魯奇氣化爐氣化廢水萃取劑的選擇

2012年10月Oct2012第35卷第5期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol 35 Ne魯奇氣化爐氣化廢水萃取劑的選擇劉青國(中煤龍化哈爾濱煤化工有限公司,黑龍江依蘭154854)摘要:針對魯奇氣化爐氣化廢水的特點(diǎn),通過(guò)對二異丙基醚、甲基異丁基酮和醋酸丁酯等萃取劑的物理性質(zhì)、脫酚效果和COD脫除效果的比較,選擇出一種對魯奇氣化爐氣化廢水最有效的脫酚萃取劑。關(guān)鍵詞:氣化廢水酚萃取劑選擇1氣化廢水的組成極性物理萃取劑,這幾種脫酚萃取劑的物理性質(zhì)魯奇加壓氣化所產(chǎn)生的廢水是高濃度含酚、如表2所示。含氨廢水,水質(zhì)成分復雜,主要含有游離氨、固定表2幾種萃取劑的物理性質(zhì)21氨、二氧化碳、單元酚、多元酚、脂肪酸、少量硫化萃取劑二異丙基醚甲基異丁基酮酯酸丁酯氫、焦油、中油等能否對廢水中酚類(lèi)物質(zhì)的有效密度/(g·cm3)0.88沸點(diǎn)℃68.271156511565脫除,是處理氣化廢水達標排放的關(guān)鍵,而脫酚萃黏度/(×10-3Pa·s)0.330.69取劑的性質(zhì)直接影響著(zhù)脫酚的效果,所以煤氣化表面張力/(×10N·m3)173423.6424.6廢水達標處理排放的前提條件是必須選擇一種高水中溶解度%0.87效的脫酚萃取劑。由表1可知,二異丙基醚、醋酸丁酯和甲基異丁基酮對苯酚的萃取分配系數都比較高,都是萃2萃取劑的初步選定取能力良好的脫酚萃取劑。表2的物性數據則表脫酚萃取劑的種類(lèi)很多,如中性含氧萃取劑明,二異丙基醚、醋酸丁酯和甲基異丁基酮可以直醋酸丁酯、二異丙基醚等,在工業(yè)上已有應用。根接作為萃取劑使用。因此,經(jīng)過(guò)以上的理論分析據萃取理論,萃取劑脫酚效果的好壞,通?？梢詮某醪竭x定二異丙基醚、醋酸丁酯和甲基異丁基酮,萃取劑對被萃取物質(zhì)的分配系數大小上做出大致作為煤氣化廢水萃取脫酚體系的萃取劑。的判斷。分配系數是指一定溫度下,當萃取體系處于平衡狀態(tài)時(shí),萃取物組分(酚類(lèi))在萃取劑中的3脫酚效果的比較濃度和在原料液(廢水)中的濃度之比。一般來(lái)說(shuō)將根據萃取分配系數的大小初步選定的二異分配系數越大,萃取的效果越好2丙基醚、醋酸丁酯和甲基異丁基酮作為萃取劑,對表Ⅰ是幾種效果較好的萃取劑及其對苯酚的煤氣化廢水分別進(jìn)行3級錯流萃取脫酚實(shí)驗。實(shí)分配系數。驗時(shí)萃取劑按相比R=16比例進(jìn)行,萃取溫度為表1幾種萃取劑對酚類(lèi)化合物萃取分配系數3625℃。幾種萃取劑對煤氣化廢水的萃取效果比較酚類(lèi)物質(zhì)二異丙基醚甲基異丁基酮醋酸丁酯見(jiàn)圖1。由圖1可知,除了二異丙基醚的萃取脫酚效鄰苯二酚13.2間苯二酚收稿日期:2012-03-12;收到修改稿日期:2012-08-23。對苯二酚作者簡(jiǎn)介:劉青園中國煤化工幣,本科學(xué)偏苯三酚01850-煤克化哈爾底煤化工有CNMHG,現在中⊥乙王目岡齔⊥。聯(lián)系電二異丙基醚、醋酸丁酯和甲基異丁基酮同屬話(huà):0451-5720035:mal121g163com。356去五2012年第35卷果比較差以外,另兩種萃取劑對煤氣化廢水的萃氣化廢水的萃取效果較二異丙基醚好。取脫酚效果相當,在25℃,相比R=1:6的條件下,經(jīng)3級錯流萃取后,可以把煤氣化廢水的總酚濃4COD脫除效果度從5500mg/L左右,降低到400mgL左右。工業(yè)有機廢水萃取處理過(guò)程的理想萃取劑,除了滿(mǎn)足一般工業(yè)萃取過(guò)程的萃取劑要求外,還必須具備溶解損失小、可生化性高等條件,以盡量二異丙基醚←甲基異」基酮避免二次污染。對于物理萃取劑來(lái)說(shuō),酚類(lèi)物質(zhì)是醋酸配極性物質(zhì),因此,極性溶劑比非極性溶劑對酚類(lèi)物質(zhì)有較大的萃取分配系數。然而,由于水和酚類(lèi)都是極性物質(zhì),選擇極性大的溶劑,可以提高其對酚類(lèi)物質(zhì)的萃取分配系數,但萃取溶劑在水中的溶萃取階段解度也隨著(zhù)增大。從表1和表2可知,幾種物理萃圖1幾種萃取劑對煤氣化廢水的萃取效果比較取劑中,甲基異丁基酮對苯酚的萃取分配系數最分析二異丙基醚對煤氣化廢水萃取脫酚效果大,它在水中的溶解度也最大。因此,用它做萃取較差的原因發(fā)現,這是由于煤氣化廢水的特殊水劑萃取后的煤氣化廢水COD值最高,二異丙基醚質(zhì)造成的。煤氣化廢水中除了單元酚外,不揮發(fā)酚次之,醋酸丁酯最小,見(jiàn)表3含量也相當高,幾乎占總酚含量的一半,這些不揮煤氣化廢水萃取脫酚預處理的目的是盡可能發(fā)酚幾乎都是含二元及二元以上的多元酚。二異回收廢水中的有用組分,以降低廢水COD值,減丙基醚對單元酚有較好的萃取能力,但對于多元輕生化處理的負荷。因此,廢水萃取脫酚后,還必酚并不是一種很好的萃取劑,其分配系數很低,用須回收溶解在水中的殘留溶劑,以降低COD值,來(lái)作為煤氣化廢水的脫酚萃取劑并不合適。而醋避免二次污染。表3是殘留溶劑回收前后幾種溶酸丁酯和甲基異丁基酮等萃取劑,對多元酚的萃劑處理廢水后廢水COD值的比較,萃取條件為25取分配系數比二異丙基醚大得多,因此,它們對煤℃,相比R=16。表3幾種萃取劑對酚類(lèi)化合物萃取和回收萃取劑前后COD。值的對比g/L萃取劑異丙基醚甲基異丁基酮酷酸丁酯含萃取劑廢水COD。值14982萃取和溶劑回收后廢水COD值58983694回收溶劑后廢水中萃取劑含量555555從表3的數據可知,用甲基異丁基酮處理煤值排放效果等因素,最終確定甲基異丁基酮是最氣化廢水,并回收殘留在廢水中的溶劑后,廢水的適合作為魯奇氣化爐煤氣化廢水的脫酚萃取劑。COD值降低得最多。這是因為二異丙基醚對多元參考文獻酚的萃取能力不高,萃取后廢水中還存在較大量[1]賀永德.現代煤化工技術(shù)手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社酚類(lèi)物質(zhì),因而殘留溶劑回收后,廢水COD值仍2004然較高;醋酸丁酯雖然對多元酚的苯取能力與甲2]汪家鼎陳家鏞溶劑萃取手冊[M]北京:化學(xué)T業(yè)出版社基異丁基酮相當,但由于其是酯類(lèi)化合物,在中堿3)林屹,秦煒,黃少凱,等溶劑萃取法處理苯酚稀溶液及性的煤氣化廢水中會(huì )發(fā)生一定程度的水解,因此其廢水的研究[J].高?；瘜W(xué)工程學(xué)報,2003,17(3):261-265殘留溶劑回收后的COD值,仍然比甲基異丁基酮4楊義燕,郭建華,戴猷元,等,不同pH值下酚類(lèi)的絡(luò )合萃取處理后的廢水高。[J].化工學(xué)報,1997,48(6):706-712.5]江燕斌,錢(qián)宇,李秀喜,等.高濃含酚煉油堿渣碳化液萃取脫酚的研究[J].煉油設計.2001,31(5):45-5結論[6]楊楚芬,錢(qián)宇,章莉娟,等.甲基異丁基酮一水一苯酚三元通過(guò)綜合比較二異丙基醚、醋酸丁酯和甲基物系中國煤化工].化工學(xué)報,2007異丁基酮等萃取劑對酚類(lèi)物質(zhì)的萃取分配系數CNMHG對煤氣化廢水的實(shí)際脫酚效果和廢水萃取后COD(下轉第360頁(yè))大韶2012年第35卷水處理系統,負責處理2500td甲醇項目和120產(chǎn)廢水[J].中國給水排水,2011,27(16):73-76萬(wàn)噸DCC項目的綜合生產(chǎn)污水。該系統主體處理4]王白楊,陳莉,龔小明.UASB+A/O+BAF處理高濃度氨氮廢水[J].環(huán)境工程,2011,29(2):55-57工藝為A/O+BAF,經(jīng)過(guò)半年多有效穩定運行,經(jīng)處[5 Adachi S Reclamationse of wastewater by biological ae理的污水可達標排放。rated filter process. Wat. Sci Tech, 1991, 24(9): 195-204參考文獻[6] Leopoldo G, Mendoza-Espinosa and Tom Stephenson. A process[1] Zhu Lizhong, Xu Xia, Hu Song, et al. Adsorption of aniline andmodel to evaluate the performance of a biological aerated filterphenol on West Lakes ediments[J]. Chin J Environ Sci, 2002Biotechnology Techniques, Biotechnology Techniques, 1998,1221(2):28-31(5):373-375[2] Venkata Mohan S, Chandrasekhara Rao N, Krishna Prasad K17] Pujol R, Tarallo S. Total nitrogen in two-step bio-filtration[J]et al. Bioaugmentation of an anaerobic sequencing batch biofilmWat. Sci.Tech.,2000,41(4):65-68reactor( AnSBBR) with immobilized sulphate reducing bacteria[8]鄭俊,吳浩汀曝氣生物濾池工藝的理論與工程應用[M(SRB )for the treatment of sulphate bearing chemical wastewater北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005:82-95LJJ Process Biochem, 2005, 40(4): 600-608[9]國家環(huán)境保護總局.水和廢水監測分析方法第4版.北京:中[3]張興,桑煥智,李麗.A/O法與BAF聯(lián)合工藝處理煉油生國環(huán)境科學(xué)出版社,2002:107,210-213,227-232,279-281COMBINATION OF A/O AND BAF PROCESSES IN TREATMENTOF NHN WASTE WATER IN ENTERPRISESTAKING GAS AS FEEDSTOCKKe Xiaojun(China Blue-Chemical Co, Ltd, Dongfang 572600Abstract: Both the process principle and features of A/O and BAF are introduced and the combinationof A/O and BaF processes are employed to treat the waste water produced from methanol and DCC plantswith the water quantity to be treated of 50 m/h The monitoring result shows that the removal rate of COD, BODsNH-N, suspended matter, sulfide and oils is respectively 93%0, 95%, 87%, 93%,96%, 85%.The quality oftreated water is meeting the first-rate criteria set forth in GB 8978-1996