处理含高浓度酚氨煤气化污水的方法

　　申请日2009.09.18

　　公开(公告)日2010.03.10

　　IPC分类号C02F9/14; C01C1/10; C07C37/72; C02F101/16; C02F1/26; C02F101/34; C02F1/20

　　摘要

　　本发明涉及一种处理含高浓度酚氨煤气化污水的方法。该方法包括污水汽提塔注碱加压汽提脱除酸性气体和氨、侧线抽出富氨汽经过三级分凝浓缩、脱酸和氨后的污水以MIBK为溶剂萃取其中的酚，萃取脱酚是将采出的釜液经冷却到40～60℃后送入萃取塔上部进行逆流萃取，MIBK与污水的体积比为1∶4～10。本发明实现煤气化污水在污水汽提塔中同时脱除酸性气、游离铵和固定铵，并获得高浓度氨气。污水汽提塔塔釜净化水中游离铵和固定铵含量极低，从而使得处理后废水pH值降低到6，在酸性状态下极利于后续萃取部分的脱酚效果。同时MIBK对多元酚的萃取效果较好，可有效脱除污水中的多元酚。该方法溶剂回收容易，溶剂损失小，脱酚效率高。

　　权利要求书

　　1、一种处理含高浓度酚氨煤气化污水的方法，其特征在于包括如下步骤：

　　(1)污水汽提塔注碱加压汽提脱酸脱氨：将含二氧化碳、硫化氢、氨和酚的煤气化污水分成两股进料进入污水汽提塔，其中一股原料污水经冷却至30～60℃后作为冷进料进入污水汽提塔塔顶的填料段上部，塔顶压力为0.2～0.7MPa，温度40～80℃;另一股原料水为热进料，经与侧线抽出气换热至130～160℃后，作为热进料进入污水汽提塔填料段下第一层塔盘;所述原料污水的冷进料与热进料重量比为0.1～1∶1;冷进料吸收氨气，之后与热进料会合，在与塔釜上升的蒸气进行热交换，将氨气、二氧化碳和硫化氢汽提出来;在侧线抽出位置以下3～15块塔板将质量百分比浓度为15～60%的烧碱水溶液加压后注入汽提塔塔内，将固定氨转化为氨气脱除;从单塔塔顶排出混合气经冷却分相后从污水汽提塔塔顶排出，从单塔侧线采出混合气经三级分凝得高浓度氨气，凝液回原料罐;塔底压力为 0.35～0.75MPa，温度120～170℃;从塔底采出釜液pH值为5～7;

　　(2)萃取脱酚：步骤(1)采出的釜液经冷却到40～60℃后送入以MIBK为萃取剂的萃取塔上部进行逆流萃取，MIBK与污水的体积比为1∶4～10;

　　(3)溶剂回收：步骤(2)中萃取塔上部采出的萃取相送至溶剂回收塔，控制塔顶压力为0.1～0.2MPa，塔顶温度为55～120℃，塔釜压力为0.1～0.2MPa，塔釜温度为195～ 220℃，回流比为0.2～0.6;从塔顶采出MIBK回送溶剂罐以循环使用，从塔釜采出产品粗酚;

　　(4)溶剂汽提：步骤(2)中萃取塔下部采出的萃余相送至溶剂回收塔，控制塔顶压力为0.1～0.2MPa，塔顶温度为60～120℃，塔釜压力为0.1～0.2MPa，塔釜温度为100～ 120℃;塔顶采出的MIBK与水的共沸物冷却后进入一个油水分离器，油水分离器上层油相溢流至溶剂罐以循环使用，下层水相回塔顶作为冷回流;塔底采出釜液送后续生化处理。

　　2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)中所述侧线采出的混合气重量占冷热原料水重量的8～15%。

　　3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)中所述三级分凝是通过逐级降温降压产生气氨，其中，一级分凝器的操作压力为0.4～0.5MPa，操作温度为110～150℃，二级分凝器的操作压力为0.35～0.4MPa，操作温度为70～115℃，三级分凝器的操作压力为 0.2～0.35MPa，操作温度为30～50℃。

　　4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(2)萃取脱酚中使用的萃取剂为MIBK，并用溶剂回收和溶剂汽提两个塔回收溶剂循环使用。

　　说明书

　　一种处理含高浓度酚氨煤气化污水的方法

　　技术领域

　　本发明涉及一种处理含高浓度酚氨煤气化污水的方法，特别涉及一种注碱加压汽提同时脱酸脱氨及以MIBK为萃取剂处理煤气化污水的方法。

　　技术背景

　　煤气化是清洁、高效利用煤炭的有效方式，广泛应用于煤制气、合成氨、煤发电等工业中。鲁奇加压气化工艺是目前各种煤气化工艺中技术最成熟的，由于该工艺具有能耗低、氧耗低、效率高的优点，成为目前世界和我国应用较多的煤气化工艺。但是该工艺产生大量的含高浓度酚氨煤气洗涤污水。对于该类污水，国内外普遍采用化工分离流程与生化处理相结合的方式来处理。煤气化污水现有化工分离处理流程一般包括脱酸、萃取、脱氨、溶剂回收等四个单元，以除去污水中的酸性气体，回收酚、氨等。现有的该类污水处理流程一般如下：污水经闪蒸、沉降等预处理后除去焦油和部分轻油，进入脱酸塔以脱除CO2、 H2S等酸性气体，然后进入萃取塔萃取脱酚，萃取后的污水再经脱氨和溶剂回收后进入生化处理工段进行生化处理。

　　现有工艺最突出的缺点有：由萃取时水质呈碱性导致的流程萃取脱酚效果不好;由于现有的萃取剂对于污水中的多元酚的脱除效率不高，导致污水中多元酚含量偏高;由于二氧化碳含量高，且脱氨在最后进行，所以运行过程中一直有较多的二氧化碳与氨共存的情况，两者反应产生氨盐结晶，从而致使设备结垢，堵塞严重，影响设备效率;现有工艺属发泡体系，易发生液泛，影响设备正常运行。

　　单塔加压汽提是石油炼制、石油化工等工业过程产生酸性污水有效的处理方法之一。美国专利US3518167和中国发明专利90107237.0、98114341.5都公开了单塔汽提侧线抽出处理酸性污水的方法，通过汽提塔上部来提纯硫化氢，塔的中部来提纯氨气，塔的下部来汽提污水中的硫化氢和氨。中国发明专利申请200710053952.X公开一种处理含硫化氢和氨酸性污水工艺，主要针对含硫化氢和氨总浓度大于50000mg/L场合。中国发明专利申请 200610036072.7公开了一种单塔加压汽提处理煤气化污水的方法与装置，针对煤气化废水采取汽提脱酸脱氨、萃取脱酚和溶剂回收三个步骤，提高二氧化碳和氨的脱除率，降低萃取的pH值从而改善脱酚效果，但该方法并未充分考虑固定氨的存在。煤气化废水中含有硫氰根、硫代硫酸根、硝酸根、亚硝酸根、硫酸根、氰根、亚硫酸根和其他脂肪酸类物质，易与氨根形成固定氨。该专利技术不能将固定氨去除，单塔出来的净化水中固定氨含量超过后续生化处理的水质标准，影响生化处理。中国发明专利申请200910036541.9公开了一种单塔加压汽提处理煤气化污水的方法与装置，针对煤气化废水采取汽提脱酸脱氨、萃取脱酚和溶剂回收三个步骤，提高二氧化碳和氨的脱除率，并且考虑了固定铵的去除。但是该方法使用的萃取剂为二异丙醚，该萃取剂对污水中多元酚的萃取效果不理想，增加了后续生化处理段的脱酚负荷。

　　发明内容

　　本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种对多元酚脱除效果较好的处理含高浓度酚氨煤气化污水的方法。

　　本发明的目的通过如下技术方案实现：

　　一种处理含高浓度酚氨煤气化污水的方法，包括如下步骤：

　　(2)萃取脱酚：步骤(1)采出的釜液经冷却到40～60℃后送入以甲基异丁基甲酮 (MIBK)为萃取剂的萃取塔上部进行逆流萃取，MIBK与污水的体积比为1∶4～10;

　　所述侧线采出的混合气重量占冷热原料水重量的8～15%。

　　三级分凝是通过三级变温变压产生气氨，其中，一级分凝器的操作压力为0.4～0.5MPa，操作温度为110～150℃，二级分凝器的操作压力为0.35～0.4MPa，操作温度为70～115℃，三级分凝器的操作压力为0.2～0.35MPa，操作温度为30～50℃。

　　本发明与现有技术相比，具有如下优点：

　　(1)本发明方法相比中国专利200910036541.9，通过改变萃取剂，将萃取剂改为MIBK，并将探索出适合MIBK萃取剂的污水处理工艺，有效地提高了流程对多元酚的萃取效果和萃取效率。

　　(2)本发明方法相比中国专利200610036072.7，通过注碱的方法有效脱除污水中的固定氨含量，满足后续生化处理要求。

　　(3)本发明方法相对煤气化行业普遍采用的化工处理方法，将脱酸和脱氨在一个塔里实现，即将脱酸塔和脱氨塔减为一个单塔，减少了设备投资和运行费用。

　　(4)本发明方法相对煤气化行业普遍采用的化工处理方法，提高了CO2和氨的脱除率，总氨含量降低至300mg·L-1以下，从而缓解原有流程中的氨盐结晶和结垢问题。

　　(5)本发明方法的采用使得塔釜净化水pH值降低到5～7，呈偏酸性，从而大大改善随后的萃取溶剂脱酚效果，处理后废水的污染负荷大幅度下降，减轻生化段的处理负荷，解决高浓度含酚废水的治理难题。