專利名稱：：一種廢水離心萃取及反萃裝置的轉(zhuǎn)鼓除垢方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種除垢方法，尤其是一種煉油廠環(huán)烷酸廢水離心萃取及反萃裝置的轉(zhuǎn)鼓除垢方法。煉油廠環(huán)烷酸廢水主要來自油品精制堿渣的硫酸中和法生產(chǎn)環(huán)烷酸工藝，它含有高濃度的環(huán)烷酸、酚及硫酸鹽，CODcr8000～25000mg/l，pH小于3，既使經(jīng)過中和處理，其微生物降解性能仍較差，容易沖擊污水處理場生化曝氣池。在美國石油煉制者協(xié)會(huì)1987年的年會(huì)上，美國福斯特-威勒公司(FosterWheelerUSACorperation)推薦向曝氣池投加活性炭粉末，來防止環(huán)烷酸廢水對它的沖擊作用，但費(fèi)用較高。中國則開發(fā)了兩種預(yù)處理工藝，一種是萃取法，見于《石油化工環(huán)境保護(hù)》雜志1989年第三期；另一種是厭氧生物法，見于《石油化工環(huán)境保護(hù)》雜志1992年第一期。從應(yīng)用情況看，萃取法更為成熟可靠。以下將結(jié)合附圖對整個(gè)萃取工藝加以敘述。整個(gè)萃取工藝可分為廢水的萃取處理部分和萃取劑的反萃再生部分。圖1是廢水的萃取處理流程圖，圖2是萃取劑的反萃再生流程圖。參照圖1，環(huán)烷酸廢水(1)進(jìn)入第一級(jí)離心萃取機(jī)(2)，與來自第二級(jí)離心萃取機(jī)(4)的萃取劑(3)混和接觸，完成第一級(jí)萃取，然后經(jīng)萃取機(jī)轉(zhuǎn)鼓分離為有機(jī)相(5)和水相(6)。有機(jī)相(5)進(jìn)入廢萃取劑沉降脫水罐(7)，從罐底脫除廢萃取劑夾帶的廢水(8)，脫水后的廢萃取劑(9)去反萃機(jī)再生。從第一級(jí)離心萃取機(jī)(2)出來的水相(6)進(jìn)入第二級(jí)離心萃取萃取機(jī)(4)，與萃取劑(10)混和接觸，完成第二級(jí)萃取，然后也分離為有機(jī)相(3)和水相(11)。第二級(jí)離心萃取機(jī)出口的有機(jī)相(3)進(jìn)入第一級(jí)離心萃取機(jī)連續(xù)萃取，同時(shí)，水相(11)進(jìn)入萃取出水沉降脫油罐(12)，回收的廢萃取劑(13)去反萃再生系統(tǒng)，萃取出水(14)排出裝置外。萃取劑(10)的組成為C8～C10叔胺與180～350℃柴油餾分的混和溶液，其中叔胺濃度20～30％(體)。主要操作參數(shù)控制環(huán)烷酸廢水硫酸濃度0.05～0.08mol/l；水/劑(體)比3～6；操作溫度10～40℃；CODcr去除率85％以上。參照圖2，來自廢萃取劑脫水罐的廢萃取劑(19)進(jìn)入反萃萃取機(jī)(20)，與8～12w％NaOH溶液(21)接觸混合，廢萃取劑中的環(huán)烷酸被萃入堿液，完成反萃過程，然后經(jīng)反萃萃取機(jī)(20)轉(zhuǎn)鼓分離為有機(jī)相(22)和水相(23)。有機(jī)相(22)進(jìn)入萃取劑脫堿罐(24)，從罐底脫掉沉降分離出的堿液(25)，萃取劑(26)去環(huán)烷酸廢水離心萃取機(jī)。水相(23)進(jìn)入廢堿液脫油罐(27)，回收的萃取劑(28)去環(huán)烷酸廢水離心萃取機(jī)，廢堿液(29)去中和處理。主要操作參數(shù)控制反萃機(jī)出口過剩堿濃度2～3w％，此時(shí)，堿/劑(體)比約0.2～0.3；溫度30～50℃。實(shí)踐證明，這種工藝存在離心萃取機(jī)(2)、(4)及反萃機(jī)(20)轉(zhuǎn)鼓逐漸積垢，使相夾帶量增大的問題。通常反萃機(jī)積垢速度比萃取機(jī)快一些，一般裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)4～5天，反萃機(jī)水相夾帶量即增大到2％(體)以上，脫離了正常操作。相夾帶量過大，首先會(huì)增加兩座有機(jī)相沉降分離罐的萃取劑、廢萃取劑回收頻率及兩座水相沉降分離罐的脫水、脫堿頻率，其次會(huì)使沉降分離效果惡化，這都導(dǎo)致萃取劑流失增大。現(xiàn)有的除垢方法是，定期停止萃取和反萃過程，拆機(jī)取出轉(zhuǎn)鼓，手工除垢。但由于以下兩個(gè)原因，一是從拆機(jī)、除垢，到裝機(jī)完畢，至少需三位專業(yè)人員，工作約4個(gè)小時(shí)，其中僅拆機(jī)、裝機(jī)時(shí)間，約占去3個(gè)小時(shí)；二是經(jīng)常拆裝轉(zhuǎn)鼓，易導(dǎo)致主軸彎曲、偏心，在使用時(shí)出現(xiàn)振動(dòng)；因此，除垢操作不能過于頻繁，一般10～15天除一次垢，此時(shí)，萃取機(jī)、反萃機(jī)水相的最大夾帶量已分別增大到4％(體)、6％(體)以上。從時(shí)間上推算，約從第五天開始，萃取機(jī)、反萃機(jī)及各沉降分離罐即已偏離了其正常操作狀態(tài)，外排的萃取出水、廢堿液中明顯帶有流失的萃取劑油花。本發(fā)明的目的是提供一種除垢方法，避免手工拆機(jī)、除垢及裝機(jī)操作，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短除垢時(shí)間；同時(shí)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化除垢，做到及時(shí)除垢，使萃取機(jī)、反萃機(jī)及各沉降分離罐一直保持良好的操作狀態(tài)，提高水處理效率，避免手工拆機(jī)造成的機(jī)件損傷和破壞。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，萃取機(jī)的積垢一般為酸性沉積物，能夠被堿性溶液溶解。而反萃機(jī)的積垢一般為堿性沉積物，能夠被酸性溶液溶解。因此，本發(fā)明采用堿性溶液清洗萃取機(jī)，而用酸性溶液清洗反萃機(jī)。本發(fā)明主要采用NaOH或KOH溶液為萃取機(jī)除垢劑，以初始濃度4～6w％的H2SO4、HCl、HNO3溶液，最好是以初始濃度4～6w％的HCl和1～2w％的HNO3的混和溶液為反萃機(jī)除垢劑，進(jìn)行連續(xù)洗滌，至萃取機(jī)及反萃機(jī)的積垢消失?？梢蚤g隔24～72小時(shí)，停止萃取和反萃過程，分別向萃取機(jī)和反萃機(jī)輸入相應(yīng)的除垢劑，除垢時(shí)間10～40分鐘。本發(fā)明的具體過程如下一、萃取機(jī)積垢主要為瀝青狀物質(zhì)，它溶于堿性溶液，因此采用初始濃度8～12w％NaOH或KOH溶液為除垢劑。選用該濃度范圍，一是因?yàn)闈舛仍俑撸礈鞆U液會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶沉淀；二是因?yàn)闈舛忍?，洗滌廢液量大。以下將參照附圖1對除垢操作加以敘述，首先關(guān)閉環(huán)烷酸廢水(1)和萃取劑(10)，接著關(guān)閉有機(jī)相(5)和水相(11)，再排盡萃取機(jī)(2)、萃取機(jī)(4)內(nèi)的液體物料；然后，經(jīng)萃取機(jī)(2)水相進(jìn)口輸入堿溶液(15)，在萃取機(jī)(2)洗滌后的溶液攜帶溶解的積垢以水相(6)進(jìn)入萃取機(jī)(4)，再次完成洗滌后，從萃取機(jī)(4)水相(17)出口返回到堿液儲(chǔ)罐(16)；洗滌液循環(huán)使用，每次洗滌時(shí)間，既隨除垢周期間隔時(shí)間的增長而增長，也隨除垢劑流量的減少而增長，一般10～40分鐘。洗滌結(jié)束后，依次恢復(fù)原萃取操作。當(dāng)儲(chǔ)罐中NaOH或KOH含量低于1w％時(shí)，用硫酸中和后排放(18)。二、反萃機(jī)轉(zhuǎn)鼓積垢主要為氫氧化鐵，可溶于強(qiáng)酸溶液，因此，采用初始濃度4～6w％的HCl和1～2w％的HNO3的混和溶液，或初始濃度4～6w％的H2SO4、HCl、HNO3溶液為反萃機(jī)除垢劑。選用4～6w％HCl與1～2w％HNO3混和溶液，一是因?yàn)辂}酸濃度再高或沒有硝酸時(shí)，除垢劑對鈦材離心反萃機(jī)有腐蝕性；二是因?yàn)辂}酸濃度太低，洗滌廢液量大。以下將參照附圖2對除垢操作加以敘述，首先停止向反萃機(jī)(20)輸入堿液(21)和需要再生的萃取劑(19)，接著關(guān)閉有機(jī)相(22)和水相(23)出口，再排盡反萃機(jī)(20)內(nèi)液體物料；經(jīng)反萃機(jī)(20)水相進(jìn)口輸入除垢劑(30)，在反萃機(jī)(20)洗滌后的除垢液攜帶溶解的積垢經(jīng)水相(31)出口返回儲(chǔ)罐(32)；洗滌液循環(huán)使用，每次洗滌時(shí)間，既隨除垢周期間隔時(shí)間的增長而增長，也隨除垢劑流量的減少而增長，一般10～40分鐘。洗滌結(jié)束，再依次恢復(fù)原反萃操作。當(dāng)除垢劑氫離子[H+]濃度低于0.1mol/l時(shí)，用堿液中和排放(33)。本發(fā)明采用液體除垢劑輸入轉(zhuǎn)鼓清洗除垢的方法，與現(xiàn)有手工拆機(jī)、裝機(jī)的除垢操作相比，不會(huì)因除垢操作損環(huán)機(jī)體，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度；每次除垢時(shí)間，也可以由原來的約4小時(shí)，減少到10～40分鐘；可以實(shí)現(xiàn)24～72小時(shí)除一次垢，保證萃取機(jī)、反萃機(jī)及各沉降分離罐一直保持在良好的操作狀態(tài)，提高了水處理效率，延長了萃取機(jī)及反萃機(jī)的使用壽命，降低設(shè)備維修消耗。實(shí)施例1設(shè)備采用鈦材環(huán)隙式離心萃取機(jī)作為萃取、反萃過程的主體設(shè)備，單臺(tái)最大分離容量6m3/h，，標(biāo)定結(jié)果為，萃取機(jī)出口平均水相夾帶量0.5％(體)，平均有機(jī)相夾帶量0.8％(體)；反萃機(jī)出口平均水相夾帶量0.9％(體)，平均有機(jī)相夾帶量1.0％(體)。廢水用二級(jí)逆流萃取，廢萃取劑用一級(jí)反萃再生；配有萃取出水沉降脫油罐、廢萃取劑沉降脫水罐、廢堿液沉降脫油罐和萃取劑沉降脫堿罐。裝備自動(dòng)除垢系統(tǒng)，除垢劑采用塑料儲(chǔ)罐。萃取劑C8～C10叔胺與200～350℃柴油餾分混和液，叔胺含量20％(體)。操作條件進(jìn)萃取機(jī)環(huán)烷酸廢水處理量4m3/h，廢水CODcr濃度23000～25000mg/l，硫酸濃度0.07～0.09mol/l，萃取劑量1m3/h；進(jìn)反萃機(jī)廢萃取劑流量1.08～1.10m3/h，10w％NaOH堿液流量0.2～0.3m3/h；萃取機(jī)除垢劑NaOH初始濃度為12w％，反萃機(jī)除垢劑初始配比為6w％鹽酸和2w％硝酸，氫離子[H+]濃度0.98mol/l。每24小時(shí)除一次垢，進(jìn)萃取機(jī)、反萃機(jī)除垢劑流量均為6m3/h，除垢時(shí)間10分鐘。采樣及測定項(xiàng)目按除垢周期，每當(dāng)裝置運(yùn)行約23小時(shí)，即著手采樣測定萃取機(jī)除垢劑儲(chǔ)罐堿濃度、反萃機(jī)除垢劑儲(chǔ)罐酸濃度、萃取機(jī)水相及有機(jī)相夾帶量、反萃機(jī)水相及有機(jī)相夾帶量、廢水CODcr去除率。到24小時(shí)，開始除垢操作，經(jīng)10分鐘，除垢完畢。當(dāng)萃取、反萃過程恢復(fù)正常約10分鐘時(shí)，再采樣測定一次。實(shí)驗(yàn)結(jié)果從萃取機(jī)除垢劑NaOH濃度12w％、反萃機(jī)除垢劑濃度6w％鹽酸和2w％硝酸開始，分別經(jīng)過幾十個(gè)除垢周期，到儲(chǔ)罐中NaOH濃度小于1w％、氫離子[H+]濃度低于0.1mol/l，停止使用為止。匯總測定結(jié)果見表1。表1除垢前后相夾帶量及CODcr去除率比較表1中除垢前相夾帶量都在2％(體)以內(nèi)，說明萃取機(jī)、反萃機(jī)操作正常；將表1中除垢后數(shù)據(jù)與萃取機(jī)和反萃機(jī)的相夾帶量標(biāo)定結(jié)果相比，說明除垢效果很好。另外，實(shí)驗(yàn)期間，還數(shù)次在除垢完畢后，拆機(jī)取出轉(zhuǎn)鼓觀察，也發(fā)現(xiàn)除垢徹底。而且，各沉降分離罐一直操作正常。實(shí)施例2其它條件同例1，但廢水CODcr8000～10000mg/l，硫酸濃度0.05～0.07mol/l。測定發(fā)現(xiàn)，除垢前后相夾帶情況及除垢效果、裝置操作狀況同例1，但除垢前后CODcr去除率均為85％～90％。實(shí)施例3其它條件同例1，但廢水CODcr15000～18000mg/l，硫酸濃度0.06～0.08mol/l。測定發(fā)現(xiàn)，除垢前后相夾帶情況及除垢效果、裝置操作狀況同例1，但除垢前后CODcr去除率均為88％～92％。實(shí)施例4其它條件同例1，但萃取機(jī)除垢劑NaOH初始濃度8％，反萃機(jī)除垢劑初始配比為4％鹽酸和1％硝酸。測定發(fā)現(xiàn)，除垢前后相夾帶情況、萃取效果及除垢效果、裝置操作狀況同例1，但因除垢劑濃度降低，同樣體積其使用時(shí)間有所減少。實(shí)施例5其它條件同例1，但每48小時(shí)除一次垢，除垢時(shí)間增加到15分鐘。測定結(jié)果見表2。表2除垢前后相夾帶量及CODcr去除率比較表2中除垢前相夾帶量都在2％(體)以內(nèi)，說明萃取機(jī)、反萃機(jī)操作正常；將表2中除垢后數(shù)據(jù)與萃取機(jī)和反萃機(jī)的相夾帶量標(biāo)定結(jié)果相比，說明除垢效果很好。另外，實(shí)驗(yàn)期間，還數(shù)次在除垢完畢后，拆機(jī)取出轉(zhuǎn)鼓觀察，也發(fā)現(xiàn)除垢徹底。而且，各沉降分離罐一直操作正常。實(shí)施例6其它條件同例1，但每72小時(shí)除一次垢，相應(yīng)除垢時(shí)間延長為20分鐘。測定結(jié)果見表3。表3除垢前后相夾帶量及CODcr去除率比較</tables>表3中，除垢前相夾帶量都不大于2％(體)，說明萃取機(jī)、反萃機(jī)操作正常；但反萃機(jī)水相夾帶量已達(dá)2％(體)，這說明進(jìn)一步增大除垢周期，萃取機(jī)、反萃機(jī)將脫離正常操作。將表3中除垢后數(shù)據(jù)與萃取機(jī)和反萃機(jī)的相夾帶量標(biāo)定結(jié)果相比，說明除垢效果很好。另外，實(shí)驗(yàn)期間，還數(shù)次在除垢完畢后，拆機(jī)取出轉(zhuǎn)鼓觀察，也發(fā)現(xiàn)除垢徹底。而且，各沉降分離罐一直操作正常。實(shí)施例7其它條件同例1，但萃取機(jī)、反萃機(jī)除垢劑流量為3m3/h，相應(yīng)將除垢時(shí)間延長為20分鐘。實(shí)驗(yàn)結(jié)果同例1。實(shí)施例8其它條件同例6，但萃取機(jī)、反萃機(jī)除垢劑流量為3m3/h，相應(yīng)除垢時(shí)間延長為40分鐘。實(shí)驗(yàn)結(jié)果同例6。實(shí)施例9其它條件同例1，但萃取機(jī)除垢劑為初始濃度12w％的KOH溶液，測定發(fā)現(xiàn)，除垢前后相夾帶情況、萃取效果及除垢效果、裝置操作狀況同例1，但因KOH分子量大，同樣體積、重量百分濃度的溶液，其使用時(shí)間比NaOH有所減少。實(shí)施例10其它條件同例1，但反萃機(jī)除垢劑為初始濃度6w％的鹽酸溶液，測定發(fā)現(xiàn)，除垢前后相夾帶情況、萃取效果及除垢效果、裝置操作狀況同例1。實(shí)施例11其它條件同例1，但反萃機(jī)除垢劑為初始濃度6w％的硫酸溶液，測定發(fā)現(xiàn)，除垢前后相夾帶情況、萃取效果及除垢效果、裝置操作狀況同例1。但長時(shí)間使用后，發(fā)現(xiàn)反萃機(jī)轉(zhuǎn)鼓出現(xiàn)腐蝕斑點(diǎn)。實(shí)施例12其它條件同例1，但反萃機(jī)除垢劑為初始濃度6w％的硝酸溶液，測定發(fā)現(xiàn)，除垢前后相夾帶情況、萃取效果及除垢效果、裝置操作狀況同例1。權(quán)利要求1.一種環(huán)烷酸廢水萃取處理裝置中離心萃取機(jī)及離心反萃機(jī)的除垢方法，當(dāng)離心萃取機(jī)及離心反萃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間，積垢達(dá)到一定程度時(shí)，停止運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行除垢，其特征在于，分別向萃取機(jī)輸入除垢劑NaOH或KOH溶液，向反萃機(jī)輸入除垢劑無機(jī)酸溶液進(jìn)行連續(xù)洗滌，至萃取機(jī)及反萃機(jī)的積垢消失。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于萃取機(jī)除垢劑循環(huán)使用，NaOH或KOH的初始濃度8～12w％，當(dāng)NaOH或KOH濃度低于1w％時(shí)，中和排放。3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所說的無機(jī)酸溶液是H2SO4、HNO3、HCl及其混合溶液。4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于反萃機(jī)除垢劑循環(huán)使用，除垢劑是初始濃度4～6w％的H2SO4、HCl、HNO3溶液，當(dāng)除垢劑氫離子[H+]濃度低于0.1mol/l時(shí)，中和排放。5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于反萃機(jī)除垢劑循環(huán)使用，除垢劑是初始濃度4～6w％的HCl和1～2w％的HNO3的混和溶液，當(dāng)除垢劑氫離子[H+]濃度低于0.1mol/l時(shí)，中和排放。全文摘要一種環(huán)烷酸廢水萃取處理裝置中離心萃取機(jī)及離心反萃機(jī)的除垢方法,當(dāng)離心萃取機(jī)及離心反萃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間,結(jié)垢達(dá)到一定程度時(shí),停止運(yùn)轉(zhuǎn),進(jìn)行除垢,其特征在于,分別向萃取機(jī)輸入除垢劑NaOH或KOH溶液,向反萃機(jī)輸入除垢劑無機(jī)酸溶液進(jìn)行連續(xù)洗滌,至萃取機(jī)及反萃機(jī)的積垢消失。使用本發(fā)明的方法進(jìn)行除垢,可避免手工拆機(jī)、除垢及裝機(jī)操作,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,縮短除垢時(shí)間;同時(shí),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化除垢,做到及時(shí)除垢,使萃取機(jī)、反萃機(jī)及各沉降分離罐一直保持良好的操作狀態(tài),提高水處理效率,避免手工拆機(jī)造成的機(jī)件損傷和破壞。文檔編號(hào)C02F5/00GK1181357SQ9612042公開日1998年5月13日申請日期1996年10月28日優(yōu)先權(quán)日1996年10月28日發(fā)明者劉忠生,王忠福,周旗申請人:中國石油化工總公司,中國石油化工總公司撫順石油化工研究院