專利名稱：對(duì)環(huán)己烷氧化液中的廢堿進(jìn)行分離回收的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)環(huán)己烷氧化液中的廢堿液進(jìn)行處理的新方法。具體地說，本發(fā)明涉
及一種對(duì)環(huán)己烷氧化液中的廢堿進(jìn)行分離回收的方法，該方法可以有效地解決烷塔進(jìn)料中 廢堿液分離不徹底的問題，大幅度提高裝置的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期，實(shí)現(xiàn)熔融物的固態(tài)回收，減少 污染物排放，適用于化工裝置的廢堿分離回收。本發(fā)明還涉及一種對(duì)環(huán)己烷氧化液中的廢 堿進(jìn)行分離回收的裝置。
背景技術(shù)：
環(huán)己酮生產(chǎn)工藝路線主要有苯酚加氫、環(huán)己烷液相空氣氧化、環(huán)己烯水合等。環(huán)己 烷液相空氣氧化法是世界上主要的環(huán)己酮、環(huán)己醇生產(chǎn)工藝路線，其工藝簡(jiǎn)單成熟，一次性 固定投資較少，目前90%的環(huán)己酮生產(chǎn)采用環(huán)己烷氧化法。 環(huán)己烷氧化生產(chǎn)環(huán)己酮的過程包括氧化、分解、皂化、廢堿分離、烷蒸餾、精制、脫 氫以及熱回收和尾氣回收等工序。在環(huán)己烷的氧化反應(yīng)中，部分環(huán)己烷會(huì)過度氧化而生成 一些中性物質(zhì)或酸性物質(zhì)，這些酸性物質(zhì)會(huì)與中性醇類物質(zhì)反應(yīng)生成酯類。因此，在環(huán)己烷 氧化液中，除主產(chǎn)物外，還存在各種酸類副產(chǎn)物以及其它未知成分的復(fù)雜有機(jī)物質(zhì)。為了 分離這些副產(chǎn)物，通常利用氫氧化鈉水溶液將粗氧化產(chǎn)品在分解釜里進(jìn)行處理，酸被中和， 酯類則通過皂化反應(yīng)生成有機(jī)酸鈉鹽和環(huán)己醇；反應(yīng)完成后得到的環(huán)己烷氧化液進(jìn)入堿液 分離系統(tǒng)，將有機(jī)相和堿液進(jìn)行分離，分離后的有機(jī)相進(jìn)入烷精餾工序，堿液一部分循環(huán)回 用，一部分外排。 環(huán)己酮裝置的廢堿液分離系統(tǒng)如果運(yùn)行狀況不好，以微小形式分散于環(huán)己烷氧化 液中的廢堿會(huì)在環(huán)己烷蒸餾塔再沸器內(nèi)引起醇酮縮合，造成再沸器結(jié)垢，使得傳熱效果迅 速下降，蒸發(fā)量受到嚴(yán)重影響，直至不能正常運(yùn)行，必須停車退料清洗，影響了裝置的運(yùn)行 周期并且增加了物料消耗。分離出來的廢堿液中C0D含量達(dá)幾十萬mg/L，如果直接外排，會(huì) 造成環(huán)境污染，因此，人們都在尋找合適的技術(shù)對(duì)環(huán)己烷氧化液的廢堿液進(jìn)行處理。
在現(xiàn)有技術(shù)中，環(huán)己酮裝置的廢堿液分離過程廣泛采用重力沉降技術(shù)和聚結(jié)分離 技術(shù)來去除廢堿液。使用重力沉降技術(shù)進(jìn)行環(huán)己烷氧化溶液和廢堿液分離，分離效率低、所 需時(shí)間長(zhǎng)、并且設(shè)備投資大。同時(shí)，只有大顆粒(50iim)才能有效沉降，細(xì)小顆粒無法沉降。 這些細(xì)小顆粒僅通過延長(zhǎng)停留時(shí)間，完全靠重力沉降已不能達(dá)到進(jìn)一步徹底分離的目的。 采用重力沉降和聚結(jié)分離技術(shù)組合，雖然分離精度高，分割粒徑達(dá)0. 1 ii m，但存在著液體不 潔凈時(shí)聚結(jié)元件易被堵塞的缺點(diǎn)，抗沖擊能力小，在廢堿水含量較大時(shí)會(huì)失去分離能力，并 且聚結(jié)元件要經(jīng)常更換，操作成本高。 環(huán)己酮裝置的廢堿液分離系統(tǒng)分離出的廢堿液大部分循環(huán)回用，少部分排出裝
置。現(xiàn)有技術(shù)中，排出裝置的廢堿液普遍采用酸中和或焚燒的方法處理。 US 4052441公開了，對(duì)從環(huán)己烷氧化液中分離出的廢堿液加入硫酸酸化中和，分
離后得到油相和水相，其中水相為硫酸鈉水溶液，油相為有機(jī)酸；油相經(jīng)真空蒸餾除去低沸
點(diǎn)的一元酸和水后，冷卻結(jié)晶，回收己二酸；將母液再蒸餾后回收一元酸和二元酸等；再酯化得到酯類產(chǎn)品。US 6063958公開了采用含有質(zhì)子的無機(jī)酸酸化中和廢堿液，分離后得到 油相和水相，其中水相為無機(jī)酸鹽水溶液，油相則用含有質(zhì)子的無機(jī)酸水溶液萃取其中的 己二酸和6-羥基己酸；回收的總產(chǎn)率為50-55%。酸中和的方法雖然從廢堿液中回收了很 多有用物質(zhì)，但流程復(fù)雜、回收的有機(jī)酸純度不佳且總回收效率低，水中仍然存在很多有機(jī) 殘留物，COD含量還有十幾萬mg/L，需要焚燒或另外處理。 采用焚燒的方法處理廢堿液能夠使有機(jī)物消失，無機(jī)物(如堿類)尚存。焚燒后 的碳酸鈉一部分隨煙氣排入煙道，經(jīng)靜電吸附后回收。爐膛底部熔融態(tài)的碳酸鈉溶于水后 排放，碳酸鈉水溶液的COD含量很低，但只是把重度的污染變成了輕度污染。
迄今為止，現(xiàn)有技術(shù)中的環(huán)己酮裝置廢堿液的處理技術(shù)，始終未能滿足精細(xì)分離 和解決排放的環(huán)境污染問題。因此，現(xiàn)有技術(shù)中迫切需要開發(fā)出一種新的、適合長(zhǎng)周期運(yùn)行 的處理技術(shù)對(duì)環(huán)己烷氧化液廢堿進(jìn)行處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用旋流聚結(jié)梯度組合技術(shù)對(duì)環(huán)己烷氧化液廢堿液進(jìn)行分離，有效地解決 了環(huán)己烷氧化裝置廢堿液分離不徹底的問題，大幅度地延長(zhǎng)了烷蒸餾塔的有效生產(chǎn)時(shí)間； 并且采用焚燒、霧化造粒的方法對(duì)分離出來的廢堿液進(jìn)行處理，解決了對(duì)環(huán)境的污染問題， 回收了固體碳酸鈉，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。 —方面，本發(fā)明提供了一種對(duì)環(huán)己烷氧化液中的廢堿進(jìn)行分離回收的方法，該方 法包括以下步驟 (a)對(duì)加入了氫氧化鈉溶液的環(huán)己烷氧化液進(jìn)行重力沉降，獲得脫除了 99%以上 堿水的環(huán)己烷氧化液，即第一步分離的混合物； (b)對(duì)所述第一步分離的混合物進(jìn)行水洗，實(shí)現(xiàn)原料中堿性物質(zhì)向水遷移、以及水 中堿性物質(zhì)富集，在所述第一步分離的混合物與水充分混合后，對(duì)其進(jìn)行重力沉降，獲得進(jìn) 一步脫除了 95_99%堿水的環(huán)己烷氧化液，即第二步分離的混合物； (c)對(duì)所述第二步分離的混合物進(jìn)行水洗，在所述第二步分離的混合物與水充分 混合后，對(duì)其進(jìn)行重力沉降，獲得進(jìn)一步脫除了 95_99%堿水的環(huán)己烷氧化液，即第三步分 離的混合物； (d)在50-200°C的溫度和0. 1-0. 25MPa的壓降下，對(duì)所述第三步分離的混合物進(jìn) 行旋流分離，進(jìn)一步分離去除含堿性物質(zhì)的堿水，獲得進(jìn)一步脫除了85_98%堿水的環(huán)己烷 氧化液，即第四步分離的混合物； (e)在50-20(TC的溫度和0. 05-0. 15MPa的壓降下，對(duì)所述第四步分離的混合物 進(jìn)行聚結(jié)分離，再分離去除含堿性物質(zhì)的堿水，獲得Na+的殘留量低于3mg/L的環(huán)己烷氧化 液； (f)通過上述重力沉降-旋流分離_聚結(jié)分離的組合分離出來的廢堿液80-90% 循環(huán)回用，10-20%外排; (g)將所述10-20%外排的廢堿液送入焚燒爐中焚燒，焚燒后得到的碳酸鈉一部 分隨煙氣排入煙道，經(jīng)靜電吸附后回收；熔融態(tài)的碳酸鈉從焚燒爐爐膛底部流出；
(h)在所述焚燒爐的熔融物流出口下方設(shè)置導(dǎo)流桶，導(dǎo)流桶內(nèi)保持使用飽和的流 出物溶液連續(xù)噴射，飽和的流出物溶液循環(huán)使用；熔融流出物經(jīng)氣水混合噴嘴擊碎，隨后落入飽和的流出物溶液中；以及 (i)將含有固態(tài)物的飽和的流出物溶液進(jìn)行固液分離，分離后的固體顆粒經(jīng)烘干 后包裝，飽和的流出物溶液經(jīng)加壓后返回導(dǎo)流桶。 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在所述步驟(b)中，與水充分混合后的環(huán)己烷氧化液 的水含量為0. 5_0.8體積％。 在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述第二步分離是在60-13(TC的溫度和0. 15MPa的 壓降下進(jìn)行的。 在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述第三步分離是在60-9(TC的溫度和0. 08MPa的 壓降下進(jìn)行的。 在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述第三步分離采用重力沉降罐進(jìn)行。 另一方面，本發(fā)明提供了一種對(duì)環(huán)己烷氧化液中的廢堿進(jìn)行分離回收的裝置，該
裝置包括 皂化分離器，用于對(duì)加入了氫氧化鈉溶液的環(huán)己烷氧化液進(jìn)行重力沉降，獲得脫 除了 99%以上堿水的環(huán)己烷氧化液，即第一步分離的混合物； 與所述皂化分離器連接的混合器，用于對(duì)所述第一步分離的混合物進(jìn)行注水，使 所述第一步分離的混合物與水充分混合； 與所述混合器連接的第一級(jí)水洗分離器，用于對(duì)所述第一步分離的混合物進(jìn)行水 洗，實(shí)現(xiàn)原料中堿性物質(zhì)向水遷移、以及水中堿性物質(zhì)富集，在所述第一步分離的混合物與 水充分混合后，對(duì)其進(jìn)行重力沉降，獲得進(jìn)一步脫除了 95_99%堿水的環(huán)己烷氧化液，即第 二步分離的混合物； 與所述第一級(jí)水洗分離器連接的混合器，用于對(duì)所述第二步分離的混合物進(jìn)行注 水，使所述第二步分離的混合物與水充分混合； 與所述混合器連接的第二級(jí)水洗分離器，用于對(duì)所述第二步分離的混合物進(jìn)行水 洗，在所述第二步分離的混合物與水充分混合后，對(duì)其進(jìn)行重力沉降，獲得進(jìn)一步脫除了 95_99%堿水的環(huán)己烷氧化液，即第三步分離的混合物； 與所述第二級(jí)水洗分離器連接的旋流分離器，用于在50-20(TC的溫度和 0. 1-0. 25MPa的壓降下，對(duì)所述第三步分離的混合物進(jìn)行旋流分離，進(jìn)一步分離去除含堿性 物質(zhì)的堿水，獲得進(jìn)一步脫除了 85_98%堿水的環(huán)己烷氧化液，即第四步分離的混合物；所 述旋流分離器包括一罐體、一用于供入來自第二級(jí)水洗分離器的脫除了 95-99%堿水的環(huán) 己烷氧化液的入口、一用于排出含堿性物質(zhì)的堿水的出口、以及一用于排出進(jìn)一步脫除了 85-98%堿水的環(huán)己烷氧化液的出口，其中，所述用于供入來自第二級(jí)水洗分離器的脫除了 95-99%堿水的環(huán)己烷氧化液的入口與第二級(jí)水洗分離器的用于排出脫除了 95-99%堿水 的環(huán)己烷氧化液的出口通過管道連接； 與所述旋流分離器連接的聚結(jié)分離器，用于在50-20(TC的溫度和0. 05-0. 15MPa 的壓降下，對(duì)所述第四步分離的混合物進(jìn)行聚結(jié)分離，再分離去除含堿性物質(zhì)的堿水，獲得 Na+的殘留量低于3mg/L的環(huán)己烷氧化液；所述聚結(jié)分離器包括一罐體、一用于供入來自旋 流分離器的進(jìn)一步脫除了 85-98%堿水的環(huán)己烷氧化液的入口、一用于排出含堿性物質(zhì)的 堿水的出口、以及一用于排出Na+的殘留量低于3mg/L的環(huán)己烷氧化液的出口 ，其中，所述 用于供入來自旋流分離器的進(jìn)一步脫除了 85-98%堿水的環(huán)己烷氧化液的入口與旋流分離
6器的用于排出進(jìn)一步脫除了 85_98%堿水的環(huán)己烷氧化液的出口通過管道連接； 置于所述皂化分離器、第一級(jí)水洗分離器、第二級(jí)水洗分離器、旋流分離器和聚結(jié)
分離器下方的焚燒爐，用于焚燒外排的廢堿液； 置于所述焚燒爐的熔融物流出口下方的導(dǎo)流桶，用于保持使用飽和的流出物溶液 連續(xù)噴射，以及飽和的流出物溶液循環(huán)使用； 置于所述焚燒爐的熔融物流出口下方的氣水混合噴嘴，用于擊碎熔融的流出物； 以及 與所述導(dǎo)流桶循環(huán)連接的固液分離裝置，用于將含有固態(tài)物的飽和的流出物溶液 進(jìn)行固液分離， 其中，所述第二級(jí)水洗分離器使用重力沉降罐進(jìn)行，所述重力沉降罐包括一罐體、 一用于供入環(huán)己烷氧化液廢堿原料的入口、一用于排出含堿性物質(zhì)的堿水的出口、以及一 用于排出脫除了 95_99%堿水的環(huán)己烷氧化液的出口。 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述旋流分離器的水相流量為其入口流量的1_5%。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述第二級(jí)水洗分離器采用單級(jí)或多級(jí)串聯(lián)。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述旋流分離器采用單級(jí)或多級(jí)串聯(lián)。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述聚結(jié)分離器采用單級(jí)或多級(jí)串聯(lián)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的廢堿處理流程的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的發(fā)明人在經(jīng)過了廣泛而深入的研究之后發(fā)現(xiàn)，通過梯度組合使用重力沉 降罐、旋流分離器和聚結(jié)分離器對(duì)環(huán)己烷氧化液廢堿液進(jìn)行分離，能有效地解決現(xiàn)有技術(shù) 中環(huán)己烷氧化裝置廢堿液分離不徹底的問題，克服現(xiàn)有的重力沉降法效果不理想以及聚結(jié) 分離法沖洗頻繁等缺點(diǎn)，大幅度地延長(zhǎng)烷蒸餾塔的有效生產(chǎn)時(shí)間，從而顯著降低了生產(chǎn)成 本；并且，采用焚燒、霧化造粒的方法對(duì)分離出來的廢堿液進(jìn)行處理，能夠解決對(duì)環(huán)境的污 染問題，回收固體碳酸鈉?；谏鲜霭l(fā)現(xiàn)，本發(fā)明得以完成。 本發(fā)明對(duì)廢堿液分離的技術(shù)構(gòu)思如下采用梯度組合分離的方法對(duì)環(huán)己烷氧化液 的堿水進(jìn)行處理。由于旋流分離器的分離精度比重力沉降罐的高(其分割粒徑為lOym，處 理的環(huán)己烷氧化液的堿水含量可以為O. 1_30%，操作彈性比較大)，而聚結(jié)分離器的分離 精度要比旋流分離器的高(其分割粒徑為0. lym，但處理的環(huán)己烷氧化液的堿水含量不能 太高，堿水含量太高會(huì)使堿水顆粒來不及聚結(jié)，造成分離效率下降；工業(yè)實(shí)踐證明，將重力 沉降罐和聚結(jié)分離器串聯(lián)使用對(duì)環(huán)己烷氧化液中的堿水進(jìn)行脫除，重力沉降罐出口即聚結(jié) 分離器進(jìn)口的環(huán)己烷氧化液的堿水含量還是比較高，對(duì)聚結(jié)分離器的分離不利)，因此，如 果在重力沉降罐與聚結(jié)分離器之間設(shè)置單級(jí)或多級(jí)旋流分離器，能降低聚結(jié)分離器進(jìn)口的 環(huán)己烷氧化液的堿水含量，大大提高聚結(jié)分離器的處理效果，從而降低聚結(jié)分離器出口的 環(huán)己烷氧化液的堿水含量。本發(fā)明充分考慮到重力沉降罐、旋流分離器和聚結(jié)分離器的特 點(diǎn)，首先用重力沉降罐對(duì)環(huán)己烷氧化液中的堿水進(jìn)行第一步分離，接著用旋流分離器處理 粒徑大于lOym的堿水顆粒以進(jìn)行第二步分離，最后用聚結(jié)分離器處理含量比較少的粒徑小于lOiim的堿水顆粒以進(jìn)行第三步分離，將三者有效組合采用梯度分離的方法對(duì)環(huán)己烷 氧化液的堿水進(jìn)行處理，提高分離效果。 本發(fā)明對(duì)在10_20%外排的廢堿液焚燒后，焚燒爐流出物回收的技術(shù)構(gòu)思如下 廢堿液焚燒過程中的熔融物具有流量、溫度、流動(dòng)性波動(dòng)大的特點(diǎn)，溫度880°C以上，高溫時(shí) 可達(dá)100(TC，具強(qiáng)腐蝕性；遇水后使水迅速汽化，體積高速膨脹，極易發(fā)生爆炸，因此，要成 功回收熔融態(tài)化20)3，必須解決將熔融物在接觸其它物體表面之前破碎、降溫的問題并及時(shí) 轉(zhuǎn)移。本發(fā)明的發(fā)明人根據(jù)熔融物及碳酸鈉水溶液的特性，選定了氣、液動(dòng)混合霧化加飽和 溶液載送的制粉方案，利用水蒸汽和經(jīng)循環(huán)水泵加壓的碳酸鈉的飽和溶液作為介質(zhì)對(duì)流出 的熔融物進(jìn)行噴射，被擊碎的熔融流落入碳酸鈉的飽和溶液之中，利用飽和溶液不再溶解 溶質(zhì)的原理設(shè)計(jì)了一個(gè)飽和溶液的循環(huán)水流，將高溫的碳酸鈉顆粒帶入固液分離機(jī)構(gòu)進(jìn)行 固液分離，經(jīng)過固液分離及輸送機(jī)構(gòu)被降溫的碳酸鈉顆粒得以回收。 在本發(fā)明的第一方面，提供了一種對(duì)環(huán)己烷氧化液中的廢堿液進(jìn)行處理的方法， 該方法包括以下步驟 (a)加入了氫氧化鈉溶液的環(huán)己烷氧化液送入皂化分離器進(jìn)行重力沉降，獲得脫 除了 99%以上堿水的環(huán)己烷氧化溶液，即第一步分離的混合物； (b)對(duì)所述第一步分離的混合物進(jìn)行水洗，實(shí)現(xiàn)原料中堿性物質(zhì)向水遷移、以及水 中堿性物質(zhì)富集，與水在混合器中充分混合后進(jìn)入第一級(jí)水洗分離器進(jìn)行重力沉降，獲得 脫除了 95_99%堿水的環(huán)己烷氧化溶液，即第二步分離的混合物； (c)對(duì)所述第二步分離的混合物進(jìn)行水洗，與水在混合器中充分混合后進(jìn)入第二 級(jí)水洗分離器進(jìn)行重力沉降，獲得脫除了 95_99%堿水的環(huán)己烷氧化溶液，即第三步分離的 混合物； (d)在50-200°C的溫度、0. 1-0. 25MPa的壓降下，對(duì)所述第三步分離的混合物進(jìn)行 旋流分離，進(jìn)一步分離去除含堿性物質(zhì)的堿水，獲得進(jìn)一步脫除了85_98%堿水的環(huán)己烷氧 化溶液，即第四步分離的混合物； (e)在50-20(TC的溫度、0. 05-0. 15MPa的壓降下，對(duì)所述第四步分離的混合物進(jìn) 行聚結(jié)分離，再分離去除含堿性物質(zhì)的堿水，獲得Na+的殘留量低于3mg/L的環(huán)己烷氧化溶 液進(jìn)入下游裝置； (f)通過重力沉降-旋流分離_聚結(jié)分離組合技術(shù)分離出來的廢堿液80_90%循 環(huán)回用，10-20 %廢堿液外排； (g)10-20X外排的廢堿液進(jìn)入焚燒爐焚燒，焚燒后的碳酸鈉一部分隨煙氣排入煙 道，經(jīng)靜電吸附后回收；熔融態(tài)的碳酸鈉從爐膛底部流出； (h)焚燒爐熔融物流出口下邊設(shè)置一導(dǎo)流桶，導(dǎo)流桶內(nèi)保持使用飽和的流出物溶 液連續(xù)噴射，飽和溶液循環(huán)使用；熔融流出物經(jīng)氣水混合噴嘴擊碎，隨后落入飽和的流出物 溶液中；以及 (i)含有固態(tài)物的飽和流出物溶液進(jìn)入固液分離設(shè)備進(jìn)行固液分離，分離后的固 體顆粒經(jīng)烘干后包裝，飽和溶液經(jīng)泵加壓后返回導(dǎo)流桶。 較佳地，在步驟(b)中，注水后環(huán)己烷氧化液的水含量為0. 5-0. 8體積％。 較佳地，在步驟(c)中，所述第二步分離是在60-13(TC的溫度、0. 15MPa的壓降下
進(jìn)行的。
較佳地，在步驟(d)中，所述第三步分離是在60-9(TC的溫度、0. 08MPa的壓降下進(jìn) 行的。 在本發(fā)明的第二方面，提供了一種對(duì)環(huán)己烷氧化液中廢堿液進(jìn)行處理的裝置，該 裝置包括 重力沉降罐，它用于分離去除環(huán)己烷氧化液廢堿原料中含堿性物質(zhì)的堿水以獲 得脫除了 95-99%堿水的環(huán)己烷氧化溶液，所述重力沉降罐包括一罐體、一用于供入環(huán)己 烷氧化液廢堿原料的入口、一用于排出含堿性物質(zhì)的堿水的出口、以及一用于排出脫除了 95_99%堿水的環(huán)己烷氧化溶液的出口 ； 旋流分離器，它用于進(jìn)一步分離去除環(huán)己烷氧化液廢堿原料中含堿性物質(zhì)的堿水 以獲得進(jìn)一步脫除了 85-98%堿水的環(huán)己烷氧化溶液，所述旋流分離器包括一罐體、一用于 供入來自重力沉降罐的脫除了 95-99%堿水的環(huán)己烷氧化溶液的入口、一用于排出含堿性 物質(zhì)的堿水的出口、以及一用于排出進(jìn)一步脫除了 85-98%堿水的環(huán)己烷氧化溶液的出口， 其中，所述用于供入來自重力沉降罐的脫除了 95-99%堿水的環(huán)己烷氧化溶液的入口與重 力沉降罐的用于排出脫除了 95-99%堿水的環(huán)己烷氧化溶液的出口通過管道連接；
聚結(jié)分離器，它用于再分離去除環(huán)己烷氧化液廢堿原料中含堿性物質(zhì)的堿水以獲 得Na+的殘留量低于3mg/L的環(huán)己烷氧化溶液，所述聚結(jié)分離器包括一罐體、一用于供入來 自旋流分離器的進(jìn)一步脫除了 85-98%堿水的環(huán)己烷氧化溶液的入口、一用于排出含堿性 物質(zhì)的堿水的出口、以及一用于排出Na+的殘留量低于3mg/L的環(huán)己烷氧化溶液的出口 ，其 中，所述用于供入來自旋流分離器的進(jìn)一步脫除了 85-98%堿水的環(huán)己烷氧化溶液的入口 與旋流分離器的用于排出進(jìn)一步脫除了 85-98%堿水的環(huán)己烷氧化溶液的出口通過管道連 接； 焚燒爐，它可以將堿液燃燒轉(zhuǎn)化為熔融態(tài)的碳酸鈉； 氣水混合噴嘴，它可以形成一股氣水混合射流，對(duì)熔融狀的流出物擊碎并初步降 溫；以及 固液分離裝置，它用于將含有固態(tài)物的飽和流出物溶液中的固體顆粒分離出來， 飽和溶液經(jīng)泵加壓后返回導(dǎo)流桶。 較佳地，所述裝置還包括通過管道與重力沉降罐的用于供入環(huán)己烷氧化液廢堿原 料的入口連接的水洗分離罐，以及通過管道與所述水洗分離罐連接的皂化分離器。
較佳地，所述旋流分離器的水相流量為其進(jìn)口流量的1_5%。 較佳地，所述旋流分離器采用的旋流管可以共用一個(gè)進(jìn)料腔、一個(gè)油相出口腔、一 個(gè)含油污水出口腔，所述進(jìn)料腔和出口腔可以是三個(gè)單獨(dú)的容器，也可以是一個(gè)容器中的 三個(gè)部分，以簡(jiǎn)化生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)。 可用于本發(fā)明的旋流分離器可以是本領(lǐng)域常規(guī)的各種旋流分離器。旋流分離器可 以是單級(jí)或多級(jí)的。 對(duì)本發(fā)明中使用的重力沉降罐沒有特別的限制，可以是環(huán)己烷氧化液廢堿分離領(lǐng) 域中常規(guī)使用的各種重力沉降罐。重力沉降罐可以是單級(jí)或多級(jí)的，通常使用三級(jí)串聯(lián)的 重力沉降罐。 對(duì)本發(fā)明中使用的聚結(jié)分離器也沒有特別的限制，可以是環(huán)己烷氧化液廢堿分離 領(lǐng)域中常規(guī)使用的各種聚結(jié)分離器。聚結(jié)分離器可以是單級(jí)或多級(jí)的。
對(duì)本發(fā)明中使用的焚燒爐也沒有特別的限制，可以是廢堿焚燒領(lǐng)域中常規(guī)使用的 各種焚燒爐。 對(duì)本發(fā)明中使用的氣水混合噴嘴也沒有特別的限制，可以是常規(guī)使用的各種氣水 混合噴嘴。 對(duì)本發(fā)明中使用的固液分離設(shè)備也沒有特別的限制，可以是常規(guī)使用的固液分離 設(shè)備。 以下參看附圖。 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的廢堿處理流程。如圖1所示，該廢堿處理流 程包括分離廢堿液系統(tǒng)和外排廢堿液處理系統(tǒng)兩個(gè)部分。首先，加入了氫氧化鈉溶液的環(huán) 己烷氧化液送入皂化分離器10中進(jìn)行皂化分離。接著，對(duì)分離的混合物進(jìn)行水洗，實(shí)現(xiàn)原 料中堿性物質(zhì)向水遷移、以及水中堿性物質(zhì)富集，與水在混合器11中充分混合后進(jìn)入第一 級(jí)水洗分離器20進(jìn)行重力沉降，獲得脫除了 95_99%堿水的環(huán)己烷氧化溶液，即第二步分 離的混合物；對(duì)所述第二步分離的混合物進(jìn)行水洗，與水在混合器11中充分混合后進(jìn)入第 二級(jí)水洗分離器30進(jìn)行重力沉降，獲得脫除了 95_99%堿水的環(huán)己烷氧化溶液，即第三步 分離的混合物。然后，將經(jīng)第三步分離的混合物送入旋流分離器50中，在約50-20(TC的溫 度、約0. 1-0. 25MPa的壓降下進(jìn)行旋流分離，進(jìn)一步分離去除含堿性物質(zhì)的堿水，獲得進(jìn)一 步脫除了約85-98%堿水的環(huán)己烷氧化溶液，即第四步分離的混合物。接著，將經(jīng)第四步分 離的混合物送入聚結(jié)分離器40中，在約50-20(TC的溫度、約0. 05-0. 15MPa的壓降下進(jìn)行 聚結(jié)分離，再分離去除含堿性物質(zhì)的堿水，獲得化+的殘留量低于約3mg/L的環(huán)己烷氧化 溶液，即凈化的環(huán)己烷氧化溶液。所述凈化的環(huán)己烷氧化溶液可送入下游裝置如烷蒸餾塔 中用于進(jìn)一步的加工。通過重力沉降_旋流分離_聚結(jié)分離組合技術(shù)分離出來的廢堿液 80-90%循環(huán)回用，10-20%廢堿液外排；10-20%外排的廢堿液進(jìn)入焚燒爐60焚燒，焚燒后 的碳酸鈉一部分隨煙氣排入煙道，經(jīng)靜電吸附后回收。熔融態(tài)的碳酸鈉從爐膛底部流出，焚 燒爐熔融物流出口下邊設(shè)置一導(dǎo)流桶80，導(dǎo)流桶80內(nèi)保持使用飽和的流出物溶液連續(xù)噴 射，飽和溶液循環(huán)使用。熔融流出物經(jīng)氣水混合噴嘴70擊碎，隨后落入飽和的流出物溶液 中；含有固態(tài)物的飽和流出物溶液進(jìn)入固液分離設(shè)備90進(jìn)行固液分離，分離后的固體顆粒 經(jīng)烘干后包裝，飽和溶液經(jīng)泵加壓后返回導(dǎo)流桶80。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于 (i)將旋流分離技術(shù)和聚結(jié)分離技術(shù)梯度組合，充分發(fā)揮旋流分離善于粗分離、聚 結(jié)分離善于細(xì)分離的特點(diǎn)，從而通過更合理的梯度化分離方法，克服了現(xiàn)有分離設(shè)備操作 成本高、分離效果不理想的缺點(diǎn)，大幅度延長(zhǎng)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)周期； (ii)采用焚燒_霧化噴嘴的方法處理外排廢堿液，基本消除了堿性廢水和COD的 排放，具有良好的環(huán)保效果；從排放物中回收了碳酸鈉粗產(chǎn)品，具有良好的經(jīng)濟(jì)效果；
(iii)本發(fā)明的生產(chǎn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)施，操作方便，并適合長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)，適用 于對(duì)環(huán)己烷氧化液廢堿進(jìn)行分離，也適用于其它化工裝置的廢堿分離回收。
實(shí)施例 下面結(jié)合具體的實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。但是，應(yīng)該明白，這些實(shí)施例僅用于說 明本發(fā)明而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明范圍的限制。下列實(shí)施例中未注明具體條件的試驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件。除非另有說明，所有的百分比和份數(shù)按重量 計(jì)。 紀(jì)'烷氧雄麵德流禾罕 環(huán)己烷氧化液廢堿分離流程如圖1所示。
1.物料性質(zhì) 物料為有機(jī)相和無機(jī)相混合物。 額定流量275噸/小時(shí)； 溫度95-115。C，平均約為105°C ; 密度有機(jī)相平均856. 4kg/m 無機(jī)相按水在105。C時(shí)的密度，為954. 7kg/m3 ;
粘度有機(jī)相平均為0. 665X 10—3pa s。
2.含量測(cè)定 Na+含量采用原子吸收分光光度法測(cè)定；
水含量采用色譜法測(cè)定。
3.應(yīng)用效果 (1)烷塔進(jìn)料中的Na+含量由50-100mg/L降低到3mg/L以下。烷塔的運(yùn)行周期由 l-2個(gè)月延長(zhǎng)到7個(gè)月以上，大幅度延長(zhǎng)了烷蒸餾塔的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。減少了物料消耗，耗 苯低于1000千克/噸。 (2)由于烷塔進(jìn)料中堿含量的降低，提高了環(huán)己酮產(chǎn)量。 (3) COD排放基本沒有，減少廢堿水排放60000噸/年，回收固體碳酸鈉6000噸/年。 在本發(fā)明提及的所有文獻(xiàn)都在本申請(qǐng)中引用作為參考，就如同每一篇文獻(xiàn)被單獨(dú) 引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范 圍。
1權(quán)利要求
一種對(duì)環(huán)己烷氧化液中的廢堿進(jìn)行分離回收的方法，該方法包括以下步驟(a)對(duì)加入了氫氧化鈉溶液的環(huán)己烷氧化液進(jìn)行重力沉降，獲得脫除了99％以上堿水的環(huán)己烷氧化液，即第一步分離的混合物；(b)對(duì)所述第一步分離的混合物進(jìn)行水洗，實(shí)現(xiàn)原料中堿性物質(zhì)向水遷移、以及水中堿性物質(zhì)富集，在所述第一步分離的混合物與水充分混合后，對(duì)其進(jìn)行重力沉降，獲得進(jìn)一步脫除了95-99％堿水的環(huán)己烷氧化液，即第二步分離的混合物；(c)對(duì)所述第二步分離的混合物進(jìn)行水洗，在所述第二步分離的混合物與水充分混合后，對(duì)其進(jìn)行重力沉降，獲得進(jìn)一步脫除了95-99％堿水的環(huán)己烷氧化液，即第三步分離的混合物；(d)在50-200℃的溫度和0.1-0.25MPa的壓降下，對(duì)所述第三步分離的混合物進(jìn)行旋流分離，進(jìn)一步分離去除含堿性物質(zhì)的堿水，獲得進(jìn)一步脫除了85-98％堿水的環(huán)己烷氧化液，即第四步分離的混合物；(e)在50-200℃的溫度和0.05-0.15MPa的壓降下，對(duì)所述第四步分離的混合物進(jìn)行聚結(jié)分離，再分離去除含堿性物質(zhì)的堿水，獲得Na+的殘留量低于3mg/L的環(huán)己烷氧化液；(f)通過上述重力沉降-旋流分離-聚結(jié)分離的組合分離出來的廢堿液80-90％循環(huán)回用，10-20％外排；(g)將所述10-20％外排的廢堿液送入焚燒爐中焚燒，焚燒后得到的碳酸鈉一部分隨煙氣排入煙道，經(jīng)靜電吸附后回收；熔融態(tài)的碳酸鈉從焚燒爐爐膛底部流出；(h)在所述焚燒爐的熔融物流出口下方設(shè)置導(dǎo)流桶，導(dǎo)流桶內(nèi)保持使用飽和的流出物溶液連續(xù)噴射，飽和的流出物溶液循環(huán)使用；熔融流出物經(jīng)氣水混合噴嘴擊碎，隨后落入飽和的流出物溶液中；以及(i)將含有固態(tài)物的飽和的流出物溶液進(jìn)行固液分離，分離后的固體顆粒經(jīng)烘干后包裝，飽和的流出物溶液經(jīng)加壓后返回導(dǎo)流桶。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，在所述步驟(b)中，與水充分混合后的環(huán)己 烷氧化液的水含量為0. 5-0. 8體積％ 。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述第二步分離是在60-13(TC的溫度和 0. 15MPa的壓降下進(jìn)行的。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述第三步分離是在60-9(TC的溫度和 0. 08MPa的壓降下進(jìn)行的。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三步分離采用重力沉降罐進(jìn)行。
6. —種對(duì)環(huán)己烷氧化液中的廢堿進(jìn)行分離回收的裝置，該裝置包括皂化分離器(io)，用于對(duì)加入了氫氧化鈉溶液的環(huán)己烷氧化液進(jìn)行重力沉降，獲得脫除了 99%以上堿水的環(huán)己烷氧化液，即第一步分離的混合物；與所述皂化分離器(10)連接的混合器(ll)，用于對(duì)所述第一步分離的混合物進(jìn)行注 水，使所述第一步分離的混合物與水充分混合；與所述混合器(11)連接的第一級(jí)水洗分離器(20)，用于對(duì)所述第一步分離的混合物 進(jìn)行水洗，實(shí)現(xiàn)原料中堿性物質(zhì)向水遷移、以及水中堿性物質(zhì)富集，在所述第一步分離的混 合物與水充分混合后，對(duì)其進(jìn)行重力沉降，獲得進(jìn)一步脫除了 95-99%堿水的環(huán)己烷氧化 液，即第二步分離的混合物；與所述第一級(jí)水洗分離器(20)連接的混合器(ll)，用于對(duì)所述第二步分離的混合物 進(jìn)行注水，使所述第二步分離的混合物與水充分混合；與所述混合器(11)連接的第二級(jí)水洗分離器(30)，用于對(duì)所述第二步分離的混合物 進(jìn)行水洗，在所述第二步分離的混合物與水充分混合后，對(duì)其進(jìn)行重力沉降，獲得進(jìn)一步脫 除了 95_99%堿水的環(huán)己烷氧化液，即第三步分離的混合物；與所述第二級(jí)水洗分離器(30)連接的旋流分離器(50)，用于在50-20(TC的溫度和 0. 1-0. 25MPa的壓降下，對(duì)所述第三步分離的混合物進(jìn)行旋流分離，進(jìn)一步分離去除含堿性 物質(zhì)的堿水，獲得進(jìn)一步脫除了 85-98%堿水的環(huán)己烷氧化液，即第四步分離的混合物；所 述旋流分離器(50)包括一罐體、一用于供入來自第二級(jí)水洗分離器(30)的脫除了 95-99% 堿水的環(huán)己烷氧化液的入口、一用于排出含堿性物質(zhì)的堿水的出口、以及一用于排出進(jìn)一 步脫除了 85-98%堿水的環(huán)己烷氧化液的出口，其中，所述用于供入來自第二級(jí)水洗分離器 (30)的脫除了 95-99%堿水的環(huán)己烷氧化液的入口與第二級(jí)水洗分離器(30)的用于排出 脫除了 95-99%堿水的環(huán)己烷氧化液的出口通過管道連接；與所述旋流分離器(50)連接的聚結(jié)分離器(40)，用于在50-20(TC的溫度和 0. 05-0. 15MPa的壓降下，對(duì)所述第四步分離的混合物進(jìn)行聚結(jié)分離，再分離去除含堿性物 質(zhì)的堿水，獲得Na+的殘留量低于3mg/L的環(huán)己烷氧化液；所述聚結(jié)分離器(40)包括一罐 體、一用于供入來自旋流分離器(50)的進(jìn)一步脫除了 85-98%堿水的環(huán)己烷氧化液的入 口、一用于排出含堿性物質(zhì)的堿水的出口、以及一用于排出Na+的殘留量低于3mg/L的環(huán)己 烷氧化液的出口，其中，所述用于供入來自旋流分離器(50)的進(jìn)一步脫除了 85-98%堿水 的環(huán)己烷氧化液的入口與旋流分離器(50)的用于排出進(jìn)一步脫除了 85-98%堿水的環(huán)己 烷氧化液的出口通過管道連接；置于所述皂化分離器(10)、第一級(jí)水洗分離器(20)、第二級(jí)水洗分離器(30)、旋流分 離器(50)和聚結(jié)分離器(40)下方的焚燒爐(60)，用于焚燒外排的廢堿液；置于所述焚燒爐(60)的熔融物流出口下方的導(dǎo)流桶(80)，用于保持使用飽和的流出 物溶液連續(xù)噴射，以及飽和的流出物溶液循環(huán)使用；置于所述焚燒爐(60)的熔融物流出口下方的氣水混合噴嘴(70)，用于擊碎熔融的流 出物；以及與所述導(dǎo)流桶(80)循環(huán)連接的固液分離裝置(90)，用于將含有固態(tài)物的飽和的流出 物溶液進(jìn)行固液分離，其中，所述第二級(jí)水洗分離器(30)使用重力沉降罐進(jìn)行，所述重力沉降罐包括一罐 體、一用于供入環(huán)己烷氧化液廢堿原料的入口、一用于排出含堿性物質(zhì)的堿水的出口、以及 一用于排出脫除了 95-99%堿水的環(huán)己烷氧化液的出口。
7 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述旋流分離器(50)的水相流量為其入口 流量的1_5%。
8. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第二級(jí)水洗分離器(30)采用單級(jí)或多 級(jí)串聯(lián)。
9. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述旋流分離器(50)采用單級(jí)或多級(jí)串聯(lián)。
10. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述聚結(jié)分離器(40)采用單級(jí)或多級(jí)串聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明涉及對(duì)環(huán)己烷氧化液中的廢堿進(jìn)行分離回收的方法和裝置，提供了一種對(duì)環(huán)己烷氧化液中的廢堿進(jìn)行分離回收的方法和裝置。本發(fā)明將重力沉降技術(shù)、旋流分離技術(shù)和聚結(jié)分離技術(shù)梯度組合，對(duì)環(huán)己烷氧化液的廢堿液進(jìn)行精細(xì)分離，凈化后的環(huán)己烷氧化液進(jìn)入下游裝置；分離出的廢堿液大部分循環(huán)回用，一部分外排，外排的廢堿液采用焚燒爐焚燒，焚燒后的熔融物采用氣動(dòng)霧化的方法進(jìn)行回收。本發(fā)明可將進(jìn)入烷塔的環(huán)己烷氧化液中Na+含量降低到3mg/L以下，焚燒后的熔融物100％回收，廢堿液對(duì)環(huán)境的污染基本消除。本發(fā)明適用于對(duì)環(huán)己烷氧化液廢堿進(jìn)行分離回收，也適用于其它化工裝置的廢堿分離回收。
文檔編號(hào)A62D3/00GK101734689SQ200810203430
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日
發(fā)明者周萍, 張艷紅, 汪華林, 白志山, 錢卓群, 馬吉 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)