CN104031943A - 一种双乙烯酮精馏残渣处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化工领域，是一种双乙烯酮精馏残渣处理工艺，解决了现有技术中双乙烯酮精馏残渣废液中丙酮提取率低，纯度低，整体工艺时间长，效率低，处理后排出的液体残渣等处理不彻底的问题，本发明采用减压蒸馏后进行发酵处理，利用生物菌对有害物质进行分解的方法，其工艺简单，生产效率高，处理废水废渣彻底，生产中产生的沼气可用于加热蒸馏罐，也可以给生产中其它工艺步骤提供热能或动力，能量循环利用，更为节能环保，适宜推广应用。

Description

一种双乙烯酮精馏残渣处理工艺

技术领域

本发明涉及化工领域，是一种双乙烯酮精馏残渣处理工艺。

背景技术

双乙烯酮在生产过程中不可避免的产生残渣和废水，一般来讲，双乙烯酮与醋酸反应生成醋酐，丙酮，二氧化碳等物质，醋酐和水反应生成醋酸，以及无法处理的固体残渣，现有技术中这种固体残渣一般作为固体燃料使用，但是化工原料作为燃料使用不可避免的带来环境污染；传统的工艺对双乙烯酮在生产过程中产生的残渣和废水往往采用水解的方法进行处理，在水解反应釜内进行升温，滴加，保温，常压出料，负压出料，水解过程缓慢，而且生产链条中的一个环节出现问题，就会造成整个水解处理链条瘫痪，从而影响整个生产，而且，现有技术水解处理废渣废液的工艺生产效率慢，有害成分处理不彻底，对环境造成不利影响。

现有技术中虽然有针对双乙烯酮生产残渣废水的处理方法，如CN103113186A介绍了一种双乙烯酮生产残渣的处理方法及装置，通过串联的水解釜和管道，进行残渣稀释液滴加，升温，保温，以及常压出料，负压出料以及提取浓渣几个步骤，将原来水解工序的间断式生产变成半连续性生产，使得水解工序处理能力大幅加强，并且使丙酮得到有效回收，减少环境污染。

现有技术中还有应用复合菌种处理双乙烯酮生产废液的方法，ZL200810020814.6将双乙烯酮生产废液在废液调节池内用石灰乳调节pH至7-8，送入UASB厌氧反应池，应用生活污水处理厂的污泥和柠檬酸厂污水处理使用的甲烷菌处理，使双乙烯酮生产废液中的化学需氧量(COD)去除96％以上，废气经池顶排出，进入废气收集装置，焚烧，无污染排出，废液调节池中的少量残渣定期清理即可。但是，这种工艺处理方法慢，应用大量石灰乳，使得水的pH值偏高，无法直接排出或进行有效利用，即便是循环使用，也不可能将所有的处理后的废水都应用上，如果在处理后排放前调节pH值，则成本造价太高，如果像ZL200810020814.6将废水进入裂解炉，进行再加工，那么工序复杂。并且，该技术无法有效的去除丙酮等残留。

丙酮，无色液体，具有令人愉快的气味(辛辣甜味)。易挥发。能与水、乙醇、N，N-二甲基甲酰胺、氯仿、乙醚及大多数油类混溶。相对密度(水＝1)0.79’。熔点-94.7℃。沸点56.5℃。折光率1.3588。闪点-20℃。易燃。半数致死量(大鼠，经口)10.7ml/kg。有刺激性。丙酮是重要的有机合成原料，用于生产环氧树脂，聚碳酸酯，有机玻璃，医药，农药等。亦是良好溶剂，用于涂料、黏结剂、钢瓶乙炔等。也用作稀释剂，清洗剂，萃取剂。还是制造醋酐、双丙酮醇、氯仿、碘仿、环氧树脂、聚异戊二烯橡胶、甲基丙烯酸甲酯等的重要原料。在无烟火药、赛璐珞、醋酸纤维、喷漆等工业中用作溶剂。在油脂等工业中用作提取剂。

如何在工艺过程中提取出有用的丙酮，而不是将其分解，是一种节省资源、提高效率、创造效益的有效途径。但是如何能达到这一目标，是现有技术中无法解决的技术难题；并且，如何将废水废渣进行有效的，彻底的处理，使其能进行重复利用或者达到排放标准，也是现有技术中无法解决的技术难题。

发明内容

本发明的一个目的是为解决上述现有技术提取利用率低，分解不彻底，容易造成污染等问题，提供一种用于双乙烯酮精馏残渣处理工艺。

本发明的另一个目的是提供一种双乙烯酮精馏残渣处理工艺所应用的设备。

为实现上述目的，本发明的一个技术方案提供了一种用于双乙烯酮精馏残渣处理工艺，该工艺是按照下述步骤进行操作的：

A.双乙烯酮精馏残渣与废液按照1∶1-2比例混合，混合物中加入粉煤灰和水，按质量比混合物与粉煤灰和水的比例为1∶0.2-2∶1-5，混合后搅拌15-30分钟，形成浆液；

双乙烯酮精馏残渣是指双乙烯酮制备工艺完成后形成的废渣，废液是指双乙烯酮制备过程中各工序形成的废液。

B.将混合后的浆液加入到蒸馏罐中，在0.1-0.15MPa的条件下加热至30-50℃，进行蒸馏，蒸馏出的气体通过管道和冷凝装置，储存在接收釜中；

C.蒸馏后的浆液排入发酵罐，加入沼气残渣，酒糟废液，所述沼气残渣，酒糟废液与浆液的比例按照体积比为0.5-5∶0.5-2∶100；

D.发酵罐内混合浆液发酵后排出气体，搅拌，发酵后的液体静置2-4小时后排出上清液，

所述发酵罐为电解发酵罐；

所述电解发酵罐为设有电极板的发酵罐，石墨为正极，锌为负极，锌板铺设于发酵池底部，石墨条放置于发酵池内，锌板和石墨条通过电线与电池连接，所述电池为36V电池。

所述发酵时间为12-48小时。

所述沼气残渣为沼气池内经过完全发酵后，排出沼液后剩余的残渣，固形物含量为15％-25％。

所述酒糟废液为总固形物含量为3％-7.2％的酒糟废液。

所述管道为弯曲的管道，管道中设有加热提纯滤片，所述加热提纯滤片为带有通孔的片状，内设加热丝和包裹的粉煤灰；管道为直管或两折及以上的弯管，所述加热提纯滤片为2个以上，优选3-6个。

粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为：SiO2、A12O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等。

所述步骤A中还包括超声波处理，所述超声波为超声波发生器产生的17.5-22.5Hz超声波。

本发明的一个优选技术方案为：

A.双乙烯酮精馏残渣与废液按照1∶1-2比例混合，混合物中加入粉煤灰和水，按质量比，混合物与粉煤灰和水的比例为1∶1∶3，混合后搅拌20-25分钟，形成浆液；

B.将混合后的浆液加入到蒸馏罐中，在20Hz超声波作用下，在0.12MPa的条件下加热至35-40℃，进行蒸馏，蒸馏出的气体通过管道和冷凝装置，储存在接收釜中，管道为3折的弯管，所述加热提纯滤片为4个；加热提纯滤片中的粉煤灰在工作过之后可以加入步骤A中与混合物混合；

C.蒸馏后的浆液排入电解发酵罐发酵，加入沼气残渣，酒糟废液，所述沼气残渣，酒糟废液与浆液的比例按照体积比为3∶1∶100；

D.发酵罐内混合浆液发酵24h后排出气体，气体可用于本系统内的加热所需，搅拌，发酵后的液体静置3小时后排出上清液，发酵后的渣滓可作为肥料使用。

上清液COD值低于300mg/L。

本发明的有益效果在于：

1.本发明中在双乙烯酮精馏残渣中加入粉煤灰和粉煤灰，有效地限制了除低沸点丙酮外的其它物质在减压蒸馏过程中溢出，通过本发明的方法进行回收的丙酮纯度较高，达到98％以上，利用率高。

2.本发明采用生物发酵技术对蒸馏后的浆液进行处理，不添加化学药剂，避免了化学药剂带来的二次污染，节能环保。

3.双乙烯酮精馏残渣废液中含有的有机物浓度小，如果按照正常的发酵生产沼气的工艺无法正常进行发酵，需要添加大量的植物材料、垃圾、粪便等，而且发酵时间长，通过本发明的方法，在电解发酵罐中进行发酵，阴阳两极作用，形成微弱的电流，不但促进发酵的进行，而且残渣废液中的可分解物质在电流的作用下流动聚集，使得区域内有机物浓度增大，有利于生物菌的工作，通过电解发酵罐可使效率提高40％以上。

4.酒糟废液的加入不但给沼气残渣中的甲烷菌提供养分供其快速繁殖，而且酒糟废液中部分存活的酒曲酶等菌种也会促进甲烷菌的生长繁殖，并分解一部分甲烷菌不能分解的有机物，加入酒糟废液比不加酒糟废液生产效率提高20％以上，发酵后COD值比不加酒糟废液低10％-15％。

5.粉煤灰的作用不但提供部分碱性物质与乙酸反应，促进水解，而且其中溶胶类物质将废水废渣中的杂质包裹住，而且为后一步的发酵过程中，提供养分，而且粉煤灰中的孔洞促进发酵，并在最后搅拌过程中对液体起到更进一步的净化作用，使得上清液COD值低于300mg/L。

6.排出上清液后的渣滓混浆营养丰富，富含多种矿物质，而且粉煤灰的颗粒有助于改善土壤板结状况，起到疏松土壤的作用；用于砂土地可起到保水防渗作用，还可以补充和调节土壤养分的作用；用于盐碱地，可以起到中和盐碱和改良土壤的作用，粉煤灰有孔隙，透气性好，有利微生物活动和养分分解，有利于植物吸收，使植物杆桔粗壮，根系发达，扎根深，吸收的养分和水分更多。并有提高地温，防冻抗旱、保护地墒的作用。是非常好的肥料。

7.超声波的使用在蒸馏过程中，不但提高了工作效率，而且使得丙酮的提取变得比较容易，纯度也有所增加。

本发明工艺简单，生产效率高，处理废水废渣彻底，生产中产生的沼气可用于加热蒸馏罐，也可以给生产中其它工艺步骤提供热能或动力，能量循环利用，更为节能环保，适宜推广应用。

附图说明

图1是实施例1管道结构示意图；

图2是实施例1加热提纯滤片结构示意放大图。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步说明本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：

A.双乙烯酮精馏残渣与废液按照1∶1.5比例混合，混合物中加入粉煤灰和水，按质量比，混合物与粉煤灰和水的比例为1∶1∶3，混合后搅拌25分钟，形成浆液；

B.将混合后的浆液加入到蒸馏罐中，在20Hz超声波作用下，在0.12MPa的条件下加热至35-40℃，进行蒸馏，蒸馏出的气体通过管道和冷凝装置，储存在接收釜中，管道1为3折的弯管，所述加热提纯滤片2为4个，在工作时加热提纯过滤片2的温度为57℃；加热提纯滤片2中的粉煤灰在工作过之后可以加入步骤A中与混合物混合；加热提纯滤片2中包括带有通孔的外壳5，用无纺布包裹的粉煤灰也就是粉煤灰包3和电热丝4，电热丝4位于粉煤灰包4外。

C.蒸馏后的浆液排入电解发酵罐发酵，加入沼气残渣，酒糟废液，所述沼气残渣，酒糟废液与浆液的比例按照体积比为3∶1∶100；

D.发酵罐内混合浆液发酵24h后排出气体，气体可用于本系统内的加热所需，搅拌，发酵后的液体静置3小时后排出上清液，发酵后的渣滓可作为肥料使用。

上清液COD值为200mg/L。

回收的丙酮纯度较高，达到99.4％以上

实施例2：

步骤B中蒸馏时不用超声波，其余同实施例1，回收的丙酮纯度达到98.9％，是效率明显比实施例1低30％左右。

实施例3：

不通过加热提纯滤片和超声波，其余同实施例1，回收的丙酮纯度较低，达到95％。

实施例4：

不采用电解发酵池，其余同实施例1：发酵24h后，上清液COD值为2000mg/L，发酵48h后上清液COD值为1800mg/L，发酵10天后上清液COD值为800mg/L。

实施例5：

A.双乙烯酮精馏残渣与废液按照1∶1比例混合，混合物中加入粉煤灰和水，按质量比混合物与粉煤灰和水的比例为1∶0.2∶1，混合后搅拌15分钟，形成浆液；

B.将混合后的浆液加入到蒸馏罐中，在0.1MPa的条件下加热至30℃，进行蒸馏，蒸馏出的气体通过管道和冷凝装置，储存在接收釜中；

C.蒸馏后的浆液排入发酵罐，加入沼气残渣，酒糟废液，所述沼气残渣，酒糟废液与浆液的比例按照体积比为0.5∶2∶100；

D.发酵罐内混合浆液发酵后排出气体，搅拌，发酵后的液体静置2小时后排出上清液，

所述发酵罐为电解发酵罐；

所述电解发酵罐为设有电极板的发酵罐，石墨为正极，锌为负极，锌板铺设于发酵池底部，石墨条放置于发酵池内，锌板和石墨条通过电线与电池连接，所述电池为36V电池。

所述发酵时间为12小时。

所述沼气残渣为沼气池内经过完全发酵后，排出沼液后剩余的残渣，固形物含量为15％％。

所述酒糟废液为总固形物含量为3％％的酒糟废液。

上清液COD值为300mg/L。

回收的丙酮纯度达到98.8％.

实施例6：

A.双乙烯酮精馏残渣与废液按照1∶2比例混合，混合物中加入粉煤灰和水，按质量比混合物与粉煤灰和水的比例为1∶2∶5，混合后搅拌30分钟，形成浆液；

B.将混合后的浆液加入到蒸馏罐中，在0.15MPa的条件下加热至50℃，进行蒸馏，蒸馏出的气体通过管道和冷凝装置，储存在接收釜中；

C.蒸馏后的浆液排入发酵罐，加入沼气残渣，酒糟废液，所述沼气残渣，酒糟废液与浆液的比例按照体积比为5∶0.5∶100；

D.发酵罐内混合浆液发酵后排出气体，搅拌，发酵后的液体静置4小时后排出上清液，

所述发酵罐为电解发酵罐；

所述电解发酵罐为设有电极板的发酵罐，石墨为正极，锌为负极，锌板铺设于发酵池底部，石墨条放置于发酵池内，锌板和石墨条通过电线与电池连接，所述电池为36V电池。

所述发酵时间为48小时。

所述沼气残渣为沼气池内经过完全发酵后，排出沼液后剩余的残渣，固形物含量为25％。

所述酒糟废液为总固形物含量为7.2％的酒糟废液。

上清液COD值为190mg/L。

回收的丙酮纯度较高，达到98.8％。

Claims (9)

1.一种双乙烯酮精馏残渣处理工艺，其特征在于，该工艺是按照下述步骤进行操作的：

A.双乙烯酮精馏残渣与废液按照1∶1-2比例混合，混合物中加入粉煤灰和水，按质量比，混合物与粉煤灰和水的比例为1∶0.2-2∶1-5，混合后搅拌15-30分钟，形成浆液；

B.将混合后的浆液加入到蒸馏罐中，在0.1-0.15MPa的条件下加热至30-50℃，进行蒸馏，蒸馏出的气体通过管道和冷凝装置，储存在接收釜中；

C.蒸馏后的浆液排入发酵罐发酵，加入沼气残渣，酒糟废液，所述沼气残渣，酒糟废液与浆液的比例按照体积比为0.5-5∶0.5-2∶100；

D.发酵罐内混合浆液发酵后排出气体，搅拌，发酵后的液体静置2-4小时后排出上清液。

2.根据权利要求1所述双乙烯酮精馏残渣处理工艺，其特征在于，所述发酵罐为电解发酵罐。

3.根据权利要求2所述双乙烯酮精馏残渣处理工艺，其特征在于，所述电解发酵罐为设有电极板的发酵罐，石墨为正极，锌为负极，锌板铺设于发酵池底部，石墨条放置于发酵池内，锌板和石墨条通过电线与电池连接，所述电池为36V电池。

4.根据权利要求1所述双乙烯酮精馏残渣处理工艺，其特征在于，所述发酵时间为12-48小时；所述沼气残渣为沼气池内经过完全发酵后，排出沼液后剩余的残渣，固形物含量为15％-25％；所述酒糟废液为总固形物含量为3％-7.2％的酒糟废液。

5.根据权利要求1所述双乙烯酮精馏残渣处理工艺，其特征在于，还包括加热提纯滤片，所述步骤B中的管道为弯曲的管道，管道中设有加热提纯滤片，所述加热提纯滤片为带有通孔的片状，内设加热丝和包裹的粉煤灰。

6.根据权利要求1所述双乙烯酮精馏残渣处理工艺，其特征在于，管道为直管或两折及以上的弯管，所述加热提纯滤片为2个以上。

7.根据权利要求6所述双乙烯酮精馏残渣处理工艺，其特征在于，管道为2-4折的弯管，所述加热提纯滤片为3-6个。

8.根据权利要求1所述双乙烯酮精馏残渣处理工艺，其特征在于，所述步骤B中还包括超声波处理工艺，所述超声波为超声波发生器产生的17.5-22.5Hz超声波，超声波发生器位于蒸馏罐顶端内壁，进行蒸馏时即开启超声波发生器。

9.根据权利要求1-8任一所述双乙烯酮精馏残渣处理工艺，其特征在于，步骤如下：

A.双乙烯酮精馏残渣与废液按照1∶1-2比例混合，混合物中加入粉煤灰和水，按质量比，混合物与粉煤灰和水的比例为1∶1∶3，混合后搅拌20-25分钟，形成浆液；

B.将混合后的浆液加入到蒸馏罐中，在20Hz超声波作用下，在0.12MPa的条件下加热至35-40℃，进行蒸馏，蒸馏出的气体通过管道和冷凝装置，储存在接收釜中，管道为3折的弯管，所述加热提纯滤片为4个；

C.蒸馏后的浆液排入电解发酵罐发酵，加入沼气残渣，酒糟废液，所述沼气残渣，酒糟废液与浆液的比例按照体积比为3∶1∶100；

D.发酵罐内混合浆液发酵24h后排出气体，搅拌，发酵后的液体静置3小时后排出上清液。