DE1042599B - Verfahren zur Entphenolung von Abwaessern - Google Patents

Verfahren zur Entphenolung von Abwaessern

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DE1042599B
DE1042599B DEV9008A DEV0009008A DE1042599B DE 1042599 B DE1042599 B DE 1042599B DE V9008 A DEV9008 A DE V9008A DE V0009008 A DEV0009008 A DE V0009008A DE 1042599 B DE1042599 B DE 1042599B
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DE
Germany
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solvent
water
phenols
distillation
column
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DEV9008A
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Werner Gey
Rolf Goerz
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ANLAGENBAU CHEMIE
PROJEKTIERUNG VEB
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ANLAGENBAU CHEMIE
PROJEKTIERUNG VEB
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/26Treatment of water, waste water, or sewage by extraction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • C02F2101/36Organic compounds containing halogen

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

  • Verfahren zur Entphenolung von Abwässern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entphenolung von Abwässern, wie sie z. B. in Kokereien, Schwelereien oder in Teer und Phenole verarbeitenden Betrieben anfallen. Der besondere volkswirtschaftliche Wert solcher Verfahren beruht neben der Gewinnung von Phenolen als Rohstoff vor allem auf einer möglichst weitgehenden Entfernung der für die öffentlichen Gewässer äußerst unerwünschten Phenole aus den Abwässern.
  • Fiir die Entphenolung derartiger Wässer haben sich besonders solche Verfahren bewährt, bei denen zur Extraktion der Phenole sauerstoffhaltige organische Verbindungen mit beschränkter Wasserlöslichkeit, wie beispielsweise Butylacetat, oder Gemische dieser Verbindungen als Lösungsmittel verwendet werden. Zur wirtschaftlichen Durchführung der Entphenolung wird die Hauptmenge des nach der Extraktion mit Phenolen beladenen Lösungsmittels in einer indirekt beheizten Rektifizierkolonne von den PhenoTen abdestilliert und der Extraktion wieder zugeftihrt. Die Lösungsmittelreste werden durch eine Vakuumdestillation aus dem Rückstand der Rektifizierl;olonne abgetrieben.
  • Um den Phenolgehalt der Abwässer möglichst weitgehend zu erniedrigen, ist es notwendig, daß das im Kreislauf geführte Lösungsmittel praktisch phenolfrei ist. Es hat sich jedoch gezeigt, daß nach dem bisher üblichen Destillationsverfahren im Kreislauflösungsmittel noch erhebliche Phenolmengen verbleiben. Zur Vermeidung dieses Nachteils wurde bereits vorgeschlagen, die aus der Extraktion herrührenden geringen Wassermengen im mit Phenolen beladenen Lösungsmittel in einer Vordestillation abzutrennen, um zu verhindern, daß bei der Hauptdestillation zusammen mit diesem Wasser Phenole als binäres Gemisch in das Kreislauflösungsmittel gelangen. Der Phenolgehalt im Kreislauflösungsmiftel läßt sich nach dieser vorgeschlagenen Arbeitsweise jedoch nicht in befriedigendem Maße senken.
  • Darüber hinaus müssen zur Abtrennung der Hauptmenge des Lösungsmittels im Sumpf der Rektifizierkolonne hohe Temperaturen angewendet werden, bei denen die Phenole erhebliche Korrosionen hervorrufen.
  • Erfiudungsgemäß wird zum Erzielen eines möglicht phenolfreien Kreislauflösungsmittels die destillative Abtrennung der Hauptmenge des Lösungsmittels von den Phenolen unter Vermeidung der Nachteile der genannten Arbeitsweisen so durchgeführt, daß man das Lösungsmittel mit der entsprechenden Menge Wasser oder Wasserdampf versetzt und als azeotropes Gemisch abdestilliert. Das auf diese Weise gewonnene Kreislauflösurlgsmittel zeichnet sich durch extrem niedrige Phenolgehalte aus; somit ist eine erheblich weitergehende Entphenolung der Abwässer möglich als bisher. Das neue Verfahren erlaubt es in niedrigen Temperaturbereichen zu arbeiten, in denen die Korrosionswirkungen der Phenole wesentlich geringer sind. Auch bringt es hinsichtlich der zur Anwendung kommenden Apparaturen Vereillfachungen mit sich.
  • Beispielsweise wird das vorgeschlagene Verfahren folgendermaßen durchgeführt: Das mit Phenolen beladene Butylacetat aus der Phenolextraktion wird in eine Destillierkolonne eingespeist. Gleichzeitig wird in diese Kolonne so viel Wasserdampf direkt eingeblasen, daß etwa 70 oi@ des im Butylacetat - Phenol - Gemisch enthaltenen Butylacetats mit diesem Wasserdampf zusammen die Kolonne als azeotropes Destillat verlassen. Bekanntlich bildet Wasser mit Butylacetat zusammen ein bei etwa 90,20 C siedendes azeotropes Gemisch, das zu etwa 28,7 O/o aus Wasser und zu etwa 71,3 O/ol aus Butylacetat besteht. Nach der Verflüssigung und Kühlung trennt sich das azeotrope siedende Destillat in eine Wasser- und eine Butylacetatschicht. Das vom Wasser abgetrennte Butylacetat, das sich durch einen extrem niedrigen Phenolgehalt auszeichnet, wird als Kreislaufiösungsmittel der Extraktion wieder zugeführt.
  • Der Sumpf der I)estilTierkolonne wird durch indirekte Heizung auf etwa 1200 C gehalten, damit der Rückstand aus dieser Kolonne praktisch wasserfrei einer Vakuumdestillation zugeführt werden kann, in der in bekannter Weise die Abtrennung des restlichen Butylacetats von den Phenolen erfolgt. Die indirekte Sumpfbeheizung der Destillierkotonne bringt darüber hinaus die Verdampfungswäriue für den Butylacetatanteil des azeotropen Destillates auf.
  • Zur Durchführung des Verfahrens kann erfindungsgemäß auch an Stelle von Wasserdampf die entsprechende Menge Wasser zur Bildung des azeotropen Destillates rerwendet werden.
  • Es ist im Hinblick auf die in der deutschen Patentschrift 902005 beschriebene Arbeitsweise erforderlich. den Unterschied gegenüber dem erfindungsgemäß es Verfahren eingehend darzulegen.
  • Nach dem bekannten Verfahren wird zunächst in einer unter atmosphärischem Druck betriebenen, indirekt beheizten Destillierkolonne die Hauptmenge des Lösungsmittels von den Phenolen abgetrennt.
  • Durch Rektifikation in der Verstärkersäule der gleichen Kolonne wird ein weitgehend phenolarmes Lösungsmittel erzielt. In einer weiteren, in der Regel im Vakuum arbeitenden, indirekt beheizten Destillierkolonne werden die noch in den Phenolen enthaltenen Lösungsmittelreste ausgetrieben und das Destillat beispielsweise mit der ursprünglichen Extraktlösung aus der Extraktion vereinigt. Nach dem Verfahren der Patentschrift 902 005 wird nun nicht, wie das in der Destillatioustechnik üblich ist, die Extraktlösung mit einer Temperatur in die Destillierkolonne eingespeist. die beim Siedepunkt der Extraktlösung oder kurz unterhalb desselben liegt, sondern mit einer Temperatur, bei der das gesamte Wasser und das Lösungsmittel oder Teile des letzteren bereits dampfförmig in die Destillierkolonne gelangen.
  • Trotz dieser Sondermaßnahme ist das Hauptmerkmal der Destillationsweise gemäß dem bekannten Verfahren darin zu erblicken, daß der Phenolgehalt des Destillates dieser Kolonne ausschließlich durch die Rektifizierwirkung der Kolonne beeinflußt wird.
  • Es ist bei dieser Destillationsweise eine Unterteilung der Kolonne in einen Abtrieb- und einen Rektifizierteil notwendig, wobei der Kolonne Rücklaufflüssigbeit in einem bestimmten Verhältnis zur Destillatmenge zugeführt werden muß.
  • Bei dieser Rektifikation werden naturgemäß auch alle leichter als das Lösungsmittel siedenden Bestandteile der ursprünglichen Extraktlösung dampfförmig der Kolonne zugeführt, also auch der geringe Prozentsatz Wasser, der bei der Extraktion von der Extraktlösung aufgenommen wurde. Der Wassergehalt der Extrakflösung liegt im Mittel bei etwa 2 O/a.
  • Mit diesem Wasser gehen entsprechend der Zusammensetzung des azeotropen Gemisches Wasser-Butylacetat etwa 6 O/G der in der Extraktlösung vorhandenen Lösungsmittelmenge als Azeotrop bei der Destillation über. Insgesamt müssen bei der Destillation aber etwa 85 bis 90 ovo des in der Extraktlösung enthaltenen Lösungsmittels in der Destillierkolonne abgetrieben werden; das bedeutet, daß der Anteil des Butyl acetat-Wasser-Azeotrops im Gesamtdestillat der Kolonne nur maximal etwa 10 6/G ausmacht. Am Kopf der Kolonne stellt sich demzufolge eine Gemischdampf-Temperatur ein, die zwischen den Siedepunkten des reinen Butylacetats und des genannten Azeotrops liegt. Auf Grund des im Uberschuß vorhandenen Butylacetats liegt die Gemischdampf-Temperatur in der Nähe des Siedepunktes vom reinen Butylacetat.
  • Es handelt sich bei der Verfahrensweise nach der Patentschrift 902 005 somit um eine reine Rektifikation, bei der sich ungewollt nur zu einem geringen Teile, gewissermaßen als Verunreinigung des Hauptdestillates, ein Wasser-Lösungsmittel-Azeotrop bildet, das überdies als störend empfunden wird.
  • Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Destillationsverfallren beruht nicht auf der Rektifizierwirkung einer Destillierkolonne, sondern darauf, daß durch Einblasen von Wasserdampf in die Extraktlösung die Hauptmenge des Butylacetates praktisch phenolfrei abgetrieben werden kann. Vergleichbar ist dieser Vorgang mit dem Abstrippen von leichtflüchtigen Bestandteilen aus Erdölgemischen. Eine Rektifizierwirkung ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich, da das aus dem Wasserdampf in Verbindung mit dem Lösungsmittel aus der Extraktlösung entstehende azeotrope Dampfgemisch durch Rektifikation in seiner Zusammensetzung nicht verändert werden kann. Es wird also in jedem Falle ein Destillat erzielt, das genau den Siedepunkt und die Zusammensetzung des azeotropen Gemisches Was-5er-Lösungsmittel hat. Um dies zu erreichen, ist es erforderlich, daß der Extraktlösung gerade so viel Wasserdampf zugeführt wird, wie zur Bildung des azeotropen Gemisches Wasser-Lösungsmittd nötig ist. Im Gegensatz hierzu geht bei dem bekannten Verfahren nur ein geringer Teil des erzeugten Destillates als Azeotrop über, weil die Extraktlösung aus der Extraktion von vornherein nur einen sehr geringen Wassergehalt besitzt und das direkte Einblasen von Wasserdampf oder die zusätzliche Zumisohung von Wasser vor oder während der Destillation zwecks Bildung eines Azeotrops mit dem Lösungsmittel nicht vorgesehen ist.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können etwa 70 bis 75 eI<> des in der Extraktlösung enthaltenen Lösungsmittels durch Bildung eines azeotropen Gemisches praktisch phenolfrei abgetrennt werden. Bei einem Abtrieb von 70 70°/e des in der Extraktlösung enthaltenen Lösungsmittels ist, bezogen auf die Extraktlösung, eine Menge von etwa 28 °/e, Wasserdampf zuzusetzen.
  • Bemerkenswert ist der überaus niedrige Phenolgehalt des wiedergewonnenen Lösungsmittels nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Es ist ohne weiteres möglich, bei gut geleiteten Anlagen Phenolgeh alte im Lösungsmittel zu erreichen, die erheblich unter 10 mg/l liegen. Nach den bisher bekannten Arbeitsweisen war es günstigstenfalls möglich, Phenolgehalte zu erzielen, die eine Zehnerpotenz höher liegen. Von der Reinheit des angewandten Lösungsmittels hängt aber in erster Linie eine wirksame Entp,henolu,ng der Abwässer ab.
  • Während nach dem in der Patentschrift 902 005 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel ein Lösungsmittel mit einer Reinheit von 99,95 0/e, also mit einem Phenolgehalt von 500 mit, gewonnen wird, liegen die gemäß dem neuen Verfahren im Dauerbetrieb spielend erzielten Werte bedeutend unter 50 mg/l. In besonders günstigen Fällen ist es möglich, ein völlig phenol freies Lösungsmittel wiederzugewinnen.
  • Ein weiterer Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens ist, daß in wesentlich niedrigeren Temperaturbereichen gearbeitet wird als bei den bisher angewandten Verfahren zur Trennung von Lösungsmittel und Phenolen. Waren bisher maximale Temperaturen zwischen 165 und 1750 C notwendig, so kann man nunmehr mit Temperaturen von maximal 1150 C auskommen. Dadurch ist die Verwendung von billigerem Niederdruck- bzw. Abdampf für die Durchführung der Destillation möglich, während bisher Hochdruckdampf verwendet werden mußte. Hinzu kommt, daß die Korrosionsgefahr, die bei Temperaturbereichen um 1700 C teilweise sehr erheblich ist, durch das Arbeiten in niedrigeren Temperaturbereichen wesentlich verringert wird.
  • Der apparative Aufwand ist bei dem beanspruchten Verfahren gegenüber der bisherigen Arbeitsweise bedeutend geringer, da die Vielzahl der bisher benötigten Rektifizierböden der Destillierkolonne wegfällt.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Entphenolung von Abwässern durch Extraktion der Phenole mit sauerstoffhaltigen organischen Lösungsmitteln mit beschränkter Wasserlöslichkeit, z. B. Butylacetat, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Erzielung eines Kreislauflösungsmittels mit äußerst niedrigem Phenol- gehalt die Hauptmenge des mit Phenolen beladenen Lösungsmittels unter Zuführung einer solchen Menge Wasserdampf oder Wasser abdestilliert, daß das Lösungsmittel in Form eines azeotropen Gemisches übergeht, worauf man in bekannter Weise die Lösungsmittelreste von den Phenolen abtrennt.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 902 005.
DEV9008A 1955-06-07 1955-06-07 Verfahren zur Entphenolung von Abwaessern Pending DE1042599B (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8758573B2 (en) 2007-12-20 2014-06-24 Borealis Technology Oy Removal of hydrocarbons from an aqueous stream

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE902005C (de) * 1951-09-18 1954-01-18 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur Rueckgewinnung des Loesungsmittels durch Destillation aus phenolhaltigen Loesungen

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