CN110652740A

CN110652740A - 多元醇废水处理装置及处理方法

Info

Publication number: CN110652740A
Application number: CN201810688313.9A
Authority: CN
Inventors: 刘武平; 王强
Original assignee: Wuxi Kate Engineering Technology Co Ltd
Current assignee: Wuxi Kate Engineering Technology Co Ltd
Priority date: 2018-06-28
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2020-01-07

Abstract

本发明公开了多元醇废水处理装置，包括装置本体，装置本体设有混合器，混合器输出端通过第一进料管连接预热器输入端，预热器输出端通过第二进料管连接预反应器，预反应器输出端通过第三进料管连接反应塔输入端，反应塔下端连接废料管，反应塔下端通过再沸管连接再沸器输入端，再沸器输出端通过出料管连接反应塔输入端，本发明多元醇废水处理装置，本发明利用废水中的醇在催化条件下与醛用催化精馏的方法转化成缩醛。在醇含量不足的条件下补充甲醇，在甲醇过量的条件下使得废水中的残留醛得以完全转化。缩醛与甲醇在反应精馏过程中与水进行分离，废水达到清洁排放，符合国标GB31571‑2015标准废水COD<50PPM。

Description

多元醇废水处理装置及处理方法

本发明涉及处理装置，特别涉及的多元醇废水处理装置及处理方法，属于废水处理设备技术领域。

背景技术

目前，以甲醛为原料与其他醛类如乙醛或者丙醛或者正丁醛或者异丁醛在碱性催化剂如氢氧化钠或者氢氧化钙或者氢氧化钾等存在的条件下，经过土伦反应和康尼扎罗反应进而对应生成多元醇类有机物如季戊四醇或者三羟甲基乙烷或者三羟甲基丙烷或者新戊二醇和对应的甲酸盐如甲酸钠或者甲酸钙或者甲酸钾等。多元醇类有机物是合成涂料用树脂的重要提供羟基的基础材料，而甲酸盐则根据不同性能也广泛应用于诸如合成保险粉或者饲料营养剂或者建筑材料添加剂或者融雪剂和其他诸多领域。在反应过程中，甲醛在上述生产条件下容易发生歧化反应生成甲醇副产物，另外，相对于其他醛类原材料，甲醛属于低价值原材料，所以，在反应投料配比中，甲醛都是过量的。

此方法的缺陷在于,含甲醛或者乙醛或者丙醛或者正丁醛或者异丁醛的含醛废水和因歧化反应产生的甲醇或者其他有机物处理困难。

目前多元醇厂家的常规处理方法是根据醛和醇含量的不同采用不同方法的进行处理。多元醇厂家普遍配套脱醛塔和脱醇塔，用以部分脱除和分离多余的甲醛和因歧化反应生成的甲醇；许多厂家采用脱醛塔得到的稀甲醛作为前段缩合反应配制原料，但是由于其中含有的杂质对缩合反应的转化率和反应方向会造成不良影响，进而对整个生产系统造成不良影响，诸如分离得到对应的甲酸盐中有机物含量偏高；主产品收率降低；副反应增加导致的杂质含量高导致主产品的品质下降；脱醇塔得到的甲醇含量一般为 85%左右的混有甲醛和水等其他杂质的低质副产品，目前由于环保规范要求，这种混有大量杂质的混合醇不能作为商品进行销售，而是需要作为危险废弃物以很高的代价交与专业危废处理单位进行处理，增加了多元醇厂家的生产成本。

含醛废水中以醛类有机物计的 COD 大于 3000 时采用与氨反应生产乌洛托品或者与过氧化氢反应转化为含 1-6 个碳的有机酸再进行后处理，或者后处理后再加水稀释至 COD 低于 500 后方可进行生化处理。这种处理方法流程长，运行费用高，处理不彻底，而且，其中所含的有价值的有机物不能得到有效回收，是困扰广大多元醇生产厂家多年的难题。发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供多元醇废水处理装置，以解决上述背景技术中提到的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：本发明多元醇废水处理装置，包括装置本体，所述装置本体设有混合器，所述混合器输

出端通过第一进料管连接预热器输入端，所述预热器输出端通过第二进料管连接预反应器，所述预反应器输出端通过第三进料管连接反应塔输入端，所述反应塔下端连接废料管，所述反应塔下端通过再沸管连接再沸器输入端，所述再沸器输出端通过出料管连接反应塔输入端，所述反应塔一侧设有第一外置式反应器和第二外置式反应器，所述第一外置式反应器输入端通过第一排料管连接至反应塔输入端，所述反应塔输出端通过第四进料管连接第一外置式反应器输入端，所述第二外置式反应器输入端通过第二排料管连接至反应塔输入端，所述反应塔输出端通过第五进料管连接第二外置式反应器输入端。

作为本发明的一种优选技术方案，所述反应塔一侧设有精馏塔，所述精馏塔输出端通过第三排料管连接反应塔输入端，所述反应塔输出端通过第六进料管连接至精馏塔输入端。

作为本发明的一种优选技术方案，所述精馏塔一侧设有冷凝器，所述精馏塔输出端通过冷凝进管连接冷凝器输入端。

作为本发明的一种优选技术方案，所述冷凝器一侧设有回流罐，所述回流罐输入端通过冷凝出管连接冷凝器输出端，并且所述回流罐输出端分别连接物流管和出品管。

作为本发明的一种优选技术方案，所述回流罐输出端通过回流管连接精馏塔输入端。一种多元醇废水处理装置的处理方法，其包括以下步骤：

S1、按含醛废水 1 生成组成，醛浓度为 0.005wt%~15wt%，计算配制甲醇流量或者不加入甲醇，经过混合器、预热器进入预反应器。S2、从预反应器或者混合器进入反应塔，反应塔中内置催化剂段或者外循环式反应器，进行多级反应，底部设有再沸器，用于控制废水中的有机物量，使得有机物上升至反应段，参与反应后，最终进入塔顶，而废水到达 COD 小于等于 50，满足排放要求；S3、从主反应塔出来的物流进入精馏塔，精馏塔经过冷凝器和回流罐分离出浓度较高的缩醛，底部循环回反应塔。

本发明的有益效果是：本发明多元醇废水处理装置，本专利利用废水中的醇在催化条件下与醛用催化精馏的方法转化成缩醛。在醇含量不足的条件下补充甲醇，在甲醇过量的条件下使得废水中的残留醛得以完全转化。缩醛与甲醇在反应精馏过程中与水进行分离，废水达到清洁排放，符合国标 GB31571-2015 标准废水 COD<50PPM。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图 1 是本发明的整体结构示意图。图中：1、装置本体；2、混合器；3、第一进料管；4、预热器；5、第二进料管；6、预反应器；7、第三进料管；8、反应塔；9、废料管；10、再沸管；11、再沸器；12、出料管； 13、第一外置式反应器；14、第二外置式反应器；15、第一排料管；16、第四进料管；17、第二排料管；18、第六进料管；19、第三排料管；20、第五进料管；21、回流管；22、回流罐；23、冷凝出管；24、冷凝器；25、冷凝进管；26、物流管；27、出品管；28、精馏塔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图 1 所示，本发明多元醇废水处理装置，包括装置本体 1，所述装置本体 1 设有混合器 2，所述混合器 2 输出端通过第一进料管 3 连接预热器 4 输入端，所述预热器4 输出端通过第二进料管 5 连接预反应器 6，所述预反应器 6 输出端通过第三进料管 7连接反应塔 8 输入端，所述反应塔 8 下端连接废料管 9，所述反应塔 8 下端通过再沸管10 连接再沸器 11 输入端，所述再沸器 11 输出端通过出料管 12 连接反应塔 8 输入端，所述反应塔 8 一侧设有第一外置式反应器 13 和第二外置式反应器 14，所述第一外置式反应器 13 输入端通过第一排料管 15 连接至反应塔 8 输入端，所述反应塔 8 输出端通过第四进料管 16 连接第一外置式反应器 13 输入端，所述第二外置式反应器 14输入端通过第二排料管 17 连接至反应塔 8 输入端，所述反应塔 8 输出端通过第五进料管 20 连接第二外置式反应器 14 输入端。

所述反应塔 8 一侧设有精馏塔 28，所述精馏塔 28 输出端通过第三排料管 19连接反应塔 8 输入端，所述反应塔 8 输出端通过第六进料管 18 连接至精馏塔 28 输入端，所述精馏塔 28 一侧设有冷凝器 24，所述精馏塔 28 输出端通过冷凝进管 25 连接冷凝器 24 输入端，所述冷凝器 24 一侧设有回流罐 22，所述回流罐 22 输入端通过冷凝出管 23 连接冷凝器 24 输出端，并且所述回流罐 22 输出端分别连接物流管 26 和出品管 27，所述回流罐 22 输出端通过回流管 21 连接精馏塔 28 输入端。

应用实例，如图 1 歧化法技术生产多元醇中含醛废水的处理方法，来自蒸发或者脱醛脱醇过程中的含醛废水，包括以下步骤:

1)、废水醛浓度一般为 0.005wt%~15wt%，测定其含醇量，计算配制甲醇比例。将含醛

废水配制好甲醇配比，进入预热器，加热到控制温度，进入预反应器；

2）、预反应器的功能进行预反应，去除阳离子，保护反应塔催化剂；

3）、经过预反应的原料进入主反应塔，经过多级内置催化剂或外置多级反应器，进行多级反应，提高缩醛的转化率。同时，底部再沸器的加热，保证塔底废水中有机物的含量在10PPM以下，确保废水的排放 COD 达到 50 PPM以下；

4）、塔顶有机物进入精馏塔进行分离出有机物，产品采出。结果如下：

所在列	1	2	3	4
					因素	醇醛摩尔比	反应塔底温度℃	甲缩醛浓度%	废水COD（ppm）
实验1	2.5	110	82.6	43
					实验2	2.5	116	82.6	40
实验3	2.5	122	82.6	39
					实验4	2.5	128	82.6	38
实验5	2.3	110	88.8	45
					实验6	2.3	116	88.8	43
实验7	2.3	122	88.8	41
					实验8	2.3	128	88.8	39
实验9	2.2	110	92	48
					实验10	2.2	116	92	46
实验11	2.2	122	92	44
					实验12	2.2	128	92	41

根据工艺要求对物流和高浓度缩醛产品的要求不同和含醛废水的醛量，计算配制甲醇2 的比例，通过混合器 2 的物流进入预反应器 6 是用预热器 4 控制进料温度，从而控制预反应温度，由于醛与醇的反应平衡收率低，所以在反应塔 8 多级反应，保护外置反应器的多级反应，以保证醛的完全转化，反应塔 8 底再沸器 11 保证塔底排放物的废水的清洁，精馏塔 28 以保证产品高浓度甲缩醛的纯度满足工艺要求。

根据实验结果：优选的数据：醇醛摩尔比 2.2，反应塔低温度 122℃，可以有效的达到产品质量及废水排放的需求。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.多元醇废水处理装置，包括装置本体（1），其特征在于，所述装置本体（1）设有混合器（2），所述混合器（2）输出端通过第一进料管（3）连接预热器（4）输入端，所述预热器（4）输出端通过第二进料管（5）连接预反应器（6），所述预反应器（6）输出端通过第三进料管（7）连接反应塔（8）输入端，所述反应塔（8）下端连接废料管（9），所述反应塔（8）下端通过再沸管（10）连接再沸器（11）输入端，所述再沸器（11）输出端通过出料管（12）连接反应塔（8）输入端，所述反应塔（8）一侧设有第一外置式反应器（13）和第二外置式反应器（14），所述第一外置式反应器（13）输入端通过第一排料管（15）连接至反应塔（8）输入端，所述反应塔（8）输出端通过第四进料管（16）连接第一外置式反应器（13）输入端，所述第二外置式反应器（14）输入端通过第二排料管

（17）连接至反应塔（8）输入端，所述反应塔（8）输出端通过第五进料管（20）连接第二外置式反应器（14）输入端。

2.根据权利要求 1 所述的多元醇废水处理装置，其特征在于，所述反应塔（8）一侧设有精馏塔（28），所述精馏塔（28）输出端通过第三排料管（19）连接反应塔（8）输入端，所述反应塔（8）输出端通过第六进料管（18）连接至精馏塔（28）输入端。

3.根据权利要求 1 所述的多元醇废水处理装置，其特征在于，所述精馏塔（28）一侧设有冷凝器（24），所述精馏塔（28）输出端通过冷凝进管（25）连接冷凝器（24）输入端。

4.根据权利要求 1 所述的多元醇废水处理装置，其特征在于，所述冷凝器（24）一侧设有回流罐（22），所述回流罐（22）输入端通过冷凝出管（23）连接冷凝器（24）输出端，并且所述回流罐（22）输出端分别连接物流管（26）和出品管（27）。

5.根据权利要求 1 所述的多元醇废水处理装置，其特征在于，所述回流罐（22）输出端通过回流管（21）连接精馏塔（28）输入端。

6.一种使用权利要求 1~5 任一所述的多元醇废水处理装置的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、按含醛废水 1 生成组成，醛浓度为 0.005wt%~15wt%，计算配制甲醇流量或者不加入甲醇，经过混合器、预热器进入预反应器；

S2、从预反应器或者混合器进入反应塔，反应塔中内置催化剂段或者外循环式反应器，进行多级反应，底部设有再沸器，用于控制废水中的有机物量，使得有机物上升至反应段，参与反应后，最终进入塔顶，而废水到达 COD 小于等于 50，满足排放要求；

S3、从主反应塔出来的物流进入精馏塔，精馏塔经过冷凝器和回流罐分离出浓度较高的缩醛，底部循环回反应塔。