專利名稱：一種從pta工藝廢水分離精制工業(yè)苯甲酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種從PTA工藝廢水分離精制工業(yè)苯甲酸的方法。
背景技術(shù)：
對(duì)苯二甲酸(PTA)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生氧化殘?jiān)?、廢水的處理一直是環(huán)保工作的難題，在PTA生產(chǎn)過(guò)程中，所產(chǎn)生的廢水中含有大量的苯甲酸、對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸等有機(jī)化合物外，還含有鈷、錳鹽等無(wú)機(jī)化合物。其中醋酸鈷、醋酸錳是對(duì)苯二甲酸生產(chǎn)中的催化劑，催化劑使用一段時(shí)間后，其催化活性減弱，隨著打漿廢水排出。在處理廢水、氧化殘?jiān)鼤r(shí)，其技術(shù)核心包括廢水中苯甲酸、對(duì)苯二甲酸分離及其純化和鈷、錳催化劑的回收。目前對(duì)化纖行業(yè)PTA生產(chǎn)廢水的綜合利用，國(guó)內(nèi)也有不少人做過(guò)研究工作。以往從PTA生產(chǎn)廢水中回收的產(chǎn)品都是苯甲酸與對(duì)苯二甲酸混合物，有的是采用離子交換法， 有的是采用萃取法，二種技術(shù)上都存在一定的缺陷。離子交換法得到的解吸液，苯甲酸與對(duì)苯二甲酸濃度低，濃縮結(jié)晶時(shí)，不僅耗能，而且產(chǎn)品中雜質(zhì)較高。單一萃取法生產(chǎn)時(shí)，由于廢水中含大量的有機(jī)物，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，萃取劑會(huì)發(fā)生中毒現(xiàn)象，使其萃取能力下降，甚至失效。如東北大學(xué)材料與冶金學(xué)院采用萃取-結(jié)晶法回收PTA生產(chǎn)廢水中的對(duì)苯二甲酸與苯甲酸，返回作催化劑用。遼陽(yáng)石油化纖公司趙俊普等提出了采用離子交換樹脂吸附的方法，經(jīng)過(guò)醋酸鈉解吸，濃縮結(jié)晶，得到了對(duì)苯二甲酸與苯甲酸，但不能將對(duì)苯二甲酸與苯甲酸分離，不能達(dá)到生產(chǎn)工業(yè)對(duì)苯二甲酸與苯甲酸的目的。南京理工大學(xué)環(huán)境工程設(shè)計(jì)研究所發(fā)表的《PTA廢液回收利用技術(shù)》中也只能生產(chǎn)對(duì)苯二甲酸與苯甲酸混合物。文獻(xiàn)稱該方法可以解決對(duì)苯二甲酸殘?jiān)旱奈廴締栴}，從中可回收大量固體對(duì)苯二甲酸殘?jiān)瓤衫玫幕ぴ稀Ｆ渌邕|陽(yáng)石化、儀征化纖、洛陽(yáng)石化等單位都發(fā)表過(guò)文章，其工藝雖然不同，但都難以實(shí)現(xiàn)對(duì)苯二甲酸與苯甲酸分離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種從PTA工藝廢水分離精制工業(yè)苯甲酸的方法，該工藝回收率高，能耗低，循環(huán)利用熱能，節(jié)能環(huán)保。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種從PTA工藝廢水分離精制工業(yè)苯甲酸的方法，包括以下步驟
(1)將PTA工藝廢水加熱至95-105°C，通過(guò)臥式刮刀卸料離心機(jī)離心分離得到對(duì)苯二甲酸固體和含苯甲酸、鈷、錳的混合液體；
(2)將含苯甲酸、鈷、錳的混合液體通過(guò)夾套式反應(yīng)器進(jìn)行冷卻，使得混合液體的溫度降至20-30°C，冷卻后的混合液體采用隔膜板框壓濾機(jī)過(guò)濾之后得到苯甲酸初品；所述夾套式反應(yīng)器的夾套中的流體是水；所述夾套式反應(yīng)器的余熱由板式換熱器收集；
(3)苯甲酸初品通過(guò)帶式烘干機(jī)進(jìn)行烘干，帶式烘干機(jī)的熱能為所述板式換熱器收集的余熱；
(4)經(jīng)帶式烘干機(jī)烘干后的苯甲酸初品，進(jìn)入預(yù)溶釜升溫至100-110°C進(jìn)行真空脫水，在反應(yīng)釜排氣口與真空機(jī)組的氣相管線連接處設(shè)置冷凝器，用于回收真空脫水過(guò)程中隨氣體排放的苯甲酸； (5)真空脫水后的苯甲酸初品進(jìn)入精餾塔，先升溫至150-160°C熔融至液態(tài)，再繼續(xù)加熱至250-260°C汽化，汽化后的產(chǎn)品通過(guò)精餾塔頂?shù)睦淠鬟M(jìn)行冷卻；
(6)冷凝后的產(chǎn)品通過(guò)保溫料管道輸入切片機(jī)，切片機(jī)冷卻制片，切片機(jī)冷凝水相出口溫度控制在50°C以下，得到工業(yè)級(jí)苯甲酸成品。優(yōu)選地，步驟(2)中所述隔膜板框壓濾機(jī)的隔膜擠壓壓力為20-25KG。優(yōu)選地，步驟(5)中所述精餾塔冷凝器的冷凝劑為導(dǎo)熱油。優(yōu)選地，步驟(4)中的真空機(jī)組的氣相管線、步驟(6)中所述保溫料管道、切片機(jī)的保溫系統(tǒng)采用導(dǎo)熱油保溫。優(yōu)選地，步驟(6)中所述切片機(jī)的吸塵罩末端設(shè)有布袋除塵器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果第一，采用離子交換和萃取工藝，通過(guò)隔膜板框壓濾機(jī)，分離苯甲酸和鈷錳混合液體并進(jìn)行水相富集。第二，帶式烘干機(jī)的熱源來(lái)自于板式換熱器收集的來(lái)自于夾套式反應(yīng)器的余熱，充分利用余熱，節(jié)能環(huán)保，不僅提高了產(chǎn)品回收率，同時(shí)降低了能源消耗。第三，在脫水釜排氣口添加冷凝器，冷凝回收脫水過(guò)程中隨氣體排放的微量苯甲酸，使苯甲酸回收率得到提高，通過(guò)冷凝器冷凝的氣體進(jìn)入真空系統(tǒng)后溫度大大降低，水環(huán)泵的使用水補(bǔ)充量大大減少，降低水耗。第四，采用導(dǎo)熱油為冷凝劑進(jìn)入精餾塔頂端的冷凝器進(jìn)行冷卻，解決了冷凝工序原先采用水冷凝方式，在生產(chǎn)過(guò)程中需要不斷補(bǔ)充冷卻水，不僅浪費(fèi)水源而且由于水相直接進(jìn)入冷凝器，操作時(shí)難以控制好冷凝溫度的難題。第五，設(shè)備原有保溫系統(tǒng)以往全部采用蒸汽保溫，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了兩條供熱系統(tǒng)(導(dǎo)熱油管線、蒸汽管線)，大大增加了熱能損耗，針對(duì)此環(huán)節(jié)，對(duì)設(shè)備伴熱系統(tǒng)加以改進(jìn)，所有設(shè)備保溫系統(tǒng)采用導(dǎo)熱油伴熱，這樣有效節(jié)約了能源，由于導(dǎo)熱油溫度溫度可以達(dá)到260°C左右，而蒸汽保溫溫度在150°C左右，遇到管道物料堵塞情況時(shí)，可以將伴熱系統(tǒng)導(dǎo)熱油溫度提高，從而達(dá)到迅速融化管道堵塞物料的目的，改變了過(guò)去蒸汽保溫融化慢的弊端。第六，切片機(jī)制片時(shí)產(chǎn)生的粉塵較多，過(guò)去通過(guò)吸收塔風(fēng)道吸收粉塵，部分苯甲酸產(chǎn)品直接進(jìn)入尾氣吸收系統(tǒng)，得不到回收，許多產(chǎn)品在此白白流失，針對(duì)此環(huán)節(jié)，在切片機(jī)吸塵罩末端增加布袋除塵器，制片時(shí)產(chǎn)生的粉塵經(jīng)過(guò)布袋除塵器后再進(jìn)入尾氣吸收塔，布袋除塵器回收制片機(jī)產(chǎn)生的粉塵，作為苯甲酸產(chǎn)品包裝，提高回收率。第七，回收率高，苯甲酸全流程回收率大于90%，除去苯甲酸后水溶液中苯甲酸含量小于O. 1%。
具體實(shí)施例方式一種從PTA工藝廢水分離精制工業(yè)苯甲酸的方法，包括以下步驟
(1)將PTA工藝廢水加熱至95-105°C，通過(guò)臥式刮刀卸料離心機(jī)離心分離得到對(duì)苯二甲酸固體和含苯甲酸、鈷、錳的混合液體；
(2)將含苯甲酸、鈷、錳的混合液體通過(guò)夾套式反應(yīng)器進(jìn)行冷卻，使得混合液體的溫度降至20-30°C，冷卻后的混合液體采用隔膜板框壓濾機(jī)過(guò)濾之后得到苯甲酸初品；所述夾套式反應(yīng)器的夾套中的流體是水；所述夾套式反應(yīng)器的余熱由板式換熱器收集；
(3)苯甲酸初品通過(guò)帶式烘干機(jī)進(jìn)行烘干，帶式烘干機(jī)的熱能為所述板式換熱器收集的余熱；(4)經(jīng)帶式烘干機(jī)烘干后的苯甲酸初品，進(jìn)入預(yù)溶釜升溫至100-110°C進(jìn)行真空脫水，在反應(yīng)釜排氣口與真空機(jī)組的氣相管線連接處設(shè)置冷凝器回收真空脫水過(guò)程中隨氣體排放的苯甲酸；
(5)真空脫水后的苯甲酸初品進(jìn)入精餾塔，先升溫至150-160°C熔融至液態(tài)，再繼續(xù)加熱至250-260°C汽化，汽化后的產(chǎn)品通過(guò)精餾塔頂?shù)睦淠鬟M(jìn)行冷卻；
(6)冷凝后的產(chǎn)品通過(guò)保溫料管道輸入切片機(jī)，切片機(jī)冷卻制片，切片機(jī)的冷卻液出口溫度控制在50°C以下，得到工業(yè)級(jí)苯甲酸成品。優(yōu)選地，步驟(2)中所述隔膜板框壓濾機(jī)的隔膜擠壓壓力為20-25KG。優(yōu)選地，步驟(5)中所述冷凝器的冷凝劑為導(dǎo)熱油。優(yōu)選地，步驟(4)中的真空機(jī)組的氣相管線、步驟(6)中所述保溫料管道、切片機(jī) 的保溫系統(tǒng)采用導(dǎo)熱油保溫。優(yōu)選地，步驟(6)中所述切片機(jī)的吸塵罩末端設(shè)有布袋除塵器。步驟(2)中混合液體通過(guò)夾套式反應(yīng)器，經(jīng)過(guò)水降溫，使混合液體溫度從95-105°C降至20-30°C左右，通過(guò)隔膜板框壓濾機(jī)分離得到含水40%苯甲酸初品和含鈷錳液體，含鈷錳液體進(jìn)入鈷錳回收裝置回收鈷錳。在步驟(2)分離程序中改變以往普通壓濾方式，增加新型隔膜板框壓濾機(jī)，隔膜擠壓壓力達(dá)到20-25KG，通過(guò)隔膜對(duì)濾餅的擠壓，在原壓濾機(jī)的濾餅含水(60%)的基礎(chǔ)上，降低20%水份。步驟(2)中通過(guò)夾套的出口水相溫度大大提高，溫度約80°C左右，通過(guò)板式換熱器收集余熱。步驟(2)得到的苯甲酸初品(含水約40%)，通過(guò)帶式烘干機(jī)利用板式換熱器收集的余熱作為烘干熱能，進(jìn)行烘干，使苯甲酸初品水分大大降低，烘干后水份25%左右。
權(quán)利要求
1.一種從PTA工藝廢水分離精制工業(yè)苯甲酸的方法，其特征是，包括以下步驟 (1)將PTA工藝廢水加熱至95-105°C，通過(guò)臥式刮刀卸料離心機(jī)離心分離得到對(duì)苯二甲酸固體和含苯甲酸、鈷、錳的混合液體； (2)將含苯甲酸、鈷、錳的混合液體通過(guò)夾套式反應(yīng)器進(jìn)行冷卻，使得混合液體的溫度降至20-30°C，冷卻后的混合液體采用隔膜板框壓濾機(jī)過(guò)濾得到苯甲酸初品；所述夾套式反應(yīng)器的夾套中的流體是水；所述夾套式反應(yīng)器的余熱由板式換熱器收集； (3)苯甲酸初品通過(guò)帶式烘干機(jī)進(jìn)行烘干，帶式烘干機(jī)的熱能為所述板式換熱器收集的余熱； (4)經(jīng)帶式烘干機(jī)烘干后的苯甲酸初品，進(jìn)入預(yù)溶釜升溫至100-110°C進(jìn)行真空脫水，在反應(yīng)釜排氣口設(shè)有冷凝器用于回收真空脫水過(guò)程中隨氣體排放的苯甲酸； (5)真空脫水后的苯甲酸初品進(jìn)入精餾塔，先升溫至150-160°C熔融至液態(tài)，再繼續(xù)加熱至250-260°C汽化，汽化后的產(chǎn)品通過(guò)精餾塔塔頂?shù)睦淠鬟M(jìn)行冷卻； (6)冷凝后的產(chǎn)品通過(guò)保溫料管道輸入切片機(jī)，切片機(jī)冷卻制片，得到工業(yè)級(jí)苯甲酸成品O
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的從PTA工藝廢水分離精制工業(yè)苯甲酸的方法，其特征在于，步驟(2)中所述隔膜板框壓濾機(jī)的隔膜擠壓壓力為20-25KG。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的從PTA工藝廢水分離精制工業(yè)苯甲酸的方法，其特征在于，步驟(5)中所述冷凝器的冷凝劑為導(dǎo)熱油。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的從PTA工藝廢水分離精制工業(yè)苯甲酸的方法，其特征在于，步驟(6)中所述切片機(jī)的吸塵罩末端設(shè)有布袋除塵器。
全文摘要
一種從PTA工藝廢水分離精制工業(yè)苯甲酸的方法，包括以下步驟(1)將PTA工藝廢水加熱至95-105℃，通過(guò)離心分離得到對(duì)苯二甲酸固體和含苯甲酸、鈷、錳的混合液體；(2)將含苯甲酸、鈷、錳的混合液體通過(guò)夾套式反應(yīng)器進(jìn)行冷卻，冷卻后的混合液體采用隔膜板框壓濾機(jī)過(guò)濾得到苯甲酸初品；(3)苯甲酸初品通過(guò)帶式烘干機(jī)進(jìn)行烘干；(4)烘干后的苯甲酸初品進(jìn)入預(yù)溶釜升溫至100-110℃進(jìn)行真空脫水；(5)真空脫水后的苯甲酸初品進(jìn)入精餾塔，先升溫熔融至液態(tài)，再繼續(xù)加熱至汽化，汽化后的產(chǎn)品通過(guò)冷凝器進(jìn)行冷卻；(6)冷凝后的產(chǎn)品輸入切片機(jī)，切片機(jī)冷卻制片，得到工業(yè)級(jí)苯甲酸成品。該工藝回收率高，能耗低，循環(huán)利用熱能，節(jié)能環(huán)保。
文檔編號(hào)C07C63/06GK102863330SQ201210372968
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者陳長(zhǎng)征, 陳久永 申請(qǐng)人:儀征市茂瑞化工有限公司