鲁奇气化炉气化废水萃取剂的选择

2012年10月大氨配Oct.2012第35卷第5期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol.35 No.5鲁奇气化炉气化废水萃取剂的选择刘青国(中煤龙化哈尔滨煤化工有限公司，黑龙江依兰154854)摘要:针对鲁奇气化炉气化废水的特点,通过对二异丙基醚、甲基异丁基酮和醋酸丁酯等萃取剂的物理性质、脱酚效果和COD脱除效果的比较,选择出一种对鲁奇气化炉气化废水最有效的脱酚萃取剂。关键词:气化废水酚萃取剂选择1气化 废水的组成极性物理萃取剂，这几种脱酚萃取剂的物理性质鲁奇加压气化所产生的废水是高浓度含酚、如表2所示。含氨废水,水质成分复杂，主要含有游离氨、固定表2几种萃取剂的 物理性质()萃取剂二异丙基醚甲基异丁基酮酷酸丁酯氨、二氧化碳、单元酚、多元酚、脂肪酸、少量硫化氢、焦油、中油等"]。能否对废水中酚类物质的有效密度/(g.cm*)0.730.800.88沸点/C68.27115.65脱除,是处理气化废水达标排放的关键，而脱酚萃黏度/(x10~Pa.s)0.330.590.69取剂的性质直接影响着脱酚的效果，所以煤气化表面张力/(x10*N.m")17.3423.6424.6废水达标处理排放的前提条件是必须选择--种高水中溶解度,%0.8710.5效的脱酚萃取剂。由表1可知,二异丙基醚、醋酸丁酯和甲基异丁基酮对苯酚的萃取分配系数都比较高，都是萃2萃取剂的初步选定取能力良好的脱酚萃取剂。表2的物性数据则表脱酚萃取剂的种类很多，如中性含氧萃取剂明,二异丙基醚、醋酸丁酯和甲基异丁基酮可以直醋酸丁酯、二异丙基醚等,在工业上已有应用。根接作为萃取剂使用。因此,经过以上的理论分析,据萃取理论,萃取剂脱酚效果的好坏,通常可以从初步选定二异丙基醚、醋酸丁酯和甲基异丁基酮，萃取剂对被萃取物质的分配系数大小上做出大致作为煤气化废水萃取脱酚体系的萃取剂。的判断。分配系数是指-一定温度下,当萃取体系处于平衡状态时,萃取物组分(酚类)在萃取剂中的3脱酚效果的比较浓度和在原料液(废水)中的浓度之比。- -般来说，将根据萃取分配系数的大小初步选定的二异分配系数越大,萃取的效果越好21。丙基醚、醋酸丁酯和甲基异丁基酮作为萃取剂,对表1是几种效果较好的莘取剂及其对苯酚的煤气化废水分别进行3级错流萃取脱酚实验。实分配系数。验时萃取剂按相比R=1:6比例进行，萃取温度为表1几种萃取剂对酚类化 合物萃取分配系数(56)25 C。几种萃取剂对煤气化废水的萃取效果比较酚类物质二异丙基醚甲基异丁基酮醋酸丁酯见图1。苯酚10071由图1可知，除了二异丙基醚的萃取脱酚效邻苯二酚4:18.73.2间苯二酚2.17.9>9收稿日期:2012-03- 12;收到修改稿日期:2012-08-23.作者简介:刘青园,男,1983年7月出生,助理工程师,本科学对苯二酚1.09.历,2008年7月毕业于齐齐哈尔大学化学工程与工艺专业,现在中偏苯三酚0.185.煤龙化哈尔滨煤化工有限公司技术部工艺主管岗位工作。联系电二异丙基醚、醋酸丁酯和甲基异丁基酮同属话:0451-5720072- -3336E-mail:lqg21@163.com。3562012年第35 卷果比较差以外，另两种萃取剂对煤气化废水的萃气化废水的萃取效果较二异丙基醚好。取脱酚效果相当,在25C,相比R=1:6的条件下，经3级错流萃取后，可以把煤气化废水的总酚浓4 COD 脱除效果度从5500mg/L左右,降低到400mg/L左右。工业有机废水萃取处理过程的理想萃取剂，6000/除了满足一般工业萃取过程的萃取剂要求外,还5000必须具备溶解损失小、可生化性高等条件,以尽量十二异丙基醚94000避免二次污染。对于物理萃取剂来说,酚类物质是世甲基异J基酮士醋酸I酯极性物质,因此,极性溶剂比非极性溶剂对酚类物海200质有较大的萃取分配系数。然而,由于水和酚类都是极性物质,选择极性大的溶剂，可以提高其对酚1000类物质的萃取分配系数，但萃取溶剂在水中的溶萃取阶段解度也随着增大。从表1和表2可知,几种物理萃图1几种萃取剂对煤气化废 水的萃取效果比较取剂中，甲基异丁基酮对苯酚的萃取分配系数最分析二异丙基醚对煤气化废水萃取脱酚效果大,它在水中的溶解度也最大。因此,用它做萃取较差的原因发现，这是由于煤气化废水的特殊水剂萃取后的煤气化废水COD值最高,二异丙基醚质造成的。煤气化废水中除了单元酚外,不挥发酚次之,醋酸丁酯最小，见表3。含量也相当高,几乎占总酚含量的-半,这些不挥煤气化废水萃取脱酚预处理的目的是尽可能发酚几乎都是含二元及二元以上的多元酚。二异回收废水中的有用组分，以降低废水COD值,减.丙基醚对单元酚有较好的萃取能力，但对于多元轻生化处理的负荷。因此,废水萃取脱酚后,还必酚并不是一种很好的萃取剂,其分配系数很低,用须回收溶解在水中的残留溶剂，以降低COD值,来作为煤气化废水的脱酚萃取剂并不合适。而醋避免二次污染。表3是残留溶剂回收前后几种溶酸丁酯和甲基异丁基酮等萃取剂，对多元酚的萃剂处理废水后废水COD值的比较,萃取条件为25取分配系数比二异丙基醚大得多,因此,它们对煤C,相比R=1:6。表3几种萃取剂对酚类化合物萃取和回收萃取剂前后CODa值的对比萃取剂二异丙基醚甲基异丁基酮酷酸丁酯含萃取剂废水COD值149823356512235萃取和溶剂回收后废水CODo值589836944813回收溶剂后废水中萃取剂含量55:55从表3的数据可知，用甲基异丁基酮处理煤值排放效果等因素，最终确定甲基异丁基酮是最气化废水,并回收残留在废水中的溶剂后,废水的适合作为鲁奇气化炉煤气化废水的脱酚萃取剂。COD值降低得最多。这是因为二异丙基醚对多元参考文献酚的萃取能力不高，萃取后废水中还存在较大量1]贺永德. 现代煤化工技术手册[M].北京:化学工业出版社，酚类物质,因而残留溶剂回收后,废水COD值仍[2]汪家鼎,陈家镛.溶剂萃取手册[M].北京:化学T.业出版社，然较高;醋酸丁酯虽然对多元酚的萃取能力与甲2001.基异丁基酮相当,但由于其是酯类化合物,在中碱[3] 林屹,秦炜,黄少凯,等.溶剂萃取法处理苯酚稀溶液及性的煤气化废水中会发生-定程度的水解，因此其废水的研究[J].高校化学T程学报,2003, 17<3):261-265.残留溶剂回收后的COD值,仍然比甲基异丁基酮4] 杨义燕,郭建华,戴猷元，等.不同pH值下酚类的络合萃取[J].化工学报, 1997 ,48(6>):706-712.处理后的废水高。[5] 江燕斌,钱 字,李秀喜,等.高浓含酚炼油碱渣碳化液草取脱酚的研究[J].炼油设计.2001 ,31(5):45- 49.5结论[6] 杨楚芬,钱宇,章莉娟,等.甲基异丁基酮- -水一苯酚三元通过综合比较二异丙基醚、醋酸丁酯和甲基物系液液相平衡数据的测定与关联[J].化工学报，2007.58异丁基酮等萃取剂对酚类物质的萃取分配系数,(4):805-809.对煤气化废水的实际脱酚效果和废水萃取后COD(下转第360页)3602012年第35 卷水处理系统，负责处理2500/d甲醇项目和120产废水[].中国给水排水,2011 ,27(16):73-76.万吨DCC项目的综合生产污水。该系统主体处理[4] 王白杨,陈莉,美小明. UASB+A/0+BAF处理高浓度氨氮废水[].环境工程,2011 ,29(2):55-57.工艺为A/O+BAF,经过半年多有效稳定运行,经处5] Adachi s. Reclamnation and reuse of wastewater by biological ae-理的污水可达标排放。rated filter proces. Wat.Sei.Tech, 1991 ,24(9):195-204.参考文献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 Lake's ediments[J]. Chin J Environ Sci ,2002,Biotechnology Techniques. Biotechnology Techniques, 1998,1221(2):28-31.(5):373- -375.2]、Venkata Mohan s ,Chandrasekhara Rao N ,Krishna Prasad K,[7] Pujol Rr,Tarallo S. Total nitrogen in two step bio-filraton[J].t al. Bioaugmentation of an anaerobic sequencing batch bioflmWatSciTech. ,2000,41(4):65-68.reacor (AnSBBR) with inmobilized sulphate reducing bacteria[8]郑俊，吴浩汀.屡气生物滤池工艺的理论与工程应用[M].(SRB )for the lreatment of sulphate bearing chemical wastewater北京:化学工业出版社,005:82 -95.[J]. 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