DE19608463A1 - Verfahren zum Extrahieren von Phenolen aus einem phenolhaltigen Abwasser mittels eines Lösungsmittel-Gemisches - Google Patents
Verfahren zum Extrahieren von Phenolen aus einem phenolhaltigen Abwasser mittels eines Lösungsmittel-GemischesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Extrahieren von
Phenolen aus einem phenolhaltigen Abwasser mittels eines
Lösungsmittel-Gemisches, wobei man das Abwasser zunächst durch
eine erste Extraktionszone und anschließend durch eine zweite
Extraktionszone leitet und dabei der ersten Extraktionszone das
Lösungsmittel-Gemisch zuführt und in die zweite Extraktionszone
mindestens eines der Lösungsmittel des Gemisches leitet, mit
Phenolen beladenes Lösungsmittel-Gemisch aus der ersten
Extraktionszone abzieht, Phenole daraus abtrennt und die
Lösungsmittel in mindestens einer Extraktionszone wieder
verwendet. Bei einer solchen Extraktion mit zwei Lösungsmitteln
wird angestrebt, mit möglichst wenig Heizdampf auszukommen.
Ein solches Verfahren ist aus "Chemical Engineering Progress"
(May 1977), Seiten 67 bis 73 bekannt. Hierbei wird das beladene
Lösungsmittel-Gemisch einer ersten Destillationszone zugeführt
und daraus das niedriger siedende Lösungsmittel über Kopf
abgetrieben, welches man zurück in die zweite Extraktionszone
führt. In einer zweiten Destillationszone trennt man die Phenole
vom verbleibenden Lösungsmittel-Gemisch ab und führt das über
Kopf abgezogene Lösungsmittel zurück in die erste
Extraktionszone. Beim bekannten Verfahren wird relativ hoch
gespannter Wasserdampf von vorzugsweise mindestens 10 bar
benötigt, um die Trennung des hochsiedenden Lösungsmittels vom
extrahierten Phenolgemisch durchzuführen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Extrahieren von
Phenolen mit Hilfe eines Lösungsmittel-Gemisches energiesparend
zu arbeiten und die destillative Abtrennung der Phenole sowie
die Auftrennung des Lösungsmittel-Gemisches vor der
Wiederverwendung flexibel durchzuführen. Erfindungsgemäß gelingt
dies beim eingangs genannten Verfahren dadurch,
daß man ein Abwasser, welches mindestens eine Komponente aus der Gruppe der Phenole enthält, mit einem pH-Wert von 6 bis 10 und üblicherweise 7 bis 9 der ersten Extraktionszone zuführt, daß man ein Gemisch der Lösungsmittel A und B bei Temperaturen zwischen 10 und 60°C und zumeist 30 bis 50°C durch die erste Extraktionszone leitet,
dabei ist das Lösungsmittel B niedriger siedend und weist eine geringere Wasserlöslichkeit im Temperaturbereich von 10 bis 60°C auf als das Lösungsmittel A, das Lösungsmittel B hat bei 40°C eine Wasserlöslichkeit von bis zu 2 Gew.-% (vorzugsweise höchstens 1 Gew.-%) und einen Siedepunkt bei 1 bar von 50 bis 100°C (und vorzugsweise 60 bis 75°C) und einen Verteilungsfaktor D für Resorcin von mindestens 0,5 und vorzugsweise 1 bis 2, und das Lösungsmittel B ist mit dem Lösungsmittel A mischbar,
dabei hat das Lösungsmittel A einen Siedepunkt bei 1 bar von höchsten 172°C und üblicherweise von höchstens 160°C, eine Wasserlöslichkeit bei 40°C von höchstens 5 Gew.-% (vorzugsweise höchstens 2 Gew.-%) und einen Verteilungsfaktor D für Resorcin von mindestens 5 und vorzugsweise 7 bis 20. Der Verteilungsfaktor D ist definiert als C1/C2, wobei C1 die Gleichgewichtskonzentration des Resorcins im Lösungsmittel B oder A und C2 die Gleichgewichtskonzentration des Resorcins im Abwasser ist. Beim Verfahren der Erfindung leitet man in die zweite Extraktionszone bei Temperaturen in der zweiten Zone von 10 bis 60°C und zumeist 30 bis 50°C das Lösungsmittel B ein, und man gibt das die zweite Extraktionszone verlassende Lösungsmittel B, welches Lösungsmittel A aus dem Abwasser aufgenommen hat, der ersten Extraktionszone auf. Aus der zweiten Extraktionszone zieht man ein behandeltes phenolarmes Abwasser ab mit einem Gehalt von höchstens 50 ppm an einwertigen Phenolen und einem Gehalt an Resorcin, der einer Entfernung von mindestens 90% des im zugeführten Abwasser enthaltenen Resorcins entspricht. Das aus der ersten Extraktionszone abgezogene, mit Phenolen beladene Lösungsmittel-Gemisch wird in einer ersten Destillationszone getrennt, wobei man vom Kopf der ersten Destillationszone ein phenolfreies Gemisch der Lösungsmittel B und A abzieht und vom Sumpf der ersten Destillationszone ein phenolhaltiges Lösungsmittel-Gemisch abzieht. Aus dem aus der ersten Destillationszone abgezogenen phenolfreien Gemisch der Lösungsmittel B und A trennt man in einer zweiten Destillationszone einen Teil des Lösungsmittels B ab, führt diesen Teil des Lösungsmittels B zur zweiten Extraktionszone und gibt das verbleibende Lösungsmittel-Gemisch der ersten Extraktionszone auf. Resorcin ist eines der zweiwertigen Phenole, das üblicherweise in dem zu behandelnden Abwasser enthalten ist. Resorcin ist schwer zu extrahieren und wird deshalb hier als maßgebende Substanz benutzt.
daß man ein Abwasser, welches mindestens eine Komponente aus der Gruppe der Phenole enthält, mit einem pH-Wert von 6 bis 10 und üblicherweise 7 bis 9 der ersten Extraktionszone zuführt, daß man ein Gemisch der Lösungsmittel A und B bei Temperaturen zwischen 10 und 60°C und zumeist 30 bis 50°C durch die erste Extraktionszone leitet,
dabei ist das Lösungsmittel B niedriger siedend und weist eine geringere Wasserlöslichkeit im Temperaturbereich von 10 bis 60°C auf als das Lösungsmittel A, das Lösungsmittel B hat bei 40°C eine Wasserlöslichkeit von bis zu 2 Gew.-% (vorzugsweise höchstens 1 Gew.-%) und einen Siedepunkt bei 1 bar von 50 bis 100°C (und vorzugsweise 60 bis 75°C) und einen Verteilungsfaktor D für Resorcin von mindestens 0,5 und vorzugsweise 1 bis 2, und das Lösungsmittel B ist mit dem Lösungsmittel A mischbar,
dabei hat das Lösungsmittel A einen Siedepunkt bei 1 bar von höchsten 172°C und üblicherweise von höchstens 160°C, eine Wasserlöslichkeit bei 40°C von höchstens 5 Gew.-% (vorzugsweise höchstens 2 Gew.-%) und einen Verteilungsfaktor D für Resorcin von mindestens 5 und vorzugsweise 7 bis 20. Der Verteilungsfaktor D ist definiert als C1/C2, wobei C1 die Gleichgewichtskonzentration des Resorcins im Lösungsmittel B oder A und C2 die Gleichgewichtskonzentration des Resorcins im Abwasser ist. Beim Verfahren der Erfindung leitet man in die zweite Extraktionszone bei Temperaturen in der zweiten Zone von 10 bis 60°C und zumeist 30 bis 50°C das Lösungsmittel B ein, und man gibt das die zweite Extraktionszone verlassende Lösungsmittel B, welches Lösungsmittel A aus dem Abwasser aufgenommen hat, der ersten Extraktionszone auf. Aus der zweiten Extraktionszone zieht man ein behandeltes phenolarmes Abwasser ab mit einem Gehalt von höchstens 50 ppm an einwertigen Phenolen und einem Gehalt an Resorcin, der einer Entfernung von mindestens 90% des im zugeführten Abwasser enthaltenen Resorcins entspricht. Das aus der ersten Extraktionszone abgezogene, mit Phenolen beladene Lösungsmittel-Gemisch wird in einer ersten Destillationszone getrennt, wobei man vom Kopf der ersten Destillationszone ein phenolfreies Gemisch der Lösungsmittel B und A abzieht und vom Sumpf der ersten Destillationszone ein phenolhaltiges Lösungsmittel-Gemisch abzieht. Aus dem aus der ersten Destillationszone abgezogenen phenolfreien Gemisch der Lösungsmittel B und A trennt man in einer zweiten Destillationszone einen Teil des Lösungsmittels B ab, führt diesen Teil des Lösungsmittels B zur zweiten Extraktionszone und gibt das verbleibende Lösungsmittel-Gemisch der ersten Extraktionszone auf. Resorcin ist eines der zweiwertigen Phenole, das üblicherweise in dem zu behandelnden Abwasser enthalten ist. Resorcin ist schwer zu extrahieren und wird deshalb hier als maßgebende Substanz benutzt.
Das zu behandelnde Abwasser kommt z. B. aus der Kohlevergasung
und insbesondere aus der Vergasung der Kohle im Festbett, oder
aus der Hydrierung oder Verkokung von Kohlen.
Als Lösungsmittel A kann man z. B. ein Keton, einen Ester, ein
Keton-Gemisch, ein Ester-Gemisch oder ein Keton-Ester-Gemisch
verwenden. Nur als Beispiel für das Lösungsmittel A seien hier
Methyl-Isobutylketon (MIBK) sowie n-Butylacetat oder
Isobutylacetat genannt.
Für das Lösungsmittel B kommen vor allem Äther oder
Äther-Gemische in Frage, nur als Beispiele seien genannt:
Diisopropyläther (DIPE), Ethyl-Tertiär-Butyläther (ETBE) oder Tertiär-Amyl-Ethyläther (TAME).
Diisopropyläther (DIPE), Ethyl-Tertiär-Butyläther (ETBE) oder Tertiär-Amyl-Ethyläther (TAME).
Das aus der zweiten Extraktionszone abgezogene, behandelte
Abwasser weist einen Gehalt von höchsten 50 ppm und
üblicherweise höchsten 5 ppm an einwertigen Phenolen auf. Dabei
erreicht man, daß der Gehalt an Resorcin im behandelten Abwasser
einer Entfernung von mindestens 90% und vorzugsweise von
mindestens 99% des Resorcin-Gehalts im unbehandelten Abwasser
entspricht. Das behandelte Abwasser, das aus der zweiten
Extraktionszone kommt, wird durch mindestens eine Strippzone
geführt und zusätzlich auf Temperaturen von 100 bis 180°C und
vorzugsweise mindestens 130°C erhitzt. Durch das Strippen und
Erhitzen ist es möglich, das Abwasser so weit zu reinigen, daß
es direkt einer biologischen Abwasserreinigung zugeführt werden
kann. Nicht mehr notwendig ist, das entphenolte Abwasser vor
oder nach der biologischen Abwasserreinigung noch durch ein
Adsorptionsfilter, z. B. ein Aktivkohlefilter, zu leiten.
Bei bekannten Verfahren, die mit nur einem Lösungsmittel
arbeiten, welches sehr gute Extraktionseigenschaften besitzt
(z. B. MIBK oder Butylacetat), wird für die Destillation des
Lösungsmittels vom Phenol relativ viel hochgespannter
Wasserdampf (10 bar oder höher) benötigt. Außerdem wird eine
noch größere Niederdruck-Dampfmenge für den Abtrieb des
Lösungsmittels aus dem Raffinat gebraucht. Das mit zwei
Lösungsmitteln arbeitende, im "Chemical Engineering Progress"
(siehe oben) beschriebene Verfahren benötigt keinen Wasserdampf
für den Abtrieb von Lösungsmittel aus dem Wasser, es ist jedoch
ein zusätzlicher Aufwand für die Kondensation des zweiten
Lösungsmittels erforderlich, da dieses bei 1 bar nicht mit
Kühlwasser kondensiert werden kann. Das bekannte
"Phenosolvan"-Verfahren (Lurgi) ist das energetisch günstigste
der bekannten Verfahren, da es sowohl für die Destillation des
Lösungsmittels vom Phenol als auch für den Abtrieb des
Lösungsmittels aus dem Raffinat Abwärme des Sumpfprodukts des
NH₃-Abtreibers verwendet. Nur für den Abtrieb geringer
Lösungsmittelmengen vom Rohphenol wird etwas Wasserdampf
benötigt. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, daß bei
Lösungsmittelverhältnissen, die für eine vollständige Extraktion
der mehrwertigen Phenole benötigt werden, die Abwärme des
Abwassers für die Destillation nicht ausreicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren verbindet die Vorteile und
beseitigt die Nachteile der vorgenannten Verfahren dadurch, daß
es zwei Lösungsmittel mit geeigneten Eigenschaften, wie
Siedepunkt, Wasserlöslichkeit und Verteilungsfaktor verwendet.
Die Ausnutzung der Abwärme des Abwassers aus dem NH₃-Abtreiber
kann beim erfindungsgemäßen Verfahren folgendermaßen gestaltet
sein: Das erhitzte Abwasser wird mindestens teilweise durch
indirekten Wärmeaustausch an eine Destillationszone oder auch an
beide Destillationszonen herangeführt und wirkt dort durch
indirekten Wärmeaustausch als Heizmedium. Eine Möglichkeit
dieses indirekten Wärmeaustausches besteht darin, daß man in der
ersten Destillationszone Flüssigkeit durch einen Zwischenabzug
nach außen führt und die Flüssigkeit mit erhitztem Abwasser
erwärmt, bevor man sie in die Destillationszone zurückleitet.
Es empfiehlt sich ferner zusätzlich, das aus der ersten
Extraktionszone abgezogene, mit Phenolen beladene
Lösungsmittel-Gemisch vor Eintritt in die erste
Destillationszone vorzuwärmen. Diese Vorwärmung kann auf
verschiedene Weise geschehen. Eine spezielle Möglichkeit der
Vorwärmung besteht darin, das phenolhaltige
Lösungsmittel-Gemisch beim Vorwärmen teilweise zu verdampfen.
Dabei kann man einstufig oder mehrstufig arbeiten. Bevorzugt
werden Dämpfe in einen weiter oben liegenden Bereich der
Destillationszone eingespeist und Flüssigkeit in einen
darunterliegenden Bereich.
Ausgestaltungsmöglichkeiten werden mit Hilfe der Zeichnung
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Fließschema des Verfahrens und
Fig. 2 eine einzelne Extraktionsstufe vom Mixer-Settler-Typ.
Das zu behandelnde, phenolhaltige Abwasser wird gemäß Fig. 1
der ersten Extraktionszone (1) durch die Leitung (2) zugeführt.
Ein Gemisch der Lösungsmittel A und B gibt man durch die Leitung
(3) in die erste Extraktionszone. Das in der ersten
Extraktionszone behandelte Abwasser gelangt durch die Leitung
(4) in die zweite Extraktionszone (5) und wird als praktisch
phenolfreies Abwasser in der Leitung (6) abgezogen. Das
Lösungsmittel B wird durch die Leitung (7) in die zweite
Extraktionszone gegeben, es dient dort vor allem dazu, das
Lösungsmittel A aus dem Abwasser zu entfernen. Ein Gemisch der
Lösungsmittel A und B verläßt die zweite Extraktionszone (5)
durch die Leitung (8) und wird zusammen mit einem Gemisch der
Lösungsmittel A und B aus der Leitung (9) durch die Leitung (3)
in die erste Extraktionszone (1) geführt.
Üblicherweise besteht jede Extraktionszone aus mehreren, in
Serie geschalteten Extraktionsstufen. Wenn man Extraktionsstufen
vom Mixer-Settler-Typ verwendet, vergl. Fig. 2, arbeitet man in
der ersten Extraktionszone (1) z. B. mit 3 bis 10 Stufen und in
der zweiten Extraktionszone (5) mit 1 bis 6 Stufen, doch kann
die Zahl der Extraktionsstufen je nach Bedarf verändert werden.
Der in Fig. 2 schematisch dargestellte Extraktor weist eine
Einlaßkammer (17) mit einem Zulauf (18) für Abwasser und einer
Leitung (19) für Lösungsmittel-Gemisch auf. Aus der Kammer (17)
die auch als Mischkammer dient, wird das Gemisch durch die Pumpe
(20) zu einer Trennkammer (21) geführt, die einen Gasabzug (22)
aufweist. In der Kammer (21) trennt sich die schwere Wasserphase
von der leichteren Lösungsmittel-Phase. Die leichte Phase wird
durch die Leitung (23) abgezogen, und die Wasserphase gelangt
durch die Öffnung (24) zunächst in die Sammelkammer (25) und
strömt dann durch die Leitung (26) zum nächsten Extraktor.
Extraktoren der in Fig. 2 beschriebenen Art sind handelsüblich.
Lösungsmittel-Gemisch, das vor allem mit den aufgenommenen
Phenolen beladen ist, zieht man aus der ersten Extraktionszone
(1) durch die Leitung (29) ab und erwärmt es durch indirekten
Wärmeaustausch im Vorwärmer (30). Die Lösungsmittel verdampfen
im anschließenden Erhitzer (13) teilweise oder weitgehend, bevor
man das Gemisch durch die Leitung (43) in die erste
Destillationszone (44) führt. Abweichend von der Darstellung in
der Zeichnung kann man die Leitung (43) in zwei Leitungen
aufteilen und Dämpfe in einen höheren und Flüssigkeit in einen
tieferen Bereich der Destillationszone (44) einspeisen. Das vom
Kopf der ersten Destillationszone (44) durch die Leitung (47)
abgezogene Gemisch der Lösungsmittel A und B dient im Vorwärmer
(30) als Heizmedium. Das dampfförmige Lösungsmittel-Gemisch
zieht man in der Leitung (31) ab, führt es durch einen
Kondensator (32) und erhält ein Kondensat, das vor allem aus dem
Lösungsmittel A besteht. Dieses Kondensat wird durch die Leitung
(33) in die zweite Destillationszone (40) geführt. Die
Dampfphase, die vor allem aus dem Lösungsmittel B besteht, zieht
man aus dem Kondensator (32) durch die Leitung (34) ab und gibt
sie zweckmäßig etwas oberhalb der Mündung der Leitung (33)
ebenfalls in die zweite Destillationszone (40). Die Trennung in
der zweiten Destillationszone (40) erfolgt in an sich bekannter
Weise mit Hilfe eines indirekten Wärmeaustauschers (12) und man
zieht über Kopf durch die Leitung (35) mit erster Kühlung (36),
partiellem Rückfluß durch die Leitung (37) und zweiter Kühlung
(38) das Lösungsmittel B ab, welches in der Leitung (7) zurück
in die zweite Extraktionszone geführt wird. Frisches
Lösungsmittel B wird, falls erforderlich, durch die Leitung (7a)
zugeführt. Das im Sumpf der zweiten Destillationszone (40)
anfallende Gemisch der Lösungsmittel A und B wird durch den
Kühler (39) und dann durch die Leitung (9) in die erste
Extraktionszone (1) zurückgeführt. Frisches Lösungsmittel A gibt
man, falls nötig, durch die Leitung (9a) zu. Das Gemisch in der
Leitung (9) weist die Lösungsmittel A und B üblicherweise im
Gewichtsverhältnis von 1 : 10 bis 3 : 1 auf, die Temperatur der
Leitung (9) liegt zumeist in der Nähe von 40°C.
In der ersten Destillationszone (44) wird durch einen
Zwischenabzug (45) ständig ein Teil der in der Zone (44)
vorhandenen Flüssigkeit nach außen zu einem indirekten
Wärmeaustauscher (11) geführt, in welchem ein Teil der
Flüssigkeit verdampft wird, bevor man Dampf und Flüssigkeit
durch die Leitung (46) zurück in die erste Destillationszone
(44) leitet. Das dampfförmige Kopfprodukt der ersten
Destillationszone (44) wird durch die Leitung (47) zunächst zum
Wärmeaustauscher (30) geführt, wobei Kondensat in der Leitung
(48) zurückgeführt wird. Mit Hilfe des Erhitzers (49), der
üblicherweise mit Wasserdampf beheizt wird, stellt man im Sumpf
der Destillationszone (44) eine Temperatur in der Nähe von 150°C
ein.
Jede der beiden Destillationszonen (44) und (40) wird in der
Praxis durch eine oder mehrere Destillationskolonnen realisiert,
die in an sich bekannter Weise flüssigkeits- und
dampfdurchlässige Böden oder Füllkörper enthalten.
Ein Flüssigkeitsgemisch, dessen Komponenten vor allem Phenole
und Lösungsmittelreste sind, verläßt die erste Destillationszone
(44) durch die Leitung (52) und wird der Kolonne (55) zugeführt,
die hier auch als Phenolkolonne bezeichnet ist. Sie weist eine
Beheizung (56) der Sumpfflüssigkeit auf, dazu wird zum Strippen
Wasserdampf durch die Leitung (57) zugeführt. Die Temperatur im
Sumpf liegt üblicherweise im Bereich von 130 bis 170°C und
vorzugsweise 140 bis 150°C. Vom Sumpf der Kolonne (55) wird
Rohphenol durch die Leitung (58) abgezogen, zum Kühlen durch den
Wärmeaustauscher (53) geführt und fließt dann durch die Leitung
(58a). Ein Teilstrom des Rohphenols wird durch die Leitung (59)
als Produkt aus dem Verfahren entfernt. Das restliche Rohphenol
gelangt durch die Leitung (60) zu einem Kühler (61) und dann
durch die Leitung (62) zu einer Kolonne (63), die hier auch als
Absorber bezeichnet wird. Vom Sumpf der Kolonne (63) abgezogene
lösungsmittelhaltige Flüssigkeit wird durch die Leitung (64) und
den Wärmeaustauscher (53) aufgewärmt in die Phenolkolonne (55)
geführt. Das Kopfprodukt der Phenolkolonne (55) zieht in der
Leitung (65) ab, wird im Kondensator (66) gekühlt und das
gebildete Kondensat gelangt durch die Leitung (67) zurück in die
erste Extraktionszone (1). Dieses Kondensat besteht vor allem
aus Wasser und Lösungsmittel und es enthält noch restliche
Phenole.
Das in der Leitung (6) aus der zweiten Extraktionszone (5)
abgezogene, behandelte Abwasser wird zunächst im indirekten
Wärmeaustauscher (15) erwärmt und dann einer Strippkolonne (70)
aufgegeben. Der Strippkolonne führt man Kreislaufgas als
Strippgas durch die Leitung (71) zu, welches ganz oder teilweise
aus Inertgas (z. B. Stickstoff) besteht. Das aus der
Strippkolonne (70) abgezogene, mit Lösungsmittel beladene
Kreislaufgas gelangt durch die Leitung (72) zum Absorber (63),
wo es von Lösungsmittel befreit wird. Vom Kopf des Absorbers
(63) abgezogenes Gas wird über das Gebläse (74) zurück in die
Strippkolonne (70) geführt. Falls erforderlich, kann das Gas der
Leitung (71) noch durch eine nicht dargestellte Wasserwäsche zum
Entfernen von Phenolen geführt werden.
Das Abwasser, das vom Sumpf der Strippkolonne (70) durch die
Leitung (75) abgezogen wird, gelangt zunächst zum Erwärmen zum
indirekten Wärmeaustauscher (14) und von da in eine weitere
Kolonne (77). Durch Erhitzen werden in dieser Kolonne störende
Gase abgetrieben, wobei das Kopfprodukt teilweise über den
Kondensator (78) zurückgeführt wird. Der verbleibende Teilstrom
des Abgases, der vor allem aus NH₃, CO₂, H₂S und Wasserdampf
besteht, wird in der Leitung (79) abgezogen.
Die Sumpfflüssigkeit der Kolonne (77) wird durch Wasserdampf
erhitzt, der im indirekten Wärmeaustauscher (80) als Heizmedium
dient. In der Leitung (10) zieht man aus der Kolonne (77)
Abwasser mit einer Temperatur im Bereich von 100 bis 180°C und
vorzugsweise mindestens 130°C ab. Dieses Abwasser ist nun
bereits so weit gereinigt, daß es nach weiterer Kühlung direkt
in eine nicht dargestellte biologische Abwasserreinigung gegeben
werden kann. Wichtig ist, daß man die Wärme des Abwassers der
Leitung (10) im vorausgehend beschriebenen Verfahren gut
ausnutzt. Zu diesem Zweck ist es z. B. möglich, das Abwasser als
Heizmedium nacheinander durch die Wärmeaustauscher (11), (12),
(13), (14) und (15) zu führen, wobei diese Reihenfolge auch
variieren kann. Um die Übersichtlichkeit der Fig. 1 nicht zu
beeinträchtigen, ist diese Führung des Abwassers nicht
dargestellt.
Einer Anlage gemäß Fig. 1 gibt man durch die Leitung (2) ein
phenolhaltiges Abwasser aus einer Kohlevergasungs-Anlage auf,
welches vor der Extraktionsbehandlung weitgehend von Teer, Öl
und Feststoffen befreit worden war. Das Lösungsmittel A ist
Methyl-Isobutylketon (MIBK) und Lösungsmittel B ist
Diisopropyläther (DIPE). Pro Stunde werden der Anlage durch die
Leitung (7a) bzw. (9a) 7 kg DIPE und 0,1 kg MIBK zugeführt, um
Verluste zu ergänzen. Als Strippmedium in der Leitung (57)
dienen 900 kg/h Wasserdampf. Die Tabellen I und II geben zu
verschiedenen Leitungen die Menge und Komponenten der
Flüssigkeit (in kg/h) sowie die Temperatur (in °C) und den Druck
(in bar) an, die Daten sind teilweise berechnet.
Claims (6)
1. Verfahren zum Extrahieren von Phenolen aus einem
phenolhaltigen Abwasser mittels eines
Lösungsmittel-Gemisches, wobei man das Abwasser zunächst
durch eine erste Extraktionszone und anschließend durch eine
zweite Extraktionszone leitet und dabei der ersten
Extraktionszone das Lösungsmittel-Gemisch zuführt und in die
zweite Extraktionszone mindestens eines der Lösungsmittel des
Gemisches leitet, mit Phenolen beladenes
Lösungsmittel-Gemisch aus der ersten Extraktionszone abzieht,
Phenole daraus abtrennt und die Lösungsmittel in mindestens
einer Extraktionszone wieder verwendet, dadurch
gekennzeichnet,
- (a) daß man ein Abwasser, welches mindestens eine Komponente aus der Gruppe der Phenole enthält, mit einem pH-Wert von 6 bis 10 der ersten Extraktionszone zuführt, daß man ein Gemisch der Lösungsmittel A und B bei Temperaturen zwischen 10 und 60°C durch die erste Extraktionszone leitet,
dabei ist das Lösungsmittel B niedriger siedend und weist
eine geringere Wasserlöslichkeit im Temperaturbereich von 10
bis 60°C auf als das Lösungsmittel A, das Lösungsmittel B hat
bei 40°C eine Wasserlöslichkeit von bis zu 2 Gew.% und einen
Siedepunkt bei 1 bar von 50 bis 100°C und einen
Verteilungsfaktor D für Resorcin von mindestens 0,5 und es
ist mit dem Lösungsmittel A mischbar,
dabei hat das Lösungsmittel A einen Siedepunkt bei 1 bar von höchstens 172°C, eine Wasserlöslichkeit bei 40°C von höchstens 5 Gew.% und einen Verteilungsfaktor D für Resorcin von mindestens 5,
dabei ist D definiert als C1/C2, wobei C1 die Gleichgewichtskonzentration des Resorcins im Lösungsmittel B oder A und C2 die Gleichgewichtskonzentration des Resorcins im Abwasser ist,
dabei hat das Lösungsmittel A einen Siedepunkt bei 1 bar von höchstens 172°C, eine Wasserlöslichkeit bei 40°C von höchstens 5 Gew.% und einen Verteilungsfaktor D für Resorcin von mindestens 5,
dabei ist D definiert als C1/C2, wobei C1 die Gleichgewichtskonzentration des Resorcins im Lösungsmittel B oder A und C2 die Gleichgewichtskonzentration des Resorcins im Abwasser ist,
- (b) in die zweite Extraktionszone leitet man bei Temperaturen in der zweiten Zone von 10 bis 60°C das Lösungsmittel B ein, und gibt das die zweite Extraktionszone verlassende Lösungsmittel B, welches Lösungsmittel A aus dem Abwasser aufgenommen hat, der ersten Extraktionszone auf, aus der zweiten Extraktionszone zieht man ein behandeltes phenolarmes Abwasser ab mit einem Gehalt von höchstens 50 ppm an einwertigen Phenolen und einem Gehalt an Resorcin, der einer Entfernung von mindestens 90% des im zugeführten Abwasser enthaltenen Resorcins entspricht,
- (c) das aus der ersten Extraktionszone abgezogene, mit Phenolen beladene Lösungsmittel-Gemisch wird in einer ersten Destillationszone getrennt, wobei man vom Kopf der ersten Destillationszone ein phenolfreies Gemisch der Lösungsmittel B und A abzieht und vom Sumpf der ersten Destillationszone ein phenolhaltiges Lösungsmittel-Gemisch abzieht,
- (d) aus dem aus der ersten Destillationszone abgezogenen phenolfreien Gemisch der Lösungsmittel B und A trennt man in einer zweiten Destillationszone einen Teil des Lösungsmittels B ab, führt diesen Teil des Lösungsmittels B zur zweiten Extraktionszone und gibt das verbleibende Lösungsmittel-Gemisch der ersten Extraktionszone auf.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
das aus der zweiten Extraktionszone abgezogene, behandelte
Abwasser zum Abtreiben von gelösten Gasen auf Temperaturen
von 100 bis 180°C erhitzt und daß man die fühlbare Wärme des
behandelten, erhitzten Abwassers mindestens teilweise durch
indirekten Wärmeaustausch an mindestens eine der beiden
Destillationszonen abgibt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in
der ersten Destillationszone Flüssigkeit durch einen
Zwischenabzug nach außen führt, mit erhitztem Abwasser
erwärmt und erwärmte Flüssigkeit zurück in die erste
Destillationszone leitet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel B einen Äther oder
ein Äther-Gemisch verwendet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel A ein Keton, einen
Ester, ein Keton-Gemisch, ein Ester-Gemisch oder ein
Keton-Ester-Gemisch verwendet.
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