CN107902716A - 一种利用mtbe废催化剂处理碱渣废液的方法及碱渣废液处理装置 - Google Patents

一种利用mtbe废催化剂处理碱渣废液的方法及碱渣废液处理装置 Download PDF

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徐涛
姜永军
尹纪鑫
王峰
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    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F2103/18Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the purification of gaseous effluents

Abstract

本发明涉及一种利用MTBE废催化剂处理碱渣废液的方法,步骤如下:(1)将颗粒状的MTBE废催化剂层铺在碱渣废液处理装置的反应器中,先用蒸馏水清洗MTBE废催化剂,然后向集液箱中加入酚酞溶液作为指示剂;(2)向反应器中注入碱渣废液,让其流经MTBE废催化剂层后流入集液箱,当集液箱内的液体突变为粉红色时,停止碱渣废液流入集液箱;集液箱内的废液为要求的废水;(3)将反应器和集液箱中的碱渣废液排空并卸载反应器中的MTBE废催化剂,从而完成一批次的碱渣废液处理;重复上述步骤(1)至(3)可连续进行碱渣废液的处理。该方法简单易行,利用废催化剂处理碱渣废液,实现了废弃资源的最大化利用,降低了企业的运行成本。

Description

一种利用MTBE废催化剂处理碱渣废液的方法及碱渣废液处理 装置
技术领域
[0001] 本发明涉及利用MTBE废催化剂处理碱渣废液的方法及碱渣废液处理装置。
背景技术
[0002] MTBE作为高辛烷值汽油添加剂受到广泛的关注,目前国内外均采用大孔强酸性阳 离子交换树脂做催化剂合成MTBE。这种树脂催化剂是由苯乙烯和二乙烯苯在造孔剂作用下 形成具有大孔网状结构,经磺化后带有磺酸基团的一种高分子聚合物,其中的磺酸基团则 是起催化作用的活性中心。这种树脂催化剂在使用过程中会发生孔道堵塞和磺酸基团的脱 落造成催化反应活性下降,当反应活性过低无法满足生产时需要对催化剂进行更换,卸载 的催化剂作为固体废弃物进行填埋处理。
[0003] 由于近年来环保要求日益严峻,热电、化工类企业均采用湿法脱硫技术对排放的 含硫废气进行处理以达到排放标准。湿法脱硫后会形成大量的碱渣废液,为了处理碱渣通 常采用大量清水对废液稀释以达到进污水处理厂的要求或者采用A1C13对残存的碱渣进行 中和,产生固体残渣进行填埋处理。目前这一方法过程繁琐冗长,需要精准的控制废液的pH 值以确保所有碱渣完全处理,同时消耗大量的新鲜水和铝盐导致固体废渣产生。
[0004] 针对MTBE废催化剂的物化特性,其高分子网络骨架上含有较高浓度的磺酸基团, 这些质子酸型的官能团能够对碱性化合物进行吸附脱除,故采用废催化剂对碱渣废液进行 吸附净化,能够有效的提高资源的利用效率,降低运行成本。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种利用MTBE废催化剂处理碱渣废液的方法及实现该方法 的碱渣废液处理装置。
[0006] 为实现上述目的,本发明所提供的处理碱渣废液的方法包括以下步骤: (1) 在碱渣废液处理装置的反应器中铺设一层MTBE废催化剂,先用蒸馏水清洗MTBE废 催化剂,清洗水流入碱渣废液处理装置的集液箱中,然后向集液箱中加入酚酞溶液作为指 示剂; (2) 向反应器中注入碱渣废液,让碱渣废液流经MTBE废催化剂层后流入集液箱,当集液 箱内的液体突变为粉红色时,立即停止碱渣废液流入集液箱;集液箱内的碱渣废液为符合 进污水处理厂要求的废水; (3) 将反应器和集液箱中的碱渣废液排空并卸载反应器中的MTBE废催化剂,从而完成 一批次的碱渣废液处理;重复上述步骤(1)至步骤(3)可连续进行碱渣废液的处理。
[0007] 所述MTBE废催化剂为MTBE合成过程中使用后的大孔强酸性阳离子交换树脂,呈粒 状,废催化剂的阳离子含量为新的大孔强酸性阳离子交换树脂的5-40%,废催化剂比表面积 为20-50m2/g。
[0008]所述蒸馏水用量为废催化质量的5%-10%。
[0009] 所述碱渣废液为湿法脱硫后的形成的废液,废液中NaOH质量浓度<15%。
[0010]所述步骤(2)中,碱渣废液流入集液箱的过程中,集液箱内的液体一直处于被搅拌 的状态。
[0011]为实现上述目的,本发明所提供的碱渣废液处理装置,包括反应器和集液箱;所述 反应器包括反应器本体,反应器本体内设有将反应器本体内腔分隔为上下两个腔室的隔 板,上腔室为进液腔,下腔室为出液腔,所述隔板用于承载MTBE废催化剂且隔板上设有若千 个将进液腔和出液腔连通的通液孔,反应器本体上设有进液口、排空口和出液口,所述排空 口上装有排空阀;所述集液箱包括箱体,箱体上连接有可对箱体内的液体进行搅拌的搅拌 器,箱体内腔通过管路、装有出液阀的出液口与所述出液腔连通,箱体上设装有排液阀的排 液口。
[0012]所述排空口设置为两个,一个与进液腔连通,另一个与出液腔连通。
[0013]本发明针对MTBE废催化剂的微观结构特性,充分利用废催化剂表面残留的酸性基 团作为吸附位点,用于处理碱渣废液,实现废弃资源的最大化利用,降低企业的运行成本。 [0014]本发明提供的方法简单易行,用酚酞作为指示剂判断滴定终点,不需要高深的化 学理论知识,适合车间的操作人员进行分析操作。
附图说明
[0015] 图1是碱渣废液处理装置的结构原理示意图。
具体实施方式
[0016] 下面通过实施例进一步说明本发明技术方案,这些实施例仅是用来详细展现本发 明的技术构思及其可实施性,并不是对本发明保护范围的限制,利用本发明技术构思做出 的等效替换和变通仍然在本发明的保护范围之内。
[0017] 实施例1 如图1所示,碱渣废液处理装置包括反应器1和集液箱2。所述反应器包括反应器本体 11,反应器本体内腔中设有将反应器本体内腔分隔为上下两个腔室的隔板12,上腔室为进 液腔13,下腔室为出液腔14,所述隔板用于承载MTBE废催化剂且隔板12上设有若干个将进 液腔13和出液腔14连通的通液孔15,通液孔15的孔径一般应小于MTBE废催化剂颗粒的粒 径。反应器本体11上设有进液口 16、出液口 17和两个排空口 18,两个排空口 18中,一个与进 液腔连通,另一个与出液腔连通,设置两个排空口可以加快排空速度。所述排空口 18上装有 排空阀19,出液口上装有出液阀10。所述集液箱2包括箱体21,箱体21上连接有可对箱体21 内的液体进行搅拌的搅拌器22,箱体21内腔通过管路3、装有出液阀的出液口 17与所述出液 腔14连通,箱体21上设装有排液阀23的排液口 24。搅拌器22包括连接在箱体21上的电机220 和搅拌桨221,搅拌桨221伸入到箱体21内且与电机220动力连接。图中附图标记4表示MTBE 废催化剂层。
[0018] 本发明所述的碱渣废液处理方法可用实施例1中所描述的碱渣废液处理装置进 行,当然也可以用其它结构的装置进行。下面结合附图1所示的和实施例1所描述的碱渣废 液处理装置对本发明所提供的碱渣废液处理方法进行详细说明,以使本领域技术人员更清 楚的理解本发明的实质,而不是本发明所述方法的实施必须依赖实施例1所述的碱渣废液 处理装置才能进行,更不是把本发明的保护范围仅仅局限于以下实施例的具体描述上。 [0019] 实施例2 利用MTBE废催化剂处理碱渣废液的方法包括以下步骤: (1) 将颗粒状的MTBE废催化剂铺在反应器丨中,即在隔板12上铺设一层MTBE废催化剂, 若MTBE废催化剂层太厚,则使液体的流速较低,影响处理效率,若阶册废催化剂层太薄,则 使废液处理量变小。因此,MTBE废催化剂层的厚度一般设为上腔室高度的1/3至2/3为宜; MTBE废催化剂层铺设完毕后,先向进液腔13内加注蒸馏水,用蒸馏水清洗MTBE废催化剂,清 洗水流入碱渣废液处理装置的集液箱2中,然后向集液箱中加入l〇ml浓度为5g/L的酚酞溶 液作为指示剂; (2) 酚酞溶液滴加完毕后,通过进液口 16向反应器丨的进液腔13内注入碱渣废液,让碱 渣废液流经MTBE废催化剂层4后经通液孔15流入出液腔14,出液腔14内的碱渣废液再经装 有出液阀的出液口 17、管路3流入集液箱2,碱渣废液流入集液箱的过程中,开启搅拌器进行 搅拌,以使指示剂均匀分散,当集液箱内的液体突变为粉红色时,立即关闭出液阀10停止向 进液腔13内注入碱渣废液;集液箱内的碱渣废液为符合进污水处理厂要求的废水,其PH值 为7-9,可以向污水处理厂进行排放。
[0020] (3)将反应器和集液箱中的碱渣废液排空并卸载反应器中的阶册废催化剂,从而 完成一批次的碱渣废液处理。
[0021] 重复上述步骤(1)至步骤(3)可连续进行碱渣废液的处理。
[0022]上述清洗MTBE废催化剂的蒸馏水用量为废催化质量的5%—10%;所处理的碱渣废液 为湿法脱硫后的形成的废液,废液中NaOH质量浓度< 15%;作为指示剂的酸駄溶液为市售产 品,将酚酞溶于浓度为95%的乙醇水溶液中制成,酚酞溶液的浓度为oa-Sg/L,其用量为 1000L碱渣废液中加入〇.l-l〇ml酚酞溶液。
[0023]通过测试,采用本发明所述方法,每吨废催化剂可处理0.5吨碱渣废液,因此具有 非常可观的经济价值,这种以废治废的方法值得推广应用。

Claims (7)

1.一种利用MTM:废催化剂处理碱渣废液的方法,其特征在于包括以下步骤: (1) 在碱渣废液处理装置的反应器中铺设一层MTBE废催化剂,先用蒸馈水清洗MTBE废 催化剂,清洗水流入碱渣废液处理装置的集液箱中,然后向集液箱中加入酚酞溶液作为指 示剂; (2) 向反应器中注入碱渣废液,让流经MTBE废催化剂层的碱渣废液流入集液箱,当集液 箱内的液体突变为粉红色时,立即停止碱渣废液流入集液箱;集液箱内的碱渣废液为符合 进污水处理厂要求的废水; (3) 将反应器和集液箱中的碱渣废液排空并卸载反应器中的MTBE废催化剂,从而完成 一批次的碱渣废液处理;重复上述步骤(1)至步骤(3)可连续进行碱渣废液的处理。
2. 根据权利要求1所述的利用MTBE废催化剂处理碱渣废液的方法,其特征在于:所述 MTBE废催化剂为MTBE合成过程中使用后的呈粒状的大孔强酸性阳离子交换树脂,废催化剂 的阳离子含量为新的大孔强酸性阳离子交换树脂的5-40%,废催化剂比表面积为20-50m2/ go
3. 根据权利要求1所述的利用MTBE废催化剂处理碱渣废液的方法,其特征在于:所述蒸 馏水用量为废催化质量的5%_10%。
4. 根据权利要求1所述的利用MTBE废催化剂处理碱渣废液的方法,其特征在于:所述碱 渣废液为湿法脱硫后的形成的废液,废液中NaOH质量浓度<15%。
5. 根据权利要求1所述的利用MTBE废催化剂处理碱渣废液的方法,其特征在于:所述步 骤(2)中,碱渣废液流入集液箱的过程中,集液箱内的液体一直处于搅拌状态。
6. —种实现权利要求1所述的方法的碱渣废液处理装置,其特征在于:所述废液处理装 置包括反应器和集液箱;所述反应器包括反应器本体,反应器本体内设有将反应器本体内 腔分隔为上下两个腔室的隔板,上腔室为进液腔,下腔室为出液腔,所述隔板用于承载MTBE 废催化剂且隔板上设有若干个将进液腔和出液腔连通的通液孔,反应器本体上设有进液 口、排空口和出液口,所述排空口上装有排空阀;所述集液箱包括箱体,箱体上连接有可对 箱体内的液体进行搅拌的搅拌器,箱体内腔通过管路、装有出液阀的出液口与所述出液腔 连通,箱体上设装有排液阀的排液口。
7. 根据权利要求6所述的碱渣废液处理装置,其特征在于:所述排空口设置为两个,一 个与进液腔连通,另一个与出液腔连通。
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