本发明属于水处理,主要涉及一种环氧丙烷生产废水的处理工艺。
背景技术:
1、环氧丙烷(propylene oxide, po),也称为环氧丙烯,是一种重要的有机化工原料,广泛应用于生产聚醚多元醇、丙二醇、不饱和聚酯树脂、表面活性剂等多种化工产品。在环氧丙烷的生产过程中,会产生含有丙二醇单甲醚(methoxypropanol, mp)的废水,这种废水的处理是工业环保领域中的一个挑战。
2、环氧丙烷生产过程中,尤其是采用氯醇法工艺时,会产生含有丙二醇单甲醚的废水。这种废水通常含有高浓度的丙二醇单甲醚,丙二醇单甲醚易与水形成稳定的均相共沸物,共沸点为97.19 ℃,共沸组成为54.87 wt.% pm与45.13 wt.%水。因此,采用传统精馏的方法无法有效提纯丙二醇单甲醚,需采用共沸、萃取、变压等特殊精馏的方法。然而,丙二醇单甲醚对高温敏感,采用共沸、变压精馏易使丙二醇单甲醚受热分解,造成回收率下降等问题。虽然萃取精馏工艺可较好的用于丙二醇单甲醚的提纯过程,但萃取过程中所采用的萃取剂对环境有一定的污染,不符合当前绿色化工发展背景。
3、因此,亟需一种绿色环保新型工艺用于含丙二醇单甲醚的废水的处理。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种用于含丙二醇单甲醚的废水的处理以解决现有技术中萃取精馏萃取剂用量高、投资成本高、分离效果差等问题。
2、该发明的技术方案如下:
3、一种环氧丙烷生产废水的处理工艺,包括如下步骤:
4、s1:将含丙二醇单甲醚的废水通过脱水塔脱水,塔顶馏出丙二醇单甲醚/水体系的共沸组成,塔釜馏出纯水;
5、s2:丙二醇单甲醚/水体系的共沸组成通过萃取塔萃取提纯,使部分的水通过塔顶馏出,并在塔釜得到含水、萃取剂和丙二醇单甲醚的物料;
6、s3:萃取塔塔釜的物料通过透水膜脱水后,再由提纯塔进行萃取剂和丙二醇单甲醚的分离,得到提纯的丙二醇单甲醚。
7、含水的丙二醇单甲醚原料中含有20-80%的水和20-40%的丙二醇单甲醚。
8、脱水塔总塔板数25-45块,进料位置在第5-15块塔板,脱水塔回流比1.2-2.0。
9、所述的萃取剂是二氯甲烷或者三氯甲烷。
10、所述的步骤s2中,塔釜中的物料的水含量不低于5wt%,并且萃取塔的萃取剂加入量和进料的流量比范围是2.0-3.0。
11、提纯塔回流比0.3-0.8,总塔板数10-30块,进料高度于4-8块塔板。
12、通过下式计算出膜渗余侧丙二醇单甲醚纯度:
13、
14、 y pm为膜渗余侧丙二醇单甲醚质量分数, x h2o为进膜原料水含量, f为进膜原料流量, s为萃取剂流量。
15、一种环氧丙烷生产废水的处理装置,包括:
16、脱水塔,用于对含丙二醇单甲醚的废水进行初步脱水;
17、萃取塔,用于对脱水塔的塔顶物料进行萃取分离丙二醇单甲醚,塔底获得萃取剂、丙二醇单甲醚和水的混合物;
18、膜单元,用于对萃取塔底获得的物料进行脱水;
19、提纯塔,用于对膜单元获得的脱水物料进行分离,去除萃取剂,获得提纯的丙二醇单甲醚。
20、萃取塔的萃取剂进口位于塔顶,原料进口位于塔底。
21、本发明的有益效果是:(1)本发明将萃取精馏与膜分离技术进行耦合,使得两者之间产生一定的协同作用。大大减少萃取剂的用量进一步降低了萃取剂用量及回收成本,极大的提高了经济效益,同时减少了因萃取剂带来的环境污染,对环境更加友好,符合绿色化工发展时代背景。
22、(2)本发明工艺流程中操作温度低,不会因为温度过高而使得丙二醇单甲醚分解,造成回收率低下等问题,能够有效的增加丙二醇单甲醚的回收率。
23、(3)本发明采用膜分离技术用于除去萃取后残余水分,其分离效率高、操作流程简便、对环境污染小,可以有效地减少工艺及环境污染处理等成本。
24、(4)本发明均在常压操作条件下,有助于设备维修,降低设备投资以及操作成本。
25、(5)本发明构建了膜渗余侧的丙二醇单甲醚的纯度的预测方法,基于萃取剂流量和膜透水量之间的关系进行构建得到,该方法具有预测准确率高的优点。
1.一种环氧丙烷生产废水的处理工艺,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的环氧丙烷生产废水的处理工艺,其特征在于,含丙二醇单甲醚的废水中含有20-80%的水和20-40%的丙二醇单甲醚。
3.根据权利要求1所述的环氧丙烷生产废水的处理工艺,其特征在于,脱水塔总塔板数25-45块,进料位置在第5-15块塔板,脱水塔回流比1.2-2.0。
4.根据权利要求1所述的环氧丙烷生产废水的处理工艺,其特征在于,所述的萃取剂是二氯甲烷或者三氯甲烷。
5.根据权利要求1所述的环氧丙烷生产废水的处理工艺,其特征在于,所述的步骤s2中,塔釜中的物料的水含量不低于5wt%,并且萃取塔的萃取剂加入量和进料的质量流量比范围是2.0-3.0。
6.根据权利要求1所述的环氧丙烷生产废水的处理工艺,其特征在于,提纯塔回流比0.3-0.8,总塔板数10-30块,进料高度于4-8块塔板;塔顶温度45-55℃,塔底温度115-125℃。
7.根据权利要求1所述的环氧丙烷生产废水的处理工艺,其特征在于,通过下式计算出透水膜渗余侧丙二醇单甲醚纯度:
8.一种环氧丙烷生产废水的处理装置,其特征在于,包括:
9.根据权利要求8所述的处理装置,其特征在于,萃取塔的萃取剂进口位于塔顶,原料进口位于塔底。