專利名稱：一種低濃度醋酸廢水的處理方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及三廢技術領域，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：
醋酸是一種重要的有機化工原料，廣泛地應用于基本有機合成、醫藥化工、農藥等 行業，同時其過程也產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 基對苯二酸鹽D、異酞酸、纖維素醋酸鹽等的化合物的生產過程，由于技術工藝和設備投資 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，既給環 境造成了很大的污染，又浪費了資源。近年來許多單位和研究機構對低濃度醋酸進行了廣 泛的研究，常用的分離方法有共沸精餾、萃取精餾、常規蒸餾、電滲析法、化學處理及吸附方 法等技術，研究的重點不僅僅局限于處理醋酸廢水，而在于回收其中的醋酸，給整個回收過 程提高經濟效益，達到節能減排的目的文■ (Zhigang Lei, Chengyue Li, etc. Separtion of acetic acid and water by complex extracticedistiIlation, Separation and Purification Technology 36(2004) 131-138)在實驗室基礎上研究了利用低沸點萃取劑三丁基胺進行萃取精餾分離 醋酸含量為5.0%的低濃度醋酸，驗證了其可行性，處理醋酸的回收率可達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器將廢水中的醋酸轉化為有機酸，然后 進行精餾分離的工藝及其裝置，處理后的醋酸廢水的濃度在IOOppm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大大減弱，增加其醋酸和水的相對揮發度，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有催化層的反應器處理含有 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 床反應生成醋酸甲酯，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(白鵬等，回收廢醋酸催化精餾過程的研究，四川大學學報(工程科學版)， 2002,34(5) 64-66)研究了在催化精餾塔內通過陽離子樹脂與甲醇反應處理廢醋酸的過 程，雖然該工藝從理論上證實了該工藝處理醋酸濃度小于20%的可行性，單程廢醋酸回收
3率可大于70，過程醋酸排放廢水的濃度低于0. 6%，但對于其工程化問題還存在著催化精 餾塔的設計等很多分離問題需要進一步研究。文獻(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行電滲析法分離3. O%左右的醋酸廢水技 術，可將醋酸廢水的濃度提高到40%左右，但是該工藝的缺點就是生產能力較低且能耗較
尚ο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，但其工程放大的可實施性還需要進一步探討和研究，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，致使需要企業的低濃度醋酸廢水處理問題一直沒有 得到很好地解決。
發明內容
本發明的目的在于采用萃取、精餾和汽提過程相耦合的方法對低濃度醋酸廢水處 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行穩定的特點。本發明的低濃度醋酸廢水處理方法及其裝置設備，主要包括兩級萃取塔、汽提分 離塔和醋酸精餾塔及其相應的換熱輔助設備構成。工藝首先要求萃取劑與醋酸廢水經兩級 逆流萃取傳質，然后萃取液進入汽提分離塔分離含有少量萃取劑的廢水；萃余液進入醋酸 分離塔分離得到高純度醋酸。其中萃取劑加入口在一級萃取塔底部，醋酸廢水從二級萃取 塔頂部加入；從二級萃取塔頂部餾出的萃余液進入醋酸精餾塔中部；從一級萃取塔底部餾 出的萃取液進入汽提塔中部，塔底通入飽和蒸汽。本發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構成的汽提塔分離系統、由醋酸分離塔13、回流罐1、精制醋酸14、 回收萃取劑15構成的醋酸分離系統以及由一級萃取塔7、二級萃取塔9、萃取劑6、醋酸廢水 11、一級萃取液7和二級萃取液10、一級萃余液8和二級萃余液12構成的兩級萃取系統。 其中醋酸廢液11的管線首先連接二級萃取塔9頂部，萃取劑6的管線連接于一級萃取塔7 的底部，其頂部的一級萃余液8的管線進入二級萃取塔9的底部，二級萃取液10的管線進 入一級萃取塔7的頂部；然后二級萃余液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；同時一級萃取液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，其混合質量比例為80 85 20 15。本發明的低濃度醋酸廢水處理工藝及其裝置設備，一級萃取塔和二級萃取塔的萃 取劑與醋酸廢水進行逆流接觸傳質，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，詳細步驟如下1)低濃度醋酸廢水11從二級萃取塔9頂部加入，萃取劑6從一級萃取塔7底部加入與從一級萃取塔7頂部加入的二級萃取液10進行逆流萃取傳質交換，一級萃余液8進入 二級萃取塔9底部與醋酸廢水11進行逆流萃取傳質交換；2)從二級萃取塔頂部的萃余液12進入醋酸精餾塔13的中部，塔底得到高純度醋 酸14，塔頂餾出物經回流罐1分層可得到回收萃取劑15 ；3)從一級萃取塔7流出的一級萃取液5進入汽提分離塔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，塔頂餾出物經回流罐15可回收 萃取劑16重新利用；4)根據工藝要求需定期補充少量新鮮萃取劑17，從而彌補少量萃取劑的損失以 保證整個過程醋酸的回收率和回收醋酸的純度。本發明的目的在于提供一種合理、高效的廢水處理技術，它能將低濃度醋酸廢水 以非常經濟的方法處理，一方面可以很經濟地處理廢水到達環保要求，另一方面可以回收 廢水中的醋酸，創造客觀的經濟效益。目前國內百余家企業均產生大量的低濃度醋酸廢水， 至今一直沒有很經濟可行的方法對其進行分離和再生利用，以致大多數企業均直接將低濃 度醋酸廢水排放到廢水池中進行處理，給環境造成了很大的污染。因此若能將此工藝應用 到以上產生低濃度醋酸的藥廠中，不僅可以極大地降低環境污染，而且還能回收高純醋酸， 為企業創造可觀的經濟效益。本發明的特點在于采用萃取、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lOOppm，萃取劑的損失率小于0. 5%，且回收的醋酸純度可達99. Owt%,醋酸回收率可達 98. 0%以上。
圖1低濃度醋酸廢水處理工藝流程圖。
具體實施例方式下面結合圖1和具體實施方式
實例對本發明加以進一步說明，但并不對本發明產 生任何限制。本發明的低濃度醋酸廢水處理裝置，如圖1所示，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構成的汽提塔分離系統、由醋酸分離塔13、回流罐1、 精制醋酸14、回收萃取劑15構成的醋酸分離系統以及由一級萃取塔7、二級萃取塔9、萃取 劑6、醋酸廢水11、一級萃取液7和二級萃取液10、一級萃余液8和二級萃余液12構成的 兩級萃取系統。其中醋酸廢液11的管線首先連接二級萃取塔9頂部，萃取劑6的管線連接 于一級萃取塔7的底部，其頂部的一級萃余液8的管線進入二級萃取塔9的底部，二級萃取 液10的管線進入一級萃取塔7的頂部；然后二級萃余液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；同時一級萃 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。制備方法步驟如下1)低濃度醋酸廢水11從二級萃取塔9頂部加入，萃取劑6從一級萃取塔7底部加入與從一級萃取塔7頂部加入的二級萃取液10進行逆流萃取傳質交換，一級萃余液8進入 二級萃取塔9底部與醋酸廢水11進行逆流萃取傳質交換；2)從二級萃取塔頂部的萃余液12進入醋酸精餾塔13的中部，塔底得到高純度醋 酸14，塔頂餾出物經回流罐1分層可得到回收萃取劑15 ；3)從一級萃取塔7流出的一級萃取液5進入汽提分離塔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，塔頂餾出物經回流罐15可回收 萃取劑16重新利用；4)根據工藝要求需定期補充少量新鮮萃取劑17，從而彌補少量萃取劑的損失以 保證整個過程醋酸的回收率和回收醋酸的純度。具體數據如下表 本發明提出的一種低濃度醋酸廢水的處理工藝和裝置，已通過較佳實施例子進行 了描述，相關技術人員明顯能在不脫離本發明內容、精神和范圍內對本文所述的設備和制
備方法進行改動或適當變更與組合，來實現本發明技術。特別需要指出的是，所有相類似的 替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本發明精神、范圍 和內容中。
權利要求
一種低濃度醋酸廢水處理方法，包括兩級萃取塔、汽提塔和醋酸精制塔及相應的輔助設備，其特征在于醋酸廢水與萃取劑經過兩級逆流萃取，萃余液進行進入醋酸精制塔分離，塔底得到高純醋酸；萃取液進入汽提塔進行汽提分離，塔底處理后的廢水可達到環保要求直接排放。
2.如權利要求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，其混合質量比例為80 85 20 15。
3.如權利要求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行逆流 接觸傳質，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. O0
5.如權利要求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，經汽提后塔底排放處理后醋酸含量小于lOOppm，該塔的操作壓力為常壓，回流比1.O 3. O。
6.一種低濃度醋酸廢水的處理裝置，包括兩級萃取塔、汽提分離塔和醋酸精餾塔及其 相應的換熱輔助設備構成；其特征是醋酸廢液的管線首先連接二級萃取塔頂部，萃取劑的 管線連接于一級萃取塔的底部，其頂部的一級萃余液的管線進入二級萃取塔的底部，二級 萃取液的管線進入一級萃取塔的頂部；然后二級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；同時一級萃取液的管線連接 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萃取塔頂部加入，萃取劑從一級萃取塔底部加入與從一級萃 取塔頂部加入的二級萃取液進行逆流萃取傳質交換，一級萃余液進入二級萃取塔底部與醋 酸廢水進行逆流萃取傳質交換；2)從二級萃取塔頂部的萃余液進入醋酸精餾塔的中部，塔底得到高純度醋酸，塔頂餾 出物經回流罐分層可得到回收萃取劑；3)從一級萃取塔流出的一級萃取液進入汽提塔的中部，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，塔頂餾出物經回流罐可回收萃取劑重新利用。
全文摘要
本發明涉及一種藥廠產生的低濃度醋酸廢水處理的回收方法及裝置。整個工藝流程設備主要包括兩級萃取塔、汽提塔和醋酸精制塔及其相應的輔助設備。醋酸廢液首先從二級萃取塔頂部加入，萃取劑以一定的流速從一級萃取塔底部加入經兩級萃取塔，經兩級萃取后富含醋酸的萃余液級進入醋酸精制塔進行分離，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循環使用；經兩級萃取后含有少量萃取劑的水溶液進入汽提塔，底部排出處理后的廢水可直接進入排放，塔頂分相器的油相即萃取劑可回收循環使用。經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％。
文檔編號C02F9/10GK101898952SQ201010230279
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月19日 優先權日2010年7月19日
發明者華超, 王紅星, 田華明, 馬雙玉, 黃國強 申請人:天津市天大北洋化工設備有限公司