專利名稱：一種從含苯酚稀溶液中分離回收結晶苯酚的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用滲透氣化膜分離技術處理含低濃度苯酚溶液的方法，尤其是一種能夠直接回收得到結晶純苯酚的方法。
背景技術：
苯酚是制藥、塑料、石油化工以及殺蟲劑工業中的重要原料，也是石油化工、石油煉制、酚醛樹脂、煤炭轉化以及殺蟲劑等工業產生的工業廢水中常見的污染物。由于苯酚具有極高的毒性且難以生物降解，工業含酚廢水處理以及稀溶液中苯酚的有效回收一直是環境污染領域中具有重要意義的課題。現有的含酚廢水處理技術如催化氧化(如中國專利ZL02144567. 2、CN1017987B) 以及生物法(如中國專利ZL200610012071. 9)只能使廢水中苯酚降解而不能回收苯酚；而傳統的苯酚回收方法如溶劑萃取(CN1012209957、CN1450006)、活性碳或聚合物吸附(如 ZL200510037861. 8、ZL200310109698. 2.CN1005914B)以及膜分離(如 CN101077798)等技術
也存在能耗大成本高，易產生二次污染且工藝流程復雜等缺點，而且均得不到結晶態純苯酚。
發明內容
本發明以處理低濃度苯酚廢水或從含苯酚稀溶液或廢水中直接回收高純度結晶苯酚為目的，以解決現有處理含苯酚廢水工藝復雜、能耗大成本高、易產生二次污染的不足，進而提出一種利用滲透氣化技術分離稀溶液中苯酚并直接回收得到結晶苯酚的方法， 從而實現對含苯酚廢水的節能減排和苯酚的資源化回收。本發明的目的是這樣實現的，苯酚在常溫下的溶解度為8. 7 wt% (25 °C)，采用滲透氣化技術并通過對苯酚具有優良選擇性能的滲透汽化膜(如聚醚嵌段聚酰胺等)可將苯酚從稀溶液中分離富集，在超低真空度下透過滲透汽化膜的苯酚蒸汽的含量可達20襯％左右，在被液氮冷卻的苯酚收集器(內裝填有金屬絲網填料)中水蒸氣和苯酚蒸汽迅速結晶為晶體。由于苯酚與水蒸氣的結晶溫度不同，苯酚蒸氣首先在填料表面結晶富集，而水蒸氣則主要在收集器底部結晶富集。將苯酚收集器取出于常溫下放置一段時間，含部分苯酚的結晶水溶解為苯酚溶液聚集在收集器底部，金屬絲網填料表面則布滿未溶解的苯酚晶體，取出填料后即可回收得到結晶苯酚(或將布滿結晶苯酚的填料加熱至43 0C以上即得到純苯酚液體，冷卻至常溫得到苯酚晶體)。本發明通過實施上述技術方案的優點與創新之處在于(1)利用滲透氣化技術和對苯酚等有機物有優良選擇性能的滲透汽化膜可以直接得到結晶苯酚，尤其適合低濃度含酚溶液或廢水的處理及苯酚的回收；(2)分離過程在常溫(低于80 °C)下操作，廢水處理成本低且分離效率高；(3)整個分離回收過程無需添加化學試劑，消除了二次污染，達到了節能減排和苯酚資源化回收的目的。
具體實施例方式下面通過實施例對本發明的具體實施方式
作進一步的詳細說明。實施例1
將濃度為6000 ppm的苯酚溶液1 L置于三口燒瓶中通過電加熱套加熱到70 °C，用泵將溶液循環注入小型滲透氣化膜分離裝置，同時將真空泵入口與苯酚收集器連接并將透過膜的苯酚蒸汽連續抽入，苯酚收集器中加入不銹鋼絲網填料并將收集器浸入液氮中冷卻， 維持收集器中的真空度低于1 mbar，連續運行4小時后取出苯酚收集器，室溫下放置15 min后取出絲網填料，填料表面分布有白色結晶的純苯酚，收集后可得到2. 2 g結晶苯酚。實施例2
將濃度為3000 ppm的苯酚溶液1.5 L置于三口燒瓶中通過電加熱套加熱到80 0C, 用泵將溶液循環注入小型滲透氣化膜分離裝置，同時將真空泵入口與苯酚收集器連接并將透過膜的苯酚蒸汽連續抽入，苯酚收集器中加入不銹鋼絲網填料并將收集器浸入液氮中冷卻，維持收集器中的真空度低于1 mbar，連續運行6小時后取出苯酚收集器，室溫下放置20 min后取出絲網填料，填料表面分布有白色結晶的純苯酚，收集后可得到1.8 g結晶苯酚。實施例3
將濃度為5000 ppm的苯酚溶液1.0 L置于三口燒瓶中通過電加熱套加熱到60 0C, 用泵將溶液循環注入小型滲透氣化膜分離裝置，同時將真空泵入口與苯酚收集器連接并將透過膜的苯酚蒸汽連續抽入，苯酚收集器中加入不銹鋼絲網填料并將收集器浸入液氮中冷卻，維持收集器中的真空度低于1 mbar，連續運行6小時后取出苯酚收集器，室溫下放置15 min后取出絲網填料，填料表面分布有白色結晶的純苯酚，收集后可得到1.2 g結晶苯酚。實施例4
將濃度為8000 ppm的苯酚溶液1.5 L置于三口燒瓶中通過電加熱套加熱到80 0C, 用泵將溶液循環注入小型滲透氣化膜分離裝置，同時將真空泵入口與苯酚收集器連接并將透過膜的苯酚蒸汽連續抽入，苯酚收集器中加入不銹鋼絲網填料并將收集器浸入液氮中冷卻，維持收集器中的真空度低于1 mbar，連續運行5小時后取出苯酚收集器，室溫下放置20 min后取出絲網填料，填料表面分布有白色結晶的純苯酚，收集后可得到5. 8 g結晶苯酚。
權利要求
1.一種從含苯酚稀溶液中分離回收結晶苯酚的方法，其所述方法下列步驟進行(1)將含苯酚稀溶液加熱到6(Γ80° C，用泵將苯酚溶液連續循環通過滲透氣化膜分離裝置，同時在膜分離裝置的另一側用真空泵將透過膜的苯酚蒸汽連續抽入被液氮冷卻的結晶苯酚收集器；(2)連續運行；Γ6h后將苯酚收集器取出在常溫下放置1(T20 min，然后將裝填于收集器中的金屬絲網填料取出，絲網填料上分布有已結晶的純苯酚白色晶體，收集器底部殘留液體為含苯酚溶液。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于含苯酚稀溶液是指苯酚濃度小于10000 PPm的低濃度苯酚溶液或廢水。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于滲透氣化膜是對苯酚有優良選擇性能的有機膜。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于苯酚收集器為裝填有金屬絲網填料的圓柱形金屬或石英玻璃容器。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于苯酚收集器中維持真空度低于1mbar。
全文摘要
一種從含苯酚稀溶液中分離回收結晶苯酚的方法是將低濃度苯酚廢水或溶液循環通入滲透氣化裝置，利用對苯酚具有優良選擇性能的滲透汽化膜將苯酚蒸汽富集于被液氮冷卻的低真空苯酚收集器中，收集器中添加金屬絲網填料作為苯酚結晶基體。本發明用于含低濃度苯酚廢水的處理并可回收得到結晶苯酚，無需添加化學試劑消除了二次污染，實現了對廢水的節能減排和資源化回收，是一種環境友好的高效分離技術。
文檔編號C02F1/44GK102320682SQ20111024575
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月25日 優先權日2011年8月25日
發明者侯紅串, 劉世斌, 張忠林, 梁鎮海, 樊彩梅, 王忠德, 郝曉剛 申請人:太原理工大學