始出料。
其中，所述步驟2)中塔底溫度為95-102℃，回流比為5。
優(yōu)選地，所述步驟3)中回流比為5。
其中，所述塔頂蒸餾出的物料用常溫水冷凝。
本發(fā)明的方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明利用的甲苯和水共沸的原理，控制精餾參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了水與 有害物質(zhì)的充分分離。
由于制備2，6-二甲酚的工藝中甲苯通過反應(yīng)器床層不會參與反 應(yīng)，本發(fā)明用甲苯共沸回收了甲醇與酚類物料，回收的物料不受甲苯 含量的影響，能夠進(jìn)行循環(huán)利用，重新用于制備2，6-二甲酚的工藝。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例中，若無特別說明，所使用的方法均為本領(lǐng)域常規(guī)的方 法。
實(shí)施例1
氣相催化一步合成法制備2,6-二甲酚，其工藝污水含有甲醇、苯 酚、鄰甲酚和2,6-二甲酚，COD為30700mg/l。
向1000ml的三口燒瓶加入700ml2，6-二甲酚工藝污水，加入實(shí) 驗(yàn)室精餾塔的再沸器(塔底)，回流比控制為2，用常溫水作為冷凝水， 加熱用磁力電加熱套，常壓蒸餾，精餾塔的理論板數(shù)為25。
為減少精餾塔塔頂甲醇中水分含量，塔頂開始采出前，先回流 30min,再開始采出。塔頂維持65℃，停止時的條件是塔頂和塔底溫度 均達(dá)到100℃。塔頂回收的含水甲醇，返回反應(yīng)系統(tǒng)繼續(xù)使用。
向塔底加入300ml甲苯，回流比控制為2，用常溫水作為冷凝水， 加熱用磁力電加熱套，塔底溫度100℃，常壓蒸餾。塔頂采出料前， 全回流30min,再開始采出，當(dāng)發(fā)現(xiàn)塔頂溫度開始上升停止采出。
塔底的物料用分液漏斗分層，下層為含酚的物料相，作為成品收 集;上層為水相，繼續(xù)留在塔底。將塔頂采出的物料，倒入分液漏斗 中，分層，上層為甲苯相，循環(huán)利用，下層為水相留在塔底，進(jìn)行測 樣，COD為15680mg/L。
實(shí)施例2
將實(shí)施例1中塔頂采出的水相加入到精餾塔塔底中，用磁力電加 熱套加熱塔底溫度為100℃，回流比控制為2，用常溫水作為冷凝水， 加熱用磁力電加熱套，常壓蒸餾。
塔頂采出料前，全回流30min,再開始采出，當(dāng)發(fā)現(xiàn)塔頂溫度和 塔底溫度都達(dá)到100℃，再延長半小時，停止塔頂采出。
塔底水相測樣，COD為325。
實(shí)施例3
將實(shí)施例1中塔頂采出的水相加入到精餾塔塔底中，回流比控制 為5，用常溫水作為冷凝水，加熱用磁力電加熱套塔底溫度100℃，常 壓蒸餾。
塔頂采出料前，全回流30min,再開始采出，當(dāng)發(fā)現(xiàn)塔頂溫度和 塔底溫度都達(dá)到100℃，再延長半小時，停止塔頂采出。
塔底水相測樣，COD為89。達(dá)到國家排放要求，COD小于100。
實(shí)施例4
將實(shí)施例1中塔頂采出的水相加入到精餾塔塔底中，回流比控制 為4，用常溫水作為冷凝水，加熱用磁力電加熱套塔底溫度100℃，常 壓蒸餾。
塔頂采出料前，全回流35min,再開始采出，當(dāng)發(fā)現(xiàn)塔頂溫度和 塔底溫度都達(dá)到100℃，再延長半小時，停止塔頂采出。
塔底水相測樣，COD為96。達(dá)到國家排放要求，COD小于100。
實(shí)施例5
氣相催化一步合成法制備2,6-二甲酚，其工藝污水處理前的 COD為38600mg/l。
向1000ml的三口燒瓶加入700ml2，6-二甲酚工藝污水，加入實(shí) 驗(yàn)室精餾塔的再沸器(塔底)，回流比控制為3，用常溫水作為冷凝水， 加熱用磁力電加熱套，常壓蒸餾，精餾塔的理論板數(shù)為25。塔頂開始 采出前，先回流20min,再開始采出。塔頂維持65℃，停止時的條件是 塔頂和塔底溫度均達(dá)到100℃�；厥盏暮状�，返回反應(yīng)系統(tǒng)繼續(xù) 使用于制備2,6-二甲酚。
向塔底加入350ml甲苯，回流比控制為2，用常溫水作為冷凝水， 加熱用磁力電加熱套，塔底溫度為100℃常壓蒸餾。塔頂采出料前， 全回流20min,再開始采出，當(dāng)發(fā)現(xiàn)塔頂溫度開始上升停止采出。
塔底的物料用分液漏斗分層，下層為含酚的物料相，作為成品收 集;上層為水相，繼續(xù)留在塔底。將塔頂采出的物料，倒入分液漏斗 中，分層，上層為甲苯相，循環(huán)利用，下層為水相，加入到精餾塔塔 底中，用磁力電加熱套加熱，塔底溫度為100℃，回流比控制為5，用 常溫水作為冷凝水，加熱用磁力電加熱套，常壓蒸餾。
塔頂采出料前，全回流30min,再開始采出，當(dāng)發(fā)現(xiàn)塔頂溫和塔 底溫度都達(dá)到100℃，再延長半小時，停止塔頂采出。
塔底水相測樣，COD為86。
實(shí)施例6
工藝參數(shù)同實(shí)施例5。精餾共使用三個精餾塔，分別為第一精餾 塔、第二精餾塔和第三精餾塔。
2，6-二甲酚工藝污水，加入第一精餾塔的再沸器(塔底)，回流 比控制為3，用常溫水作為冷凝水，加熱用磁力電加熱套，常壓蒸餾， 該第一精餾塔的理論板數(shù)為25。塔頂開始采出前，先回流20min,再開 始采出。塔頂維持65℃，停止時的條件是塔頂和塔底溫度均達(dá)到100 ℃�；厥盏暮状�，返回反應(yīng)系統(tǒng)繼續(xù)使用于制備2,6-二甲酚。再 沸器中物料進(jìn)入第二精餾塔塔底。
向第二精餾塔塔底加入350ml甲苯，回流比控制為2，用常溫水作 為冷凝水，加熱用磁力電加熱套，塔底溫度為100℃常壓蒸餾。塔頂 采出料前，全回流20min,再開始采出，當(dāng)發(fā)現(xiàn)塔頂溫度開始上升停 止采出。
第二精餾塔塔底的物料用分液漏斗分層，下層為含酚的物料相， 作為成品收集;上層為水相，進(jìn)入第三精餾塔塔底。將塔頂采出的物 料，倒入分液漏斗中，分層，上層為甲苯相，循環(huán)利用，下層為水相， 加入到第三精餾塔塔底中，用磁力電加熱套加熱，塔底溫度為100℃， 回流比控制為5，用常溫水作為冷凝水，加熱用磁力電加熱套，常壓 蒸餾。
塔頂采出料前，全回流30min,再開始采出，當(dāng)發(fā)現(xiàn)塔頂溫和塔 底溫度都達(dá)到100℃，再延長半小時，停止塔頂采出。
塔底水相測樣，COD為85。
對比例
污水處理前的COD為30700mg/L。
取一根長2m的外徑15mm，壁厚1mm的玻璃管，裝直徑1mm大孔 吸附樹脂，高1.5m，下端接柱塞泵，上端接3mm的采出管，計量為 1000ml的量筒，進(jìn)料量控制100ml/h，上端采出500ml后測樣，COD 28570mg/L。
同以上的方法一樣，將進(jìn)料量降為50ml/h，測樣COD為29250 mg/L。
結(jié)論：大孔吸附樹脂對處理2,6-二甲酚的污水作用不顯著。
雖然，以上通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員 應(yīng)了解，在不偏離本發(fā)明精神和實(shí)質(zhì)的前提下，對本發(fā)明所做的改進(jìn) 和變型，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
