一種對含酚廢水中多元酚具有高分配系數(shù)的萃取劑及萃取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對含酚廢水中多元酚具有高分配系數(shù)的萃取劑及萃取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]魯奇氣化、BGL氣化、煤低溫干餾、煤焦油加氫等過程中在冷卻、洗滌和凈化等工藝中產(chǎn)生高濃含酚廢水，其水質(zhì)組分含量復(fù)雜，單元酚、多元酚含量高，生化處理困難。目前，對這類含酚廢水進行處理時，一般采用溶劑萃取法來脫除廢水中的酚類物質(zhì)，煤氣化廢水萃取脫酚能夠?qū)嵤┑年P(guān)鍵在于先選擇好適合的萃取劑、萃取條件及萃取級數(shù)，從而再確定合理的廢水脫酚工藝流程、有機物回收和萃取劑再生方法以及萃取設(shè)備等。目前，針對這類廢水進行酚類物質(zhì)萃取處理的萃取劑主要有二異丙基醚、甲基異丁基甲酮、中油等，而工業(yè)上應(yīng)用較多的為二異丙基醚和甲基異丁基甲酮。相比二異丙基醚等其他萃取劑，甲基異丁基甲酮對單元酚的萃取分配系數(shù)較高，在工業(yè)中已有很成熟的應(yīng)用，但是其對多元酚的萃取分配系數(shù)較低，對多元酚的萃取效果不佳。針對高濃含酚廢水，開發(fā)對多元酚具有高分配系數(shù)的萃取劑很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種對含酚廢水中多元酚具有高分配系數(shù)的萃取劑。
[0004]本發(fā)明的另一目的在于提供一種采用上述萃取劑對含酚廢水進行萃取的方法。
[0005]本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]一種對含酚廢水中多元酚具有高分配系數(shù)的萃取劑，所述萃取劑由體積分數(shù)為90%?95%的主體萃取劑甲基異丁基甲酮和體積分數(shù)為5%?10%的協(xié)同萃取劑甲苯組成。
[0007]—種采用上述萃取劑對含酚廢水進行萃取的方法，包括如下步驟:
[0008]以甲基異丁基甲酮為主體萃取劑，甲苯為協(xié)同萃取劑，其中甲基異丁基甲酮體積分數(shù)為90%?95%，甲苯體積分數(shù)為5%?10%，然后將含酚廢水用此復(fù)合萃取劑在25?70°C溫度下進行多級逆流萃取，得到萃取相和萃余相。
[0009]優(yōu)選地，所述的含酚廢水是指多元酚含量不低于5000mg/L的高濃含酚廢水;但是從廢水的來源考慮并為了確保脫酚出水能夠直接用于下一步的生化處理，所述含酚廢水中總酚含量更優(yōu)選為8000?18000mg/L。
[0010]優(yōu)選地，所述的含酚廢水為含酚煤化工廢水;所述的含酚煤化工廢水中多元酚含量為5000?10000mg/L，單元酚含量為3000?8000mg/L。
[0011 ]優(yōu)選地，所述復(fù)合萃取劑與含酚廢水的體積比為1: (2?7)。
[0012]優(yōu)選地，所述的萃取是指在pH為6?9的條件下進行的萃取;更優(yōu)選在pH為6?7的條件下進行的萃取。
[0013]優(yōu)選地，所述多級逆流萃取過程中，混合時間為30min，靜置時間為15min。
[0014]上述采用復(fù)合型萃取劑對含酚廢水進行萃取前，還包括對含酚廢水進行除油除懸浮物、脫酸脫氨預(yù)處理的過程。
[0015]上述采用復(fù)合型萃取劑對含酚廢水進行萃取后，還包括萃余相進入溶劑汽提塔汽提回收萃取劑后，凈水送入生化處理;萃取相進入精餾塔精餾回收粗酚和萃取劑，回收后的萃取劑循環(huán)使用。
[0016]本發(fā)明的原理為:煤氣化廢水中含有多種有機物，為了確定各種有機物的存在對萃取劑萃取酚類物質(zhì)的影響(起促進作用或者抑制作用)，對廢水中有機物進行了定性分析，確定廢水中幾種典型的有機物，并通過實驗測定這些有機物的存在對甲基異丁基甲酮萃取酚類物質(zhì)有無影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)甲苯在適宜的濃度范圍內(nèi)對甲基異丁基甲酮萃取多元酚的效果有顯著的提高，進一步通過反復(fù)實驗測試，確定了在一定的萃取條件(溫度、pH)下，甲苯和甲基異丁基甲酮在適宜的濃度配比下，能夠顯著的提高萃取劑多多元酚的效果。同時甲苯的沸點(lirC)與甲基異丁基甲酮的沸點(116°C)接近，且它們在水中的溶解度接近，易于同時回收循環(huán)使用。
[0017]本發(fā)明的制備方法及所得到的產(chǎn)物具有如下優(yōu)點及有益效果:
[0018](I)本發(fā)明的復(fù)合萃取劑較原有萃取劑對多元酚的萃取效果大大提高，為后續(xù)的生化處理提供更好的環(huán)境。
[0019](2)本發(fā)明的復(fù)合萃取劑中甲苯與甲基異丁基甲酮的極性接近，在水中的溶解度更小，溶劑損失更小。
[0020](3)本發(fā)明的復(fù)合萃取劑中甲苯與甲基異丁基甲酮的沸點接近，同時回收循環(huán)使用。
[0021](4)含酚煤化工廢水含有甲苯，采用本發(fā)明的復(fù)合萃取劑對含酚煤化工廢水進行處理，可以利用廢水中的一部分甲苯，這樣可以就地取材減少萃取劑的用量，同時便于后續(xù)對甲苯集中回收利用。
[0022](5)本發(fā)明以甲基異丁基甲酮為主體的復(fù)合萃取劑，在實際工業(yè)運用中，對設(shè)備的操作條件的改動小，有利于快速運用在萃取脫酚流程中。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0024]以下實施例中的酚含量通過以下方法測定:
[0025]采用氣相色譜儀，用30m X 0.32mm X 0.25μπι的DB-5MS毛細管柱和氫火焰離子檢測器(FID)進行各組分分析。采用內(nèi)標法，MIBK的內(nèi)標物為乙醇，酚類物質(zhì)的內(nèi)標物為辛醇。進樣器和檢測器的溫度分別為270°C和230°C。柱箱初始溫度設(shè)定為110°C，在保持2min后，以10°C/min上升到160°C。所用載氣為氮氣，流速30ml/min。
[0026]實施例1
[0027]按體積比將90%的甲基異丁基甲酮與10%的甲苯配制成復(fù)合型萃取劑;將總酚含量為8000mg/L，其中單元酚含量為3000mg/L，多元酚含量為5000mg/L的含酚煤化工廢水溫度控制在25°C，并將pH值調(diào)節(jié)至6;然后將上述復(fù)合型萃取劑與含酚廢水按體積比為1:4在4個分液漏斗中進行四級逆流萃取，其中混合30min，靜置15min，得到萃取相和萃余相。
[0028]經(jīng)檢測所述萃余相中單元酚和多元酚的含量分別為144mg/L和365mg/L，所述萃取相中單元酸和多元酸的含量分別為11425mg/L和18538mg/L。由此可以計算，通過一次萃取能夠脫除高濃含酚廢水中95.21%的單元酚和92.69%的多元酚。
[0029]實施例2
[0030]按體積比將95%的甲基異丁基甲酮與5%的甲苯配制成復(fù)合型萃取劑；將總酚含量為18000mg/L，其中單元酚含量為8000mg/L，多元酚含量為lOOOOmg/1的含酚煤化工廢水溫度控制在25°C，并將pH值調(diào)節(jié)至6;然后將上述復(fù)合型萃取劑與含酚廢水按體積比為1:4在4個分液漏斗中進行四級逆流萃取，其中混合30min，靜置15min，得到萃取相和萃余相。
[0031]經(jīng)檢測所述萃余相中單元酚和多元酚的含量分別為331mg/L和605mg/L，所述萃取相中單元酸和多元酸的含量分別為19172mg/L和37580mg/L。由此可以計算，通過一次萃取能夠脫除高濃含酚廢水中95.86 %的單元酚和93.95 %的多元酚。
[0032]實施例3
[0033]按體積比將95%的甲基異丁基甲酮與5%的甲苯配制成復(fù)合型萃取劑；將總酚含量為8000mg/L，其中單元酚含量為3000mg/L，多元酚含量為5000mg/L的含酚煤化工廢水溫度控制在25°C，并將pH值調(diào)節(jié)至6;然后將上述復(fù)合型萃取劑與含酚廢水按體積比為1:4在4個分液漏斗中進行四級逆流萃取，其中混合30min，靜置15min，得到萃取相和萃余相。
[0034]經(jīng)檢測所述萃余相中單元酚和多元酚的含量分別為123mg/L和319mg/L，所述萃取相中單元酸和多元酸的含量分別為11506mg/L和18722mg/L。由此可以計算，通過一次萃取能夠脫除高濃含酚廢水中95.89%的單元酚和93.61 %的多元酚。
[0035]實施例4
[0036]按體積比將90%的甲基異丁基甲酮與10%的甲苯配制成復(fù)合型萃取劑;將總酚含量為10000mg/L，其中單元酚含量為4000mg/L，多元酚含量為6000mg/L的含酚煤化工廢水溫度控制在25°C，并將pH值調(diào)節(jié)至7;然后將上述復(fù)合型萃取劑與含酚廢水按體積比為1:2在4個分液漏斗中進行四級逆流萃取，其中混合30min，靜置15min，得到萃取相和萃余相。
[0037]經(jīng)檢測所述萃余相中單元酚和多元酚的含量分別為118mg/L和280mg/L，所述萃取相中單元酸和多元酸的含量分別為7763mg/L和11439mg/L。由此可以計算，通過一次萃取能夠脫除高濃含酚廢水中97.04%的單元酚和95.33%的多元酚。
[0038]實施例5
[0039]按體積比將95%的甲基異丁基甲酮與5%的甲苯配制成復(fù)合型萃取劑；將總酚含量為14000mg/L，其中單元酚含量為6000mg/L，多元酚含量為8000mg/L的含酚煤化工廢水溫度控制在70 °C，并將pH值調(diào)節(jié)至7;然后將上述復(fù)合型萃取劑與含酚廢水按體積比為1:7在4個分液漏斗中進行四級逆流萃取，其中混合30min，靜置15min，得到萃取相和萃余相。
[0040]經(jīng)檢測所述萃余相中單元酚和多元酚的含量分別為375mg/L和678mg/L，所述萃取相中單元酸和多元酸的含量分別為39370mg/L和51307mg/L。由此可以計算，通過一次萃取能夠脫除高濃含酚廢水中93.74%的單元酚和91.62%的多元酚。
[0041 ] 實施例6
[0042]按體積比將90%的甲基異丁基甲酮與10%的甲苯配制成復(fù)合型萃取劑;將總酚含量為8000mg/L，其中單元酚含量為3000mg/L，多元酚含量為5000mg/L的含酚煤化工廢水溫度控制在25°C，并將pH值調(diào)節(jié)至9;然后將上述復(fù)合型萃取劑與含酚廢水按體積比為1:4在4個分液漏斗中進行四級逆流萃取，其中混合30min，靜置15min，得到萃取相和萃余相。
[0043]經(jīng)檢測所述萃余相中單元酚和多元酚的含量分別為380mg//L和7321mg/L，所述萃取相中單元酸和多元酸的含量分別為10477mg/L和17072mg/L。由此可以計算，通過一次萃取能夠脫除高濃含酚廢水中87.31%的單元酚和85.36%的多元酚。
[0044]實施例7
[0045]按體積比將90%的甲基異丁基甲酮與10%的甲苯配制成復(fù)合型萃取劑;將總酚含量為10000mg/L，其中單元酚含量為4000mg/L，多元酚含量為6000mg/L的含酚煤化工廢水溫度控制在50 °C，并將pH值調(diào)節(jié)至9;然后將上述復(fù)合型萃取劑與含酚廢水按體積比為1:4在4個分液漏斗中進行四級逆流萃取，其中混合30min，靜置15min，得到萃取相和萃余相。
[0046]經(jīng)檢測所述萃余相中單元酚和多元酚的含量分別為199mg//L和473.4mg/L，所述萃取相中單元酸和多元酸的含量分別為15203mg/L和22106mg/L。由此可以計算，通過一次萃取能夠脫除高濃含酚廢水中95.02%的單元酚和92.11 %的多元酚。
[0047]實施例8
[0048]按體積比將92%的甲基異丁基甲酮與8%的甲苯配制成復(fù)合型萃取劑；將總酚含量為12000mg/L，其中單元酚含量為5000mg/L，多元酚含量為7000mg/L的含酚煤化工廢水溫度控制在25°C，并將pH值調(diào)節(jié)至7;然后將上述復(fù)合型萃取劑與含酚廢水按體積比為1:4在6個分液漏斗中進行六級逆流萃取，其中混合30min，靜置15min，得到萃取相和萃余相。
[0049]經(jīng)檢測所述萃余相中單元酚和多元酚的含量分別為198mg/L和437mg/L，所述萃取相中單元酸和多元酸的含量分別為19208mg/L和26250mg/L。由此可以計算，通過一次萃取能夠脫除高濃含酚廢水中96.04%的單元酚和93.75%的多元酚。
[0050]對比例
[0051 ] 將總酚含量為8000mg/L，其中單元酚含量為3000mg/L，多元酚含量為5000mg/L的含酚煤化工廢水溫度控制在25°C，并將pH值調(diào)節(jié)至7;然后將上述甲基異丁基甲酮與含酚廢水按體積比為1:4在4個分液漏斗中進行四級逆流萃取，其中混合30min，靜置15min，得到萃取相和萃余相。
[0052]經(jīng)檢測所述萃余相中單元酚和多元酚的含量分別為176mg//L和1090mg/L，所述萃取相中單元酸和多元酸的含量分別為11294mg/L和15642mg/L。由此可以計算，通過一次萃取能夠脫除高濃含酚廢水中94.12%的單元酚和78.21 %的多元酚。
[0053]從以上實施例的結(jié)果可以看出，采用本發(fā)明提供的復(fù)合型萃取劑能夠大大提高萃取劑對多元酚的萃取效率。從實施例1與實施例7的對比可以看出，當所述高濃含酚廢水的PH值不高于7時，萃取劑能夠更顯著地降低所述含酚廢水中單元酚和多元酚的含量。從實施例I與對比例的對比可以看出，復(fù)合型萃取劑多元酚的分配系數(shù)高于甲基異丁基甲酮。顯示出了本發(fā)明的復(fù)合萃取劑對單元酚的萃取效果不亞于甲基異丁基甲酮情況下，可以大大提高對多元酚的萃取效率，極具工業(yè)應(yīng)用前景。
[0054]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其它的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種對含酚廢水中多元酚具有高分配系數(shù)的萃取劑，其特征在于:所述萃取劑由體積分數(shù)為90%?95%的主體萃取劑甲基異丁基甲酮和體積分數(shù)為5%?10%的協(xié)同萃取劑甲苯組成。2.—種采用權(quán)利要求1所述的萃取劑對含酚廢水進行萃取的方法，其特征在于包括如下步驟: 以甲基異丁基甲酮為主體萃取劑，甲苯為協(xié)同萃取劑，其中甲基異丁基甲酮體積分數(shù)為90%?95%，甲苯體積分數(shù)為5%?10%，然后將含酚廢水用此復(fù)合萃取劑在25?70°C溫度下進行多級逆流萃取，得到萃取相和萃余相。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種對含酚廢水進行萃取的方法，其特征在于:所述的含酚廢水是指多元酚含量不低于5000mg/L，總酚含量為8000?18000mg/L的高濃含酚廢水。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種對含酚廢水進行萃取的方法，其特征在于:所述的含酚廢水為含酚煤化工廢水;所述的含酚煤化工廢水中多元酚含量為5000?10000mg/L，單元酚含量為3000?8000mg/L。5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種對含酚廢水進行萃取的方法，其特征在于:所述復(fù)合萃取劑與含酚廢水的體積比為1: (2?7)。6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種對含酚廢水進行萃取的方法，其特征在于:所述的萃取是指在pH為6?9的條件下進行的萃取。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種對含酚廢水進行萃取的方法，其特征在于:所述的萃取是指在pH為6?7的條件下進行的萃取。8.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種對含酚廢水進行萃取的方法，其特征在于:所述多級逆流萃取過程中，混合時間為30min，靜置時間為15min。9.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種對含酚廢水進行萃取的方法，其特征在于:采用復(fù)合型萃取劑對含酚廢水進行萃取前，還包括對含酚廢水進行除油除懸浮物、脫酸脫氨預(yù)處理的過程。10.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種對含酚廢水進行萃取的方法，其特征在于:采用復(fù)合型萃取劑對含酚廢水進行萃取后，還包括萃余相進入溶劑汽提塔汽提回收萃取劑后，凈水送入生化處理;萃取相進入精餾塔精餾回收粗酚和萃取劑，回收后的萃取劑循環(huán)使用的過程。
【專利摘要】本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，公開來了一種對含酚廢水中多元酚具有高分配系數(shù)的萃取劑及萃取方法。所述方法為：以甲基異丁基甲酮為主體萃取劑，甲苯為協(xié)同萃取劑，其中甲基異丁基甲酮體積分數(shù)為90％～95％，甲苯體積分數(shù)為5％～10％，然后將含酚廢水用此復(fù)合萃取劑在25～70℃溫度下進行多級逆流萃取，得到萃取相和萃余相。本發(fā)明的復(fù)合萃取劑對多元酚的萃取效果大大提高，且復(fù)合萃取劑中甲苯與甲基異丁基甲酮的極性和沸點接近，溶劑損失更小，回收循環(huán)方便，在實際工業(yè)運用中具有良好的前景。
【IPC分類】C02F101/34, C02F1/26
【公開號】CN105712427
【申請?zhí)枴緾N201610210420
【發(fā)明人】錢宇, 馬東輝, 楊思宇
【申請人】華南理工大學