鲁奇气化炉气化废水萃取剂的选择

2012年10月Oct 2012第35卷第5期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol 35 No s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1: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2氨、二氧化碳、单元酚、多元酚、脂肪酸、少量硫化萃取剂异丙基醚甲基异丁基酮醋酸丁酯0800.88氢、焦油、中油等能否对废水中酚类物质的有效密度/(gcm3)沸点/℃68.2711565脱除,是处理气化废水达标排放的关键,而脱酚萃黏度/(x103Pa·s)取剂的性质直接影响着脱酚的效果,所以煤气化表面张力/(×103N-m)17342364废水达标处理排放的前提条件是必须选择一种高水中溶解度,%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。一般来说,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2。丙基醚、醋酸丁酯和甲基异丁基酮作为萃取剂,对表1是几种效果较好的萃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25℃。几种萃取剂对煤气化废水的萃取效果比较类物质丙基醚甲基异丁基酮醋酸丁酯见图1。苯酚由图1可知,除了二异丙基醚的萃取脱酚效邻苯二酚间苯二酚收稿臼期:2012-03-12;收到修改稿H期:2012-08-23对苯二酚1.03作者简介:刘青年7月出生,助理T程师,本科学历,2008年7月中国煤化工T艺专亚,现在中偏苯三酚5.0煤龙化哈尔滨煤CNMHG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:0451-5720072-31:Iqg2l1@163.como356氢2012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25℃,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4COD脱除效果度从5500mg/L左右,降低到400mg/左右。工业有机废水萃取处理过程的理想萃取剂除了满足一般工业萃取过程的萃取剂要求外,还必须具备溶解损失小、可生化性高等条件,以尽量二异丙基醚屮基异」基酮避免二次污染。对于物理萃取剂来说,酚类物质是酯酸」酯极性物质,因此,极性溶剂比非极性溶剂对酚类物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,几乎占总酚含量的一半,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。二异问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℃,相比R=16。表3几种萃取剂对酚类化合物萃取和回收萃取剂前后COD值的对比萃取剂二异丙基醚基异丁基酮醋酸丁酯含萃取剂废水COD。值149823356512235萃取和溶剂回收后废水COD值36944813回收溶剂后废水中萃取剂含量从表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「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一定程度的水解,因此其废水的研究[J].高校化学工程学报,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处理后的废水高。[J].化下学报,1997,48(6):706-712[5]江燕斌,钱宁,李秀喜,等.高浓含酚炼油碱渣碳化液萃取脱酚的研究JJ.炼油设计.2001,31(5):45-495结论[6」杨楚芬,钱宇,章莉娟,等.甲基异丁基酮一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异丁基酮等萃取剂对酚类物质的萃取分配系数,4):80H中国煤化工化学报,2007,58CNMHG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2500t/d甲醇项目和120产废水[J.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H杨陈莉龚小明,UASB+AO+BAF处理高浓度氨废水[].环境T程,2011,29(2):55-57工艺为AO+BAF,经过半年多有效稳定运行,经处[5] Adachi S. 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