CN214693346U - 烯烃聚合工业废酸渣水解液提纯设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烯烃聚合工业废酸渣水解液提纯设备，该设备包括臭氧催化氧化系统、中间过滤系统、氨水中和及加镁除磷除硅系统、管式微滤膜系统。本实用新型设备能够对烯烃聚合工业废酸渣水解液进行提纯，获得高纯度氢氧化钛溶液，工艺操作要求低、回收率高、产生的副产物少、对环境友好，具有广阔的工业应用前景。

Description

烯烃聚合工业废酸渣水解液提纯设备

技术领域

本实用新型属于石油化工技术领域，尤其涉及烯烃聚合催化剂的工业生产中四氯化钛的回收，具体为一种从烯烃聚合工业废酸渣水解液中提取高纯度钛液的设备。

背景技术

在烯烃聚合催化剂的工业生产中，四氯化钛是一种重要的并大量使用的原料，使用后产生大量含四氯化钛的废液。该废液中除有大量未参与反应的四氯化钛外，还含有一定量的相关副产物如烷氧基钛(含氯)、酯钛络合物及其他有机溶剂。废水中COD、TOC、Ga²⁺、Mg²⁺、Ti离子、总磷、可溶硅、Cl^-、TDS值非常高，组分非常复杂。其中的Ti是具有最高的回收使用价值。

现有处理技术有两种。第一方法是采用将废酸渣加入生石灰进行中和反应，产生大量沉淀物，再用板框压滤机分离出沉淀物。所以通过板框压滤不能回收有价值的钛。第二种方法是直接对废酸渣采用高温蒸发工艺，将废酸渣中的盐酸蒸发出来，蒸发釜釜底会产生氧化钛晶体，但是由于是工作在盐酸的环境，因此，对设备的防腐要求极其高，很难实现批量生产和长周期运行。而且第二种方法还存在如下问题：蒸馏塔底温度高，造成烷氧基钛和酯钛络合物等有机物的分解，结焦，积垢，为了使塔底物容易出料，需要控制蒸发温度，留有一定量的TiCl₄。这样就大大降低了 TiCl₄回收率，增加了废物的量。且废物进行再处理时产生大量的酸水、酸气和废渣不容易处理，污染环境。

另有通过水解废酸渣的方法获取水解液，该水解液中含有大量氢氧化钛。然而水解液中除了含有氢氧化钛以外，还残留各种杂质，不解决水解液的提纯问题也很难回收高纯度的钛，真正实现废酸渣的资源化。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种烯烃聚合工业废酸渣水解液提纯设备，使用该设备能够实现对烯烃聚合工业废酸渣水解液的提纯，进而得到高纯度Ti（OH）₄溶液，实现废酸渣资源化处理的目的。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种烯烃聚合工业废酸渣水解液提纯设备，臭氧催化氧化系统、中间过滤系统、氨水中和除磷除硅及加镁系统、管式微滤膜系统；所述臭氧催化氧化系统设置有与烯烃聚合工业废酸渣水解液排除管路连接的进液端；臭氧催化氧化系统的出液端通过管路连接至中间过滤系统的进液端；中间过滤系统的出液端通过管路连接至氨水中和及加镁除磷除硅系统的进液端；氨水中和及加镁除磷除硅系统的出液端通过管路连接至管式微滤膜系统的进液端。

进一步的优化方案为，所述臭氧催化氧化系统包括臭氧反应塔、臭氧发生器、臭氧破坏器和氧化产水箱；所述臭氧反应塔的顶部设置臭氧破坏器，臭氧反应塔内部设置上下两层带孔的隔板，两层隔板之间设置催化剂填料层，臭氧反应塔的底部固定通气管道，通气管道上设置多个微米气泡曝气头，所述通气管道的进气接口与臭氧发生器的输气管路连接；臭氧反应塔侧壁位于催化剂填料层的下方设置有水解液进口，水解液进口通过管路连接至废酸渣水解系统的水解液出液端；臭氧反应塔侧壁位于催化剂填料层的上方设有反应后出水口，所述反应后出水口通过管路与氧化产水箱的进水口连接。

进一步的，所述中间过滤系统包括过滤器及与之连接的过滤器给水泵，氧化产水箱的出水口通过管路连接过滤器给水泵的进水端，过滤器给水泵的出水端连接过滤器的进水端，过滤器的出水端连接至所述氨水中和及加镁除磷除硅系统。

进一步的，所述氨水中和及加镁除磷除硅系统包括氨水中和箱、与氨水中和箱连通且底部为锥形的除磷除硅箱、中和排泥泵、氨水投加装置以及镁剂投加装置，所述氨水中和箱的进水口连接中间过滤系统的出水端，所述氨水中和箱通过一个溢流口与除磷除硅箱连接，除磷除硅箱的底部设置沉淀出口并通过管路连接至中和排泥泵，除磷除硅箱的侧壁设置设置氢氧化钛悬浮液溢流口，所述氢氧化钛悬浮液溢流口连接至所述管式微滤膜系统；所述氨水投加装置包括氨水储存箱和氨水加药泵，所述氨水储存箱的出液端连接氨水加药泵的进液端，所述氨水加药泵的出液端连接至氨水中和箱的进液管路；所述镁剂投加装置包括镁剂加药箱和镁剂加药泵，镁剂加药箱的出液端连接镁剂加药泵进液端，镁剂加药泵的出液端连接至氨水中和箱的进液管路。

进一步的，所述管式微滤膜系统包括管式膜给水泵、管式膜循环泵、管式膜装置、管式膜产水箱、中和水泵、氢氧化钛料液箱、管式膜清洗装置和自动控制装置；所述管式膜给水泵的进液端通过管路连接氨水中和及除磷除硅系统的氢氧化钛液出口，管式膜给水泵的出液端连接所述管式膜循环泵的进液端，所述管式膜循环泵的出液端连接所述管式膜装置的进液口，所述管式膜装置浓缩液出口通过管路连接至氢氧化钛料液箱，且管式膜装置浓缩液出口与氢氧化钛料液箱之间的管路设置料液控制阀，料液控制阀与管式膜装置浓缩液出口之间的管路通过一个分支管路连通管式膜给水泵与管式膜循环泵之间的管路；管式膜装置的产品水出口通过产品水出水管路连接至管式膜产水箱的进液端，且所述产品水出水管路上设置产品水控制阀门，管式膜产水箱的出液端连接至中和水泵的进液端，中和水泵的出液端连接有中和装置；所述自动控制装置与管式膜给水泵、管式膜循环泵、中和水泵、管式膜清洗装置中的水泵电连接，控制各个水泵工作。

进一步的，所述管式膜清洗装置包括管式膜反洗泵及化学清洗装置，所述化学清洗装置包括管式膜清洗水箱和管式膜清洗泵；管式膜产水箱的出液端设置分支管路连接管式膜反洗泵的进液端，管式膜反洗泵的出液端连接至管式膜装置的产品水出水管路，且连接点位于管式膜装置的产品水出口与产品水控制阀门之间；所述管式膜清洗水箱的出液口连接管式膜清洗泵的进液端，管式膜清洗泵出液端通过管路连接至管式膜循环泵与管式膜装置的进液口之间的进液管路，管式膜装置的浓缩液出口及产品水出口各分出一条分支管路连接至管式膜清洗水箱的进液口。

本实用新型的优点和有益效果是： 使用本实用新型设备能够从烯烃聚合工业废酸渣水解液中提纯高浓度氢氧化钛，该设备操作要求低、回收率高、设备安装及维护简便、产生的副产物少、对环境友好，具有广阔的工业应用前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型总体结构示意图；

图2是本实用新型实施例所述方法臭氧催化氧化及加氨加镁水除磷除硅设备示意图；

图3是本实用新型实施例所述方法管式微滤膜浓缩钛液设备示意图；

图4是实施例中臭氧反应塔结构示意图。

附图标记： 1-1.臭氧反应塔；1-2.臭氧发生器；1-3.臭氧破坏器；1-4.氧化产水箱；1-5.隔板；1-6.通气管道；1-7.微米气泡曝气头；1-8.水解上清液进口；1-9.反应后出水口；2-1.过滤器；2-2.过滤器给水泵；3-1.氨水中和箱；3-2.除磷除硅箱；3-3.中和排泥泵；3-4.氨水储存箱；3-5.氨水加药泵；3-6.美剂加药箱；3-7.镁剂加药泵；4-1.管式膜给水泵；4-2.管式膜循环泵；4-3.管式膜装置；4-4.管式膜产水箱；4-5.中和水泵；4-6.氢氧化钛料液箱；4-7.管式膜反洗泵；4-8.管式膜清洗水箱；4-9.管式膜清洗泵；4-10.料液控制阀；4-11.管式膜产水控制阀；4-12.氢氧化钛结晶器给料泵。

具体实施方式

实施例一：

如图1所示，一种烯烃聚合工业废酸渣水解液提纯设备，臭氧催化氧化系统、中间过滤系统、氨水中和除磷除硅及加镁系统、管式微滤膜系统；所述臭氧催化氧化系统设置有与烯烃聚合工业废酸渣水解液排除管路连接的进液端；臭氧催化氧化系统的出液端通过管路连接至中间过滤系统的进液端；中间过滤系统的出液端通过管路连接至氨水中和及加镁除磷除硅系统的进液端；氨水中和及加镁除磷除硅系统的出液端通过管路连接至管式微滤膜系统的进液端。

实施例二：

本实施例为在实施例一的基础上的具体的优化的方案。

如图2所示，臭氧催化氧化系统包括臭氧反应塔1-1（具体结构见图4）、臭氧发生器1-2、臭氧破坏器1-3和氧化产水箱1-4；臭氧反应塔1-1的顶部设置臭氧破坏器1-3，臭氧反应塔1-1内部设置上下两层带孔的隔板1-5，两层隔板之间设置催化剂填料层，臭氧反应塔1-1的底部固定通气管道1-6，通气管道1-6上设置多个微米气泡曝气头1-7，所述通气管道1-6的进气接口与臭氧发生器1-2的输气管路连接；臭氧反应塔1-1侧壁位于催化剂填料层的下方设置有水解上清液进口1-1，该进口连接至废酸渣水解系统的出液端，臭氧反应塔1-1侧壁位于催化剂填料层的上方设有反应后出水口1-9，所述反应后出水口1-9通过管路与氧化产水箱1-4的进水口连接。

中间过滤系统包括过滤器2-1及与之连接的过滤器给水泵2-2，氧化产水箱1-4的出水口通过管路连接过滤器给水泵2-2的进水端，过滤器给水泵2-2的出水端连接过滤器2-1的进水端，过滤器2-1的出水端连接至氨水中和及加镁除磷除硅系统。

氨水中和及加镁除磷除硅系统包括氨水中和箱3-1、与氨水中和箱连通且底部为锥形的除磷除硅箱3-2、中和排泥泵3-3、氨水投加装置以及镁剂投加装置，氨水中和箱3-1的进水口连接过滤器2-1的出水端，所述氨水中和箱3-1通过一个溢流口与除磷除硅箱3-2连接，除磷除硅箱3-2的底部设置沉淀出口并通过管路连接至中和排泥泵3-3，除磷除硅箱3-2的侧壁设置设置氢氧化钛悬浮液溢流口，氢氧化钛悬浮液溢流口连接至所述管式微滤膜系统。本实施例中，氨水投加装置包括氨水储存箱3-4和氨水加药泵3-5，所述氨水储存箱3-4的出液端连接氨水加药泵3-5的进液端，氨水加药泵3-5的出液端连接至氨水中和箱3-1的进液管路；镁剂投加装置包括镁剂加药箱3-6和镁剂加药泵3-7，镁剂加药箱3-6的出液端连接镁剂加药泵3-7进液端，镁剂加药泵3-7的出液端连接至氨水中和箱3-1的进液管路。

如图3所示，管式微滤膜系统包括管式膜给水泵4-1、管式膜循环泵4-2、管式膜装置4-3、管式膜产水箱4-4、中和水泵4-5、氢氧化钛料液箱4-6、管式膜清洗装置和自动控制装置；所述管式膜给水泵4-1的进液端通过管路连接所述除磷除硅箱3-2的氢氧化钛悬浮液溢流口，管式膜给水泵4-1的出液端连接所述管式膜循环泵4-2的进液端，所述管式膜循环泵4-2的出液端连接所述管式膜装置4-3的进液口，所述管式膜装置4-3浓缩液出口通过管路连接至氢氧化钛料液箱4-6，且管式膜装置4-3浓缩液出口与氢氧化钛料液箱4-6之间的管路设置料液控制阀4-10，料液控制阀4-10与管式膜装置4-3浓缩液出口之间的管路通过一个分支管路连通管式膜给水泵4-1与管式膜循环泵4-2之间的管路；管式膜装置4-3的产品水出口通过产品水出水管路连接至管式膜产水箱4-4的进液端，且所述产品水出水管路上设置产品水控制阀门4-11，管式膜产水箱4-4的出液端连接至中和水泵4-5的进液端，中和水泵4-5的出液端连接有中和装置；所述自动控制装置与管式膜给水泵4-1、管式膜循环泵4-2、中和水泵4-5、管式膜清洗装置中的水泵电连接，控制各个水泵工作。

管式膜清洗装置包括管式膜反洗泵4-7及化学清洗装置，化学清洗装置包括管式膜清洗水箱4-8和管式膜清洗泵4-9；管式膜产水箱4-4的出液端设置分支管路连接管式膜反洗泵4-7的进液端，管式膜反洗泵4-7的出液端连接至管式膜装置4-3的产品水出水管路，且连接点位于管式膜装置4-3的产品水出口与产品水控制阀门4-11之间；管式膜清洗水箱4-8的出液口连接管式膜清洗泵4-9的进液端，管式膜清洗泵4-9出液端通过管路连接至管式膜循环泵4-2与管式膜装置4-3的进液口之间的进液管路，管式膜装置4-3的浓缩液出口及产品水出口各分出一条分支管路连接至管式膜清洗水箱4-8的进液口。

图2中设备的操作流程是：水解上清液通入臭氧反应塔1-1底部，臭氧发生器1-2产生的臭氧通过曝气装置送入臭氧反应塔底部与水解上清液进行反应，反应后的物料流过塔内催化剂溢流至氧化产水箱1-4，氧化产水箱1-4液位上升至设定液位值后，启动过滤器给水泵2-2将反应后的物料输送至过滤器2-1；经过滤器2-1过滤后的滤液投加氨水后送入氨水中和箱3-1中和；经过滤器过滤后的滤液在进入氨水中和箱3-1之前还投放了镁剂（氯化镁）；经氨水中和箱3-1中和后的物料溢流至除磷除硅箱3-2，产生的磷酸钙、硅酸钙、硅酸钙、硅酸镁等沉淀至除磷除硅箱3-2底部，通过中和排泥泵3-3输送至污泥箱，溢流出的氢氧化钛悬浮液进入管式膜微滤系统。

图3中设备的操作流程是：除磷除硅箱流出的氢氧化钛悬浮液通过管式膜给水泵4-1提升后进入管式膜装置4-3进行浓缩，管式膜给水泵4-1来水与循环浓缩液混合后经管式膜循环泵4-2提升至管式膜装置4-3，管式膜装置浓缩物排放至氢氧化钛料液箱4-6；管式膜装置产品水进入到管式膜产水箱4-4，通过中和水泵4-5排出。管式膜装置中的管式膜过滤孔径为0.05微米。管式膜装置4-3每过滤一段时间采用管式膜反洗泵4-7进行反冲洗一次，用以恢复膜通量。膜系统运行一段时间后需要定期对其进行化学清洗以使膜元件恢复性能。酸碱等清洗药剂在管式膜清洗水箱4-8中按一定浓度配置好后，用管式膜清洗泵4-9提升后进入膜系统对膜表面进行清洗，清洗后的水经管路回流至管式膜清洗水箱4-8循环使用。

最后应说明的是，以上仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种烯烃聚合工业废酸渣水解液提纯设备，其特征在于：臭氧催化氧化系统、中间过滤系统、氨水中和除磷除硅及加镁系统、管式微滤膜系统；所述臭氧催化氧化系统设置有与烯烃聚合工业废酸渣水解液排除管路连接的进液端；臭氧催化氧化系统的出液端通过管路连接至中间过滤系统的进液端；中间过滤系统的出液端通过管路连接至氨水中和及加镁除磷除硅系统的进液端；氨水中和及加镁除磷除硅系统的出液端通过管路连接至管式微滤膜系统的进液端。

2.根据权利要求1所述的烯烃聚合工业废酸渣水解液提纯设备，其特征在于：所述臭氧催化氧化系统包括臭氧反应塔（1-1）、臭氧发生器（1-2）、臭氧破坏器（1-3）和氧化产水箱（1-4）；所述臭氧反应塔（1-1）的顶部设置臭氧破坏器（1-3），臭氧反应塔（1-1）内部设置上下两层带孔的隔板（1-5），两层隔板之间设置催化剂填料层，臭氧反应塔（1-1）的底部固定通气管道（1-6），通气管道（1-6）上设置多个微米气泡曝气头（1-7），所述通气管道（1-6）的进气接口与臭氧发生器（1-2）的输气管路连接；臭氧反应塔（1-1）侧壁位于催化剂填料层的下方设置有水解液进口（1-8）；臭氧反应塔（1-1）侧壁位于催化剂填料层的上方设有反应后出水口（1-9），所述反应后出水口（1-9）通过管路与氧化产水箱（1-4）的进水口连接。

3.根据权利要求2所述的烯烃聚合工业废酸渣水解液提纯设备，其特征在于：所述中间过滤系统包括过滤器（2-1）及与之连接的过滤器给水泵（2-2），氧化产水箱（1-4）的出水口通过管路连接过滤器给水泵（2-2）的进水端，过滤器给水泵（2-2）的出水端连接过滤器（2-1）的进水端，过滤器（2-1）的出水端连接至所述氨水中和及加镁除磷除硅系统。

4.根据权利要求1所述的烯烃聚合工业废酸渣水解液提纯设备，其特征在于：所述氨水中和及加镁除磷除硅系统包括氨水中和箱（3-1）、与氨水中和箱连通且底部为锥形的除磷除硅箱（3-2）、中和排泥泵（3-3）、氨水投加装置以及镁剂投加装置，所述氨水中和箱（3-1）的进水口连接所述中间过滤系统的出水端，所述氨水中和箱（3-1）通过一个溢流口与除磷除硅箱（3-2）连接，除磷除硅箱（3-2）的底部设置沉淀出口并通过管路连接至中和排泥泵（3-3），除磷除硅箱（3-2）的侧壁设置氢氧化钛悬浮液溢流口，所述氢氧化钛悬浮液溢流口连接至所述管式微滤膜系统；所述氨水投加装置包括氨水储存箱（3-4）和氨水加药泵（3-5），所述氨水储存箱（3-4）的出液端连接氨水加药泵（3-5）的进液端，所述氨水加药泵（3-5）的出液端连接至氨水中和箱（3-1）的进液管路；所述镁剂投加装置包括镁剂加药箱（3-6）和镁剂加药泵（3-7），镁剂加药箱（3-6）的出液端连接镁剂加药泵3-7）进液端，镁剂加药泵（3-7）的出液端连接至氨水中和箱（3-1）的进液管路。

5.根据权利要求1所述的烯烃聚合工业废酸渣水解液提纯设备，其特征在于：所述管式微滤膜系统包括管式膜给水泵（4-1）、管式膜循环泵（4-2）、管式膜装置（4-3）、管式膜产水箱（4-4）、中和水泵（4-5）、氢氧化钛料液箱（4-6）、管式膜清洗装置和自动控制装置；所述管式膜给水泵（4-1）的进液端通过管路连接氨水中和及加镁除磷除硅系统的氢氧化钛悬浮液出口，管式膜给水泵（4-1）的出液端连接所述管式膜循环泵（4-2）的进液端，所述管式膜循环泵（4-2）的出液端连接所述管式膜装置（4-3）的进液口，所述管式膜装置（4-3）浓缩液出口通过管路连接至氢氧化钛料液箱（4-6），且管式膜装置（4-3）浓缩液出口与氢氧化钛料液箱（4-6）之间的管路设置料液控制阀（4-10），料液控制阀（4-10）与管式膜装置（4-3）浓缩液出口之间的管路通过一个分支管路连通管式膜给水泵（4-1）与管式膜循环泵（4-2）之间的管路；管式膜装置（4-3）的产品水出口通过产品水出水管路连接至管式膜产水箱（4-4）的进液端，且所述产品水出水管路上设置产品水控制阀门（4-11），管式膜产水箱（4-4）的出液端连接至中和水泵（4-5）的进液端；所述自动控制装置与管式膜给水泵（4-1）、管式膜循环泵（4-2）、中和水泵（4-5）、管式膜清洗装置中的水泵电连接，控制各个水泵工作。

6.根据权利要求5所述的烯烃聚合工业废酸渣水解液提纯设备，其特征在于：所述管式膜清洗装置包括管式膜反洗泵（4-7）及化学清洗装置，所述化学清洗装置包括管式膜清洗水箱（4-8）和管式膜清洗泵（4-9）；管式膜产水箱（4-4）的出液端设置分支管路连接管式膜反洗泵（4-7）的进液端，管式膜反洗泵（4-7）的出液端连接至管式膜装置（4-3）的产品水出水管路，且连接点位于管式膜装置（4-3）的产品水出口与产品水控制阀门（4-11）之间；所述管式膜清洗水箱（4-8）的出液口连接管式膜清洗泵（4-9）的进液端，管式膜清洗泵（4-9）出液端通过管路连接至管式膜循环泵（4-2）与管式膜装置（4-3）的进液口之间的进液管路，管式膜装置（4-3）的浓缩液出口及产品水出口各分出一条分支管路连接至管式膜清洗水箱（4-8）的进液口。

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