CN102863330A - 一种从pta工艺废水分离精制工业苯甲酸的方法 - Google Patents

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Abstract

一种从PTA工艺废水分离精制工业苯甲酸的方法，包括以下步骤：（1）将PTA工艺废水加热至95-105℃，通过离心分离得到对苯二甲酸固体和含苯甲酸、钴、锰的混合液体；（2）将含苯甲酸、钴、锰的混合液体通过夹套式反应器进行冷却，冷却后的混合液体采用隔膜板框压滤机过滤得到苯甲酸初品；（3）苯甲酸初品通过带式烘干机进行烘干；（4）烘干后的苯甲酸初品进入预溶釜升温至100-110℃进行真空脱水；（5）真空脱水后的苯甲酸初品进入精馏塔，先升温熔融至液态，再继续加热至汽化，汽化后的产品通过冷凝器进行冷却；（6）冷凝后的产品输入切片机，切片机冷却制片，得到工业级苯甲酸成品。该工艺回收率高，能耗低，循环利用热能，节能环保。

Description

一种从PTA工艺废水分离精制工业苯甲酸的方法
技术领域
 本发明公开了一种从PTA工艺废水分离精制工业苯甲酸的方法。
背景技术
对苯二甲酸(PTA)生产过程中产生氧化残渣、废水的处理一直是环保工作的难题，在PTA生产过程中，所产生的废水中含有大量的苯甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸等有机化合物外，还含有钴、锰盐等无机化合物。其中醋酸钴、醋酸锰是对苯二甲酸生产中的催化剂，催化剂使用一段时间后，其催化活性减弱，随着打浆废水排出。在处理废水、氧化残渣时，其技术核心包括废水中苯甲酸、对苯二甲酸分离及其纯化和钴、锰催化剂的回收。
目前对化纤行业PTA生产废水的综合利用，国内也有不少人做过研究工作。以往从PTA生产废水中回收的产品都是苯甲酸与对苯二甲酸混合物，有的是采用离子交换法，有的是采用萃取法，二种技术上都存在一定的缺陷。离子交换法得到的解吸液，苯甲酸与对苯二甲酸浓度低，浓缩结晶时，不仅耗能，而且产品中杂质较高。单一萃取法生产时，由于废水中含大量的有机物，长时间运行后，萃取剂会发生中毒现象，使其萃取能力下降，甚至失效。如东北大学材料与冶金学院采用萃取-结晶法回收PTA生产废水中的对苯二甲酸与苯甲酸，返回作催化剂用。辽阳石油化纤公司赵俊普等提出了采用离子交换树脂吸附的方法，经过醋酸钠解吸，浓缩结晶，得到了对苯二甲酸与苯甲酸，但不能将对苯二甲酸与苯甲酸分离，不能达到生产工业对苯二甲酸与苯甲酸的目的。南京理工大学环境工程设计研究所发表的《PTA废液回收利用技术》中也只能生产对苯二甲酸与苯甲酸混合物。文献称该方法可以解决对苯二甲酸残渣液的污染问题，从中可回收大量固体对苯二甲酸残渣等可利用的化工原料。其它如辽阳石化、仪征化纤、洛阳石化等单位都发表过文章，其工艺虽然不同，但都难以实现对苯二甲酸与苯甲酸分离。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种从PTA工艺废水分离精制工业苯甲酸的方法，该工艺回收率高，能耗低，循环利用热能，节能环保。
为解决上述技术问题，本发明一种从PTA工艺废水分离精制工业苯甲酸的方法，包括以下步骤：
（1）将PTA工艺废水加热至95-105℃，通过卧式刮刀卸料离心机离心分离得到对苯二甲酸固体和含苯甲酸、钴、锰的混合液体；
（2）将含苯甲酸、钴、锰的混合液体通过夹套式反应器进行冷却，使得混合液体的温度降至20-30℃，冷却后的混合液体采用隔膜板框压滤机过滤之后得到苯甲酸初品；所述夹套式反应器的夹套中的流体是水；所述夹套式反应器的余热由板式换热器收集；
（3）苯甲酸初品通过带式烘干机进行烘干，带式烘干机的热能为所述板式换热器收集的余热；
（4）经带式烘干机烘干后的苯甲酸初品，进入预溶釜升温至100-110℃进行真空脱水，在反应釜排气口与真空机组的气相管线连接处设置冷凝器，用于回收真空脱水过程中随气体排放的苯甲酸；
（5）真空脱水后的苯甲酸初品进入精馏塔，先升温至150-160℃熔融至液态，再继续加热至250-260℃汽化，汽化后的产品通过精馏塔顶的冷凝器进行冷却；
（6）冷凝后的产品通过保温料管道输入切片机，切片机冷却制片，切片机冷凝水相出口温度控制在50℃以下，得到工业级苯甲酸成品。
优选地，步骤（2）中所述隔膜板框压滤机的隔膜挤压压力为20-25KG。
优选地，步骤（5）中所述精馏塔冷凝器的冷凝剂为导热油。
优选地，步骤（4）中的真空机组的气相管线、步骤（6）中所述保温料管道、切片机的保温系统采用导热油保温。
优选地，步骤（6）中所述切片机的吸尘罩末端设有布袋除尘器。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：第一，采用离子交换和萃取工艺，通过隔膜板框压滤机，分离苯甲酸和钴锰混合液体并进行水相富集。第二，带式烘干机的热源来自于板式换热器收集的来自于夹套式反应器的余热，充分利用余热，节能环保，不仅提高了产品回收率，同时降低了能源消耗。第三，在脱水釜排气口添加冷凝器，冷凝回收脱水过程中随气体排放的微量苯甲酸，使苯甲酸回收率得到提高，通过冷凝器冷凝的气体进入真空系统后温度大大降低，水环泵的使用水补充量大大减少，降低水耗。第四，采用导热油为冷凝剂进入精馏塔顶端的冷凝器进行冷却，解决了冷凝工序原先采用水冷凝方式，在生产过程中需要不断补充冷却水，不仅浪费水源而且由于水相直接进入冷凝器，操作时难以控制好冷凝温度的难题。第五，设备原有保温系统以往全部采用蒸汽保温，生产过程中产生了两条供热系统（导热油管线、蒸汽管线），大大增加了热能损耗，针对此环节，对设备伴热系统加以改进，所有设备保温系统采用导热油伴热，这样有效节约了能源，由于导热油温度温度可以达到260℃左右，而蒸汽保温温度在150℃左右，遇到管道物料堵塞情况时，可以将伴热系统导热油温度提高，从而达到迅速融化管道堵塞物料的目的，改变了过去蒸汽保温融化慢的弊端。第六，切片机制片时产生的粉尘较多，过去通过吸收塔风道吸收粉尘，部分苯甲酸产品直接进入尾气吸收系统，得不到回收，许多产品在此白白流失，针对此环节，在切片机吸尘罩末端增加布袋除尘器，制片时产生的粉尘经过布袋除尘器后再进入尾气吸收塔，布袋除尘器回收制片机产生的粉尘，作为苯甲酸产品包装，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0.1%。
具体实施方式
 一种从PTA工艺废水分离精制工业苯甲酸的方法，包括以下步骤：
（1）将PTA工艺废水加热至95-105℃，通过卧式刮刀卸料离心机离心分离得到对苯二甲酸固体和含苯甲酸、钴、锰的混合液体；
（2）将含苯甲酸、钴、锰的混合液体通过夹套式反应器进行冷却，使得混合液体的温度降至20-30℃，冷却后的混合液体采用隔膜板框压滤机过滤之后得到苯甲酸初品；所述夹套式反应器的夹套中的流体是水；所述夹套式反应器的余热由板式换热器收集；
（3）苯甲酸初品通过带式烘干机进行烘干，带式烘干机的热能为所述板式换热器收集的余热；
（4）经带式烘干机烘干后的苯甲酸初品，进入预溶釜升温至100-110℃进行真空脱水，在反应釜排气口与真空机组的气相管线连接处设置冷凝器回收真空脱水过程中随气体排放的苯甲酸；
（5）真空脱水后的苯甲酸初品进入精馏塔，先升温至150-160℃熔融至液态，再继续加热至250-260℃汽化，汽化后的产品通过精馏塔顶的冷凝器进行冷却；
（6）冷凝后的产品通过保温料管道输入切片机，切片机冷却制片，切片机的冷却液出口温度控制在50℃以下，得到工业级苯甲酸成品。
优选地，步骤（2）中所述隔膜板框压滤机的隔膜挤压压力为20-25KG。
优选地，步骤（5）中所述冷凝器的冷凝剂为导热油。
优选地，步骤（4）中的真空机组的气相管线、步骤（6）中所述保温料管道、切片机的保温系统采用导热油保温。
优选地，步骤（6）中所述切片机的吸尘罩末端设有布袋除尘器。
 步骤（2）中混合液体通过夹套式反应器，经过水降温，使混合液体温度从95-105℃降至20-30℃左右，通过隔膜板框压滤机分离得到含水40%苯甲酸初品和含钴锰液体，含钴锰液体进入钴锰回收装置回收钴锰。在步骤（2）分离程序中改变以往普通压滤方式，增加新型隔膜板框压滤机，隔膜挤压压力达到20-25KG，通过隔膜对滤饼的挤压，在原压滤机的滤饼含水（60%）的基础上，降低20%水份。步骤（2）中通过夹套的出口水相温度大大提高,温度约80℃左右，通过板式换热器收集余热。
步骤（2）得到的苯甲酸初品（含水约40%），通过带式烘干机利用板式换热器收集的余热作为烘干热能，进行烘干，使苯甲酸初品水分大大降低，烘干后水份25%左右。

Claims (4)

1.一种从PTA工艺废水分离精制工业苯甲酸的方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）将PTA工艺废水加热至95-105℃，通过卧式刮刀卸料离心机离心分离得到对苯二甲酸固体和含苯甲酸、钴、锰的混合液体；
（2）将含苯甲酸、钴、锰的混合液体通过夹套式反应器进行冷却，使得混合液体的温度降至20-30℃，冷却后的混合液体采用隔膜板框压滤机过滤得到苯甲酸初品；所述夹套式反应器的夹套中的流体是水；所述夹套式反应器的余热由板式换热器收集；
（3）苯甲酸初品通过带式烘干机进行烘干，带式烘干机的热能为所述板式换热器收集的余热；
（4）经带式烘干机烘干后的苯甲酸初品，进入预溶釜升温至100-110℃进行真空脱水，在反应釜排气口设有冷凝器用于回收真空脱水过程中随气体排放的苯甲酸；
（5）真空脱水后的苯甲酸初品进入精馏塔，先升温至150-160℃熔融至液态，再继续加热至250-260℃汽化，汽化后的产品通过精馏塔塔顶的冷凝器进行冷却；
（6）冷凝后的产品通过保温料管道输入切片机，切片机冷却制片，得到工业级苯甲酸成品。
2.根据权利要求1所述的从PTA工艺废水分离精制工业苯甲酸的方法，其特征在于，步骤（2）中所述隔膜板框压滤机的隔膜挤压压力为20-25KG。
3.根据权利要求1或2所述的从PTA工艺废水分离精制工业苯甲酸的方法，其特征在于，步骤（5）中所述冷凝器的冷凝剂为导热油。
4.根据权利要求3所述的从PTA工艺废水分离精制工业苯甲酸的方法，其特征在于，步骤（6）中所述切片机的吸尘罩末端设有布袋除尘器。
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