專利名稱：一種聚酯廢水中回收乙二醇和乙醛的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化工過程中，聚酯廢水的回收與再利用的方法，特別涉及一種聚 酯廢水中回收乙二醇和乙醛的方法。
背景技術(shù)：
聚酯(PET)，特別是差別化聚酯的生產(chǎn)，國內(nèi)企業(yè)普遍采用對苯二甲酸和乙二醇直 接酯化法，其排放的酯化廢水的濃度受酯化反應條件影響較大，酯化廢水化學耗氧量COD 的濃度約20000-30000mg/L。聚酯廢水中主要的有機污染物為乙二醇和乙醛，其中易揮發(fā)組 分乙醛占總有機污染物的50%左右，另外由于我國聚酯工業(yè)的裝置采用的技術(shù)參差不起， 各種工藝產(chǎn)生的副產(chǎn)物組分也不盡相同，其中2-甲基-1，3-二氧戊環(huán)是其中較大的組分。 其可以水解生成乙醛和乙二醇，其反應如下目前，國內(nèi)外主要采用以下幾種方法進行處理。厭氧-好氧法處理該廢水。但由于醛類物質(zhì)毒性非常大，不利于細菌生長，導致生 化方法處理效率較低，而且對于如此高COD值的廢水，單獨采用生物法處理不但投資費用 高而且處理成本也很昂貴，企業(yè)負擔重。汽提后再焚燒的方法處理該廢水。汽提后，COD值降到5000mg/L以下，然后將塔 頂物料通入熱煤爐進行焚燒，并綜合利用其熱能，但是焚燒生成的二氧化碳造成溫室效應， 燃燒不完全還會產(chǎn)生二次污染，而且焚燒要求安全系數(shù)相當高否則易發(fā)生爆炸，焚燒的熱 能利用不經(jīng)濟。約翰·布朗德意志工程有限公司采用連續(xù)減壓蒸餾(CN16854A)，從而得到純度很 高的乙二醇，該方法費用較高，且能耗較大。反滲透膜的方法(CN1301238C)回收酯化廢水中乙二醇，該方法得到乙二醇的純 度較高但是不能將乙醛分離出來尤其是采用的反滲透膜都是從國外進口的，技術(shù)依賴性 大，成本高。而且上述方法沒有考慮到乙醛的回收，尤其是含量較大的副產(chǎn)物2-甲基-1， 3- 二氧戊環(huán)的對水污染或COD值的影響等問題。近來，(CN1974508A)報道了汽提后通過催化離子交換來間歇處理2_甲基_1，3_二 氧戊環(huán)副產(chǎn)物然后再分別處理回收乙醛和乙二醇等工藝回收酯化廢水中乙二醇和乙醛的 方法。該方法能夠得到純度很高的乙二醇，但時采用了水直接吸收乙醛蒸汽，造成工業(yè)用水 加大而且得到的乙醛溶液濃度太低，需要后續(xù)處理，增加了處理成本，而且該方法是間歇的 方法，尤其是引入了間歇酸催化處理副產(chǎn)物2-甲基-1，3-二氧戊環(huán)，由于酸的腐蝕性，這樣 對工業(yè)化設(shè)備要求很高，而且由于2-甲基-1，3- 二氧戊環(huán)生成乙醛和乙二醇是一個可逆反
3應，在間歇處理完后，進去下一道工序難保乙醛和乙二醇不會再生成2-甲基-1，3-二氧戊 環(huán)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種聚酯廢水中回收乙二醇和乙醛的方法，在 處理廢水過程中不斷回收高濃度乙醛和乙二醇，使2-甲基-1，3- 二氧戊環(huán)在高溫條件下的 水解不斷向正反應方向進行，最終水解完全，廢水的COD值在5000mg/L以下。本發(fā)明是通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)的一種聚酯廢水中回收乙二醇和乙醛的方法，是一個連續(xù)收集的方法，是通過以下 的步驟實現(xiàn)的(1)酯化廢水進入氣提塔處理，在塔底得到氣提廢水進行污水處理，在塔頂收集到 的有機物氣體直接進入乙醛精餾塔；(2)經(jīng)乙醛精餾塔處理后，在塔頂收集到高純度乙醛，塔底收集到的廢水進入乙二 醇蒸餾塔；(3)經(jīng)乙二醇蒸餾塔處理后，在塔底收集到高純度乙二醇溶液，塔頂產(chǎn)生的廢氣和 整個流程伴隨而來的氣提水蒸氣再次進入氣提塔循環(huán)處理。所述步驟(1)中的氣提塔需要添加傳質(zhì)，優(yōu)選熱源為水蒸氣，塔頂壓力為 0-1. OMPa，塔頂溫度為60-140°C ；塔底溫度為80_160°C。所述步驟(1)中在塔底收集到的氣提廢水是COD值小于5000mg/L的廢水。在經(jīng) 過本氣提塔處理之后的廢水，COD值小于5000mg/L，已經(jīng)可以直接進行污水處理。所述步驟(1)中在塔頂收集到的有機物氣體在進入乙醛精餾塔之前，還可以進入 一個廢水分離塔，在所述廢水分離塔的塔底收集COD值小于5000mg/L的廢水進行污水處 理，在塔頂收集到的有機物氣體進入乙醛精餾塔。所述的氣提塔和廢水分離塔起到一個精餾的作用，廢水分離塔可以使提氣塔頂本 來已經(jīng)收集到的酯化廢水中95%以上的有機物氣體組分(包括乙醛、乙二醇和2-甲基-1， 3- 二氧戊環(huán))在經(jīng)過廢水分離塔之后純度更高，在進入后續(xù)的工藝流程中能夠收集到更高 純度的乙醛和乙二醇，并更高效的水解2-甲基-1，3-二氧戊環(huán)。所述廢水分離塔需要添加傳質(zhì)，優(yōu)選熱源為水蒸氣，塔頂壓力為0-1. OMPa，塔頂溫 度為60-140°C ；塔底溫度為80-160°C。所述步驟(2)中的乙醛精餾塔需要添加傳質(zhì)，優(yōu)選熱源為水蒸氣，塔頂壓力 為O-l.OMPa，塔頂溫度為20-80°C，塔底溫度為80_160°C，回流比為0. 1_50，操作壓力為 0-1. OMPa。所述步驟O)中的乙醛精餾塔在塔頂收集的乙醛純度大于95%。所述步驟(3)中的乙二醇蒸餾塔的塔頂壓力為0-1. OMPa，塔頂溫度為30_140°C， 塔底溫度為80-160°C，回流比是0. 1-30。所述步驟C3)中的乙二醇蒸餾塔在塔底收集的乙二醇溶液純度大于70%。在塔頂 收集到的極少量的2-甲基-1，3-二氧戊環(huán)和乙醛蒸汽重新進入氣提塔進行循環(huán)處理。本發(fā)明還提供了一種酯化廢水中2-甲基-1，3-二氧戊環(huán)的處理方法，根據(jù)2-甲 基-1，3-二氧戊環(huán)在加熱的條件下水解為乙醛和乙二醇的可逆反應原理，酯化廢水在通過所述溫度的氣提塔、廢水分離塔、乙醛精餾塔和乙二醇蒸餾塔過程中，不斷水解，并且分別 在乙醛精餾塔和乙二醇蒸餾塔連續(xù)收集乙醛蒸汽和乙二醇溶液，使水解反應連續(xù)向正反應 方向進行，最終在所述乙二醇蒸餾塔頂收集到未分解的2-甲基-1，3-二氧戊環(huán)重新回到所 述氣提塔，進行循環(huán)處理，最終完全水解。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明不僅能夠得到純度超過70 %的乙二醇溶液和大于 95%的乙醛液體，同時大大的降低了處理后酯化廢水的COD值，使COD值從30000mg/L降到 5000mg/L以下。本發(fā)明回收的乙醛溶液具有良好的經(jīng)濟利益。同時，有效的將含量較大的 有機副產(chǎn)物2-甲基-1，3-二氧戊環(huán)在分離過程中水解成為乙醛和乙二醇，綜上可知，本發(fā) 明不僅克服了汽提塔頂物料焚燒處理帶來的安全性問題，同時得到了高純度的乙二醇和乙 醛產(chǎn)品，減少了后續(xù)的處理工藝，變廢為寶，所得廢物可以直接作為市面上的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品進行 銷售，具有良好的經(jīng)濟和環(huán)境效益。


圖1是未添加廢水分離塔的處理工藝流程圖1-氣提塔，101-蒸汽，102-廢水收集裝置，103-蒸汽回收裝置；2-乙醛精餾塔，201-蒸汽，202-廢水收集裝置，203-蒸汽回收裝置；3-乙二醇蒸餾塔，301-乙二醇加熱裝置，302-蒸汽回收裝置。圖2是添加廢水分離塔的處理工藝流程圖1-氣提塔，101-蒸汽，102-廢水收集裝置，103-蒸汽回收裝置；2-乙醛精餾塔，201-蒸汽，202-廢水收集裝置，203-蒸汽回收裝置；3-乙二醇蒸餾塔，301-乙二醇加熱裝置，302-蒸汽回收裝置；4-廢水分離塔，401-蒸汽，402-廢水收集裝置，403-蒸汽回收裝置。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明做進一步說明。實施例1以未添加廢水分離塔的處理工藝流程進行說明。本發(fā)明工藝及裝置已經(jīng)在聚酯行業(yè)的知名企業(yè)得到了實際應用。具體工藝結(jié)果如 下所述根據(jù)實際生產(chǎn)情況，將所得的酯化廢水，經(jīng)本發(fā)明提供的工藝流程裝置進行處理 得到各產(chǎn)物組分及其含量，如表1所示。 表1酯化廢水及產(chǎn)物各組分含量
權(quán)利要求
1.一種聚酯廢水中回收乙二醇和乙醛的方法，是一個連續(xù)收集的方法，其特征在于是 通過以下的步驟實現(xiàn)的(1)酯化廢水進入氣提塔處理，在塔底得到氣提廢水進行污水處理，在塔頂收集到的有 機物氣體直接進入乙醛精餾塔；(2)經(jīng)乙醛精餾塔處理后，在塔頂收集到高純度乙醛，塔底收集到的廢水進入乙二醇蒸 餾塔；(3)經(jīng)乙二醇蒸餾塔處理后，在塔底收集到高純度乙二醇溶液，塔頂產(chǎn)生的廢氣和整個 流程伴隨而來的氣提水蒸氣再次進入氣提塔循環(huán)處理。
2.如權(quán)利要求1所述的一種聚酯廢水中回收乙二醇和乙醛的方法，其特征在于所述 步驟(1)中的氣提塔需要添加傳質(zhì)，優(yōu)選熱源為水蒸氣，塔頂壓力為0-1. OMPa，塔頂溫度為 60-1400C ；塔底溫度為 80-160°C。
3.如權(quán)利要求1所述的一種聚酯廢水中回收乙二醇和乙醛的方法，其特征在于所述 步驟(1)中在塔頂收集到的有機物氣體在進入乙醛精餾塔之前，還可以進入一個廢水分離 塔，在塔頂收集到的有機物氣體進入乙醛精餾塔。
4.如權(quán)利要求1所述的一種聚酯廢水中回收乙二醇和乙醛的方法，其特征在于所述氣 提塔和廢水分離塔在塔底收集的廢水均為COD小于5000mg/L的廢水；在塔頂收集的有機物 氣體為含有酯化廢水中95%以上的有機物氣體。
5.如權(quán)利要求1所述的一種聚酯廢水中回收乙二醇和乙醛的方法，其特征在于所述廢 水分離塔需要添加傳質(zhì)，優(yōu)選熱源為水蒸氣，塔頂壓力為0-1. OMPa，塔頂溫度為60-140°C ； 塔底溫度為80-160°C。
6.如權(quán)利要求1所述的一種聚酯廢水中回收乙二醇和乙醛的方法，其特征在于所述步 驟O)中的乙醛精餾塔需要添加傳質(zhì)，優(yōu)選熱源為水蒸氣，塔頂壓力為0-1. OMPa，塔頂溫度 為20-800C，塔底溫度為80-160°C，回流比為0. 1-50，操作壓力為0-1. OMPa0
7.如權(quán)利要求1所述的一種聚酯廢水中回收乙二醇和乙醛的方法，其特征在于所述步 驟O)中的乙醛精餾塔在塔頂收集的乙醛純度大于95%。
8.如權(quán)利要求1所述的一種聚酯廢水中回收乙二醇和乙醛的方法，其特征在于所述 步驟(3)中的乙二醇蒸餾塔的塔頂壓力為0-1.010^，塔頂溫度為30-1401，塔底溫度為 80-160°C，回流比是 0. 1-30。
9.如權(quán)利要求1所述的一種聚酯廢水中回收乙二醇和乙醛的方法，其特征在于所述步 驟(3)中的乙二醇蒸餾塔在塔底收集的乙二醇溶液純度大于70%。在塔頂收集到的極少量 的2-甲基-1，3-二氧戊環(huán)和乙醛蒸汽重新進入氣提塔進行循環(huán)處理。
10.一種酯化廢水中2-甲基-1，3-二氧戊環(huán)的處理方法，其特征在于根據(jù)2-甲基-1， 3-二氧戊環(huán)在加熱的條件下水解為乙醛和乙二醇的可逆反應原理，酯化廢水在通過所述溫 度的氣提塔、廢水分離塔、乙醛精餾塔和乙二醇蒸餾塔過程中，不斷水解，并且分別在乙醛 精餾塔和乙二醇蒸餾塔連續(xù)收集乙醛蒸汽和乙二醇溶液，使水解反應連續(xù)不斷向正反應方 向進行，最終在所述乙二醇蒸餾塔頂收集到未分解的2-甲基-1，3-二氧戊環(huán)蒸汽重新回到 所述氣提塔，進行循環(huán)處理，最終完全水解。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚酯廢水中回收乙二醇和乙醛的方法，是通過以下的步驟實現(xiàn)的(1)酯化廢水進入氣提塔處理，在塔頂收集到的有機物氣體與水蒸氣直接進入乙醛精餾塔；(2)經(jīng)乙醛精餾塔處理后，在塔頂收集到高純度乙醛，塔底廢水進入乙二醇蒸餾塔；(3)經(jīng)乙二醇蒸餾塔處理后，在塔底收集到高純度乙二醇溶液，塔頂產(chǎn)生的廢氣和水蒸氣再次進入氣提塔循環(huán)處理。本發(fā)明采用連續(xù)不斷的收集乙醛和乙二醇，使酯化廢水中的副產(chǎn)物2-甲基-1，3-二氧戊環(huán)的水解不斷向正反應方向進行，處理結(jié)束得濃度為95％以上乙醛和70％以上乙二醇，2-甲基-1，3-二氧戊環(huán)全部水解。
文檔編號C02F1/20GK102126926SQ20101060216
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者屈一新, 林永明, 汪少朋, 秦鵬 申請人:上海聚友化工有限公司, 中國紡織科學研究院