CN102320682B - 一种从含苯酚稀溶液中分离回收结晶苯酚的方法 - Google Patents
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Abstract
一种从含苯酚稀溶液中分离回收结晶苯酚的方法是将低浓度苯酚废水或溶液循环通入渗透气化装置，利用对苯酚具有优良选择性能的渗透汽化膜将苯酚蒸汽富集于被液氮冷却的低真空苯酚收集器中，收集器中添加金属丝网填料作为苯酚结晶基体。本发明用于含低浓度苯酚废水的处理并可回收得到结晶苯酚，无需添加化学试剂消除了二次污染，实现了对废水的节能减排和资源化回收，是一种环境友好的高效分离技术。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用渗透气化膜分离技术处理含低浓度苯酚溶液的方法，尤其是一种能够直接回收得到结晶纯苯酚的方法。
背景技术
苯酚是制药、塑料、石油化工以及杀虫剂工业中的重要原料，也是石油化工、石油炼制、酚醛树脂、煤炭转化以及杀虫剂等工业产生的工业废水中常见的污染物。由于苯酚具有极高的毒性且难以生物降解，工业含酚废水处理以及稀溶液中苯酚的有效回收一直是环境污染领域中具有重要意义的课题。
现有的含酚废水处理技术如催化氧化（如中国专利ZL02144567.2、CN1017987B）以及生物法（如中国专利ZL200610012071.9）只能使废水中苯酚降解而不能回收苯酚；而传统的苯酚回收方法如溶剂萃取（CN1012209957、CN1450006）、活性碳或聚合物吸附（如ZL200510037861.8、ZL200310109698.2、CN1005914B）以及膜分离（如CN101077798）等技术也存在能耗大成本高，易产生二次污染且工艺流程复杂等缺点，而且均得不到结晶态纯苯酚。
发明内容
本发明以处理低浓度苯酚废水或从含苯酚稀溶液或废水中直接回收高纯度结晶苯酚为目的，以解决现有处理含苯酚废水工艺复杂、能耗大成本高、易产生二次污染的不足，进而提出一种利用渗透气化技术分离稀溶液中苯酚并直接回收得到结晶苯酚的方法，从而实现对含苯酚废水的节能减排和苯酚的资源化回收。
本发明的目的是这样实现的，苯酚在常温下的溶解度为8.7 wt%（25 oC），采用渗透气化技术并通过对苯酚具有优良选择性能的渗透汽化膜（如聚醚嵌段聚酰胺等）可将苯酚从稀溶液中分离富集，在超低真空度下透过渗透汽化膜的苯酚蒸汽的含量可达20 wt%左右，在被液氮冷却的苯酚收集器（内装填有金属丝网填料）中水蒸气和苯酚蒸汽迅速结晶为晶体。由于苯酚与水蒸气的结晶温度不同，苯酚蒸气首先在填料表面结晶富集，而水蒸气则主要在收集器底部结晶富集。将苯酚收集器取出于常温下放置一段时间，含部分苯酚的结晶水溶解为苯酚溶液聚集在收集器底部，金属丝网填料表面则布满未溶解的苯酚晶体，取出填料后即可回收得到结晶苯酚（或将布满结晶苯酚的填料加热至43 oC以上即得到纯苯酚液体，冷却至常温得到苯酚晶体）。
本发明通过实施上述技术方案的优点与创新之处在于：（1）利用渗透气化技术和对苯酚等有机物有优良选择性能的渗透汽化膜可以直接得到结晶苯酚，尤其适合低浓度含酚溶液或废水的处理及苯酚的回收；（2）分离过程在常温（低于80 oC）下操作，废水处理成本低且分离效率高；（3）整个分离回收过程无需添加化学试剂，消除了二次污染，达到了节能减排和苯酚资源化回收的目的。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
实施例1
将浓度为6000 ppm的苯酚溶液1 L置于三口烧瓶中通过电加热套加热到70 oC，用泵将溶液循环注入小型渗透气化膜分离装置，同时将真空泵入口与苯酚收集器连接并将透过膜的苯酚蒸汽连续抽入，苯酚收集器中加入不锈钢丝网填料并将收集器浸入液氮中冷却，维持收集器中的真空度低于1 mbar，连续运行4小时后取出苯酚收集器，室温下放置15 min后取出丝网填料，填料表面分布有白色结晶的纯苯酚，收集后可得到2.2 g结晶苯酚。
实施例2
将浓度为3000 ppm的苯酚溶液1.5 L置于三口烧瓶中通过电加热套加热到80 oC，用泵将溶液循环注入小型渗透气化膜分离装置，同时将真空泵入口与苯酚收集器连接并将透过膜的苯酚蒸汽连续抽入，苯酚收集器中加入不锈钢丝网填料并将收集器浸入液氮中冷却，维持收集器中的真空度低于1 mbar，连续运行6小时后取出苯酚收集器，室温下放置20 min后取出丝网填料，填料表面分布有白色结晶的纯苯酚，收集后可得到1.8 g结晶苯酚。
实施例3
将浓度为5000 ppm的苯酚溶液1.0 L置于三口烧瓶中通过电加热套加热到60 oC，用泵将溶液循环注入小型渗透气化膜分离装置，同时将真空泵入口与苯酚收集器连接并将透过膜的苯酚蒸汽连续抽入，苯酚收集器中加入不锈钢丝网填料并将收集器浸入液氮中冷却，维持收集器中的真空度低于1 mbar，连续运行6小时后取出苯酚收集器，室温下放置15 min后取出丝网填料，填料表面分布有白色结晶的纯苯酚，收集后可得到1.2 g结晶苯酚。
实施例4
将浓度为8000 ppm的苯酚溶液1.5 L置于三口烧瓶中通过电加热套加热到80 oC，用泵将溶液循环注入小型渗透气化膜分离装置，同时将真空泵入口与苯酚收集器连接并将透过膜的苯酚蒸汽连续抽入，苯酚收集器中加入不锈钢丝网填料并将收集器浸入液氮中冷却，维持收集器中的真空度低于1 mbar，连续运行5小时后取出苯酚收集器，室温下放置20 min后取出丝网填料，填料表面分布有白色结晶的纯苯酚，收集后可得到5.8 g结晶苯酚。
Claims (1)
1.一种从含苯酚稀溶液中分离回收结晶苯酚的方法，其所述方法下列步骤进行：
（1）将含苯酚稀溶液加热到60~80 oC，用泵将苯酚溶液连续循环通过渗透气化膜分离装置，同时在膜分离装置的另一侧用真空泵将透过膜的苯酚蒸汽连续抽入被液氮冷却的结晶苯酚收集器；
（2）连续运行3~6 h后将苯酚收集器取出在常温下放置10~20 min，然后将装填于收集器中的金属丝网填料取出，丝网填料上分布有已结晶的纯苯酚白色晶体，收集器底部残留液体为含苯酚溶液；
所述含苯酚稀溶液是指苯酚浓度小于10000 ppm的低浓度苯酚溶液或废水；
所述渗透气化膜是对苯酚有优良选择性能的有机膜；
所述苯酚收集器为装填有金属丝网填料的圆柱形金属或石英玻璃容器；
所述苯酚收集器中维持真空度低于1 mbar。
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