KR100742017B1 - 프로필렌 옥사이드 제조 과정으로부터 유래되는 산업폐수의 정제 방법 - Google Patents

Abstract

(a)폐수(1)를 다중-이펙트 증발(2,3) 처리에 투입하여 증기상 상부 분획 (6,18)과 비-휘발성 오염물질을 함유한 액체 하부 분획(4,5)을 생성하고; (b)증기상 상부 분획의 적어도 일부분(8)을 액체 스트림(10)으로 응축시킨 다음 스트리핑 처리(12)하여, 휘발성 폐 유기물질을 함유한 오버헤드 스트림(15)과 액체 하부 스트림으로서의 정제수(19)를 생성하는 단계를 포함하는, 프로필렌 옥사이드의 공업적 제조 과정으로부터의 폐수를 처리하는 방법.

프로필렌 옥사이드 제조 과정, 다중-이펙트 증발, 폐수처리

Description

프로필렌 옥사이드 제조 과정으로부터 유래되는 산업폐수의 정제 방법{PROCESS FOR THE PURIFICATION OF INDUSTRIAL WASTE WATER FROM A PROPYLENE OXIDE PRODUCTION PROCESS}

본 발명은 프로필렌 옥사이드의 제조과정으로부터 유래되는 산업폐수의 정제 방법에 관한 것이다.

프로필렌 옥사이드 제조를 위한 산업적 과정에서 유래하는 폐수와 최소한 탄화수소와 염(유기 및/또는 무기)을 함유하고 있는 폐수의 처리 또는 정제는 보통은 비용이 비교적 값비싼 과정이다. 현재의 환경 입법은 특히 정제된 폐수가 환경으로 방출될 때, 산업적 과정으로부터 유래되는 산업폐수의 정제를 엄격히 요구하고 있다. 따라서, 실용적, 환경적 및 경제적 관점내에서 산업폐수를 정제하는 방법을 선택하는 것에는 한계가 있다.

비교적 많은 양의 폐수가 생산되는 프로필렌 옥사이드의 제조를 위한 하나의 산업적 과정은 스티렌 단량체/프로필렌 옥사이드(SM/PO) 동시(co)-제조 과정이다. 일반적으로 SM/PO 과정은 다음 단계를 포함한다: (ⅰ)에틸벤젠 하이드로퍼옥사이드를 형성하기 위한 에틸벤젠과 산소, 또는 공기의 반응. (ⅱ)프로필렌 옥사이드와 1-페닐 에탄올을 수득하기 위해 에폭시화 촉매 존재하에서, 수득한 에틸벤젠 하이드로퍼옥사이드와 프로펜의 반응 (ⅲ)1-페닐 에탄올을 적당한 탈수 촉매를 사용하여 탈수시킴으로써 스티렌으로 전환. 마지막 단계에서 물이 생성된다. 이러한 반응수 뿐만 아니라 지방족ㆍ방향족 탄화수소, 알데히드, 케톤, 알콜, 페놀, 유기산 등과 같은 유기부산물도 전 과정동안에 생성된다. 이들 부산물의 몇몇은 청정수의 도움으로 주산물과 분리될 수 있으며, 유기산은 나트륨 (비)카보네이트 및/또는 나트륨 하이드록사이드 수용액과 같은 염기성 수용액을 사용하여 중화된다. 더욱이, 부가적인 물이 위 (ⅰ)단계에서 공기와 함께, 그리고 (ⅲ)단계에서 스팀으로서 투입되며, 또한 과정의 다른 부분에서도 약간의 물이 사용될 수 있다.

SM/PO 제조 공장의 폐수는 전형적으로 염을 함유하지 않은 유기화합물 1.0 내지 3.5 wt% 및 유기염 3.0 내지 6.0 wt%를 함유한다. 또한 나트륨 카보네이트와 나트륨 비카보네이트 2.0 wt%, 및/또는 나트륨 하이드록사이드의 극소량을 추가 함유할 수 있으며, 이는 유기산의 중화에 사용되는 염기성 용액에 의해 좌우된다.

SM/PO 공장으로의 깨끗한 물의 공급은 시간당 수 만 ㎏에 이를 수 있고, 폐수의 산출은 통상적으로는 공급된 물의 50% 이상에 이른다. 폐수는 부가적인 정제처리를 거치지 않고서는 방출할 수 없다. 그러나 상기와 같이, 모든 종류의 실용적, 환경적, 경제적 관점 때문에 적당한 정제 처리를 선택하는 것은 한계가 있다.

프로필렌 옥사이드를 제조하기 위한 잘 알려진 또 하나의 방법은, 또한 많은 양의 폐수를 생산하는데, 이소부탄과 프로펜에서 출발하는 메틸 3차-부틸 에테르(MTBE)와 프로필렌 옥사이드의 동시-제조방법이다. 이 과정은 당업자에게 잘 알려져 있으며, 위에서 기술한 SM/PO 과정과 비슷한 과정을 포함한다. 에폭시화 단계에서 3차-부틸 하이드로퍼옥사이드는 프로필렌 옥사이드와 3차-부탄올을 형성하면서 프로펜과 반응한다. 3차-부탄올은 메탄올로 순차적으로 에스테르화되어 MTBE로 되고, 그것은 자동차 연료에서 첨가제로 사용된다.

SM/PO 폐수의 처리과정의 한 예가 US-5,276,235에서 기재되어 있다. 이 과정에서 폐수는 우선 증류처리하여 농축된 수성 하부 폐 스트림으로부터 물과 가벼운 유기물질을 분리하고, 순차적으로 이 하부 스트림을 수성 산(적당하게는 황산)과 혼합하고, 생성되는 혼합물을 나트륨-함유 수성 상과 유기상으로 분리하고, 최종적으로 상을 별도로 회수한다. US-5,675,055 특허에서 이 과정의 개선된 버젼이 기술되었는데, 증류단계로부터 회수되는 하부 스트림을 상 분리와 상의 회수가 일어나기 전에 수-불혼화성 유기용매 및 산과 혼합한다.

본 발명의 목적은 지표수로 버려지는 물에 대한 환경 입법에 정해진 모든 요구사항을 만족시키기에 충분히 깨끗한 물을 만드는 후속 생물학적 처리를 거치거나, 또는 과정내에서의 재-사용하기에 알맞은 정제된 수류를 만드는, 산업폐수의 처리 방법을 제공하는 데 있다.

따라서, 본 발명은 프로필렌 옥사이드를 제조하는 산업적 과정으로부터의 폐수를 처리하는 방법에 관한 것이며, 그 과정은 다음 단계를 포함한다.

(a) 폐수는 다중-이펙트 증발(multi-effect evaporation ) 처리하여, 증기상 상부 분획과 비-휘발성 오염물질을 함유한 액체 하부 분획을 생성하는 단계; 및

(b) 증기상 상부 분획의 적어도 일부를 액체 스트림으로 응축시키고 스트리핑 처리하여 휘발성 폐 유기물질을 함유하는 오버헤드 스트림과, 액체하부 스트림으로서의 정제수를 생성하는 단계.

수득된 정제수는 산업적 과정에서, 예를 들면 냉각수로서 재사용할 수 있을 만큼 충분히 깨끗하나, 지표수로 흘러들어갈 만큼 충분히 깨끗한 정제수 스트림을 만들기 위해서는 생물학적 처리를 거쳐야 한다.

본과정으로 처리될 폐수는 화학적 산소요구량(COD)이 최소한 500 ppm이어야 하고, 바람직하게는 1000 ppm이어야 하며, 통상적으로는 페놀함량이 최소한 10 ppm이어야 한다. COD는 샘플내에서의 모든 산소소모성 물질이 산화하기 위해 필요한 산소량의 척도이다. 이것은 물 샘플이 얼마나 오염되었나를 알아보기에 좋은 척도인데, 왜냐하면 물 샘플 속에는, 각각은 낮은 양이나 전체적으로는 오염에 심각한 양으로 기여하는 많은 종류의 물질이 존재할 수 있기 때문이다. COD는 산소와 같은 일정량의 산화제와 임의로는 촉매를 혼합하여 샘플내에 존재하는 화합물을 산화시키는 자동화 분석기에 의해서 측정된다. 따라서 발생하는 이산화탄소를 종종 적외선 분광기에 의해 측정하며, 물 1 리터당 소모되는 산소 ㎎의 단위 또는 산소의 ppm으로 보고된다. 전형적인 폐수의 방출기준은 COD가 100 ppm인 것으로서, 이 양은 유기물질의 부패로 인하여 물속에 자연적으로 존재하는 양에 근접한 양인 것으로 여겨진다.

(a)단계에서의 다중-이펙트 증발처리는 보통의 다중-이펙트 증발장치에 의해 수행될 수 있다. 다중-이펙트 증발은 분리 기술로 잘 알려져 있다. 그것은 처리될 스트림이 단계적으로 점점 낮아지는 압력의 이펙트에서 일련의 증발처리를 받아야 하는 것을 일반적으로 포함한다. 후속 이펙트간의 압력 구배로 인해 연속적인 이펙트내에서의 끓는점이 낮아지는 결과를 초래한다. 이러한 구배는 한 섹션으로부터의 응축된 증기가 다음 이펙트를 위한 열 매질로 사용될 수 있도록 허용한다. 그러므로 본문에 쓰여진 이펙트(effect)는 증기(보통 스팀)에 의한 다중-이펙트 증발기의 한 섹션이며, 또한 필요한 곳에 적어도 증발열의 일부분을 공급하는 데 사용되는, 다음 섹션으로 방출되는 증기이다. 한 이펙트로부터 남아있는 액체(하부) 산물은 다음 이펙트에 (더 농축된) 액체로서 제공된다.

본 발명의 목적상 사용된 다중-이펙트 증발 장치는 소위 말하는 순방향-공급 모드로 작동될 수 있다; 원료 공급물은 첫번째 이펙트로 도입되고, 이펙트에서 이펙트로 증기(즉 스팀) 유동에 평행하여 지나가는 반면, 액체 "산물"은 최종 이펙트로부터 취득하게 된다. 또한 염수가 증발 이펙트를 통해 증기 스트림에 대해 향류방식으로 이동하도록 소위 향류 모드로 증발 과정이 수행될 수도 있다. 이러한 과정이 수행되면 염수가 점점 높아지는 온도에서 끓는다. 이러한 작동 모드는 염수가 농축됨에 따라 염을 침전시키는 경향을 가질 경우에 특히 유리하다. 대안적으로, 다중-이펙트 증발은 소위 평행 모드로 작동될 수 있는데, 증발 트레인의 상이한 이펙트에 걸쳐 폐수 공급물을 분할하는 것을 포함한다.

본 발명의 과정에서, 최종 이펙트로부터 얻어진 액체 산물은 무거운(즉, 비-휘발성) 불순물을 함유한 염수 스트림이다. 적당하게 이 염수 스트림은 유기 분획이 고효율로 이산화탄소로 연소되는 소각로로 보내진다. 정제된 증기 스트림은 최종 이펙트와 응축된 중간 증기 스트림으로부터의 기체 상부 분획으로서, 증발기 로부터 회수된다.

일반적으로, 하나의 이펙트는 하나의 증기 배출구와 액체 배출구 및 증발열을 제공하기 위한 가열 수단을 가진다. 그러한 가열 수단은, 예를 들면, 이펙트의 액체(즉, 하부) 부분에서 배열된 리보일러(reboiler)의 형태일 수 있다. 대안적으로, 가열 수단은 관 또는 판 모양의 가열 형태일 수 있다. 이러한 모든 가열 수단은 그들의 열 투입이 선행 이펙트로부터의 증기에 의해 공급된다는 공통점이 있다. 다중-이펙트 증발기의 첫번째 이펙트를 위한 열 공급은, 정상적으로는 프레쉬 스팀 또는 적당한 온도에서 열을 제공할 수 있는 다른 공정 스트림에 의해 이루어진다. 최종 이펙트로부터의 상부 분획으로서 회수되는 스팀은 적당히 응축된다. 수득된 응축물 스트림은 차후의 단계 (b)로 보내지게 되고, 회수된 응축열은 공정내의 다른 곳에 쓰이거나 또는 냉매에 의해 제거될 수 있다.

모든 다중-이펙트 증발기의 연속적인 이펙트는 이전의 문단에서 대략 나타낸 일반적 요소를 구비하겠지만, 동일하거나 상이한 증발기 타입이 존재할 수 있다. 증발기 타입의 예는 강제-순환 증발기, 단관 수직 증발기, 장관 수직 증발기, 수평관 증발기, 와이핑 필름 증발기를 포함한다. 이러한 증발기 타입 및 다중-이펙트 증발의 원리는 당업자에게 익히 공지되어 있고 다양한 기술 핸드북에서 찾을 수 있다. 이와 관련하여 예를 들면, 문헌[참조; Perry's Chemical Engineering Hand book, 7^th edition, McGraw-Hill(1997), pages 11-108 to 11-118]을 참조할 수 있다.

본 발명의 목적을 위해서, 2 내지 5 이펙트를 포함하는, 특별히 바람직하게는 2 또는 3 이펙트를 가진 다중-이펙트 증발기에서 다중-이펙트 증발 처리를 수행하는 것이 특히 유용한 것으로 밝혀졌다.

처리될 산업폐수가 SM/PO 공정으로부터 유래할 경우 그것은 통상적으로는 극소량의 페놀을 함유할 것이다. 페놀은 독성 화학물질이고 그러므로 최종 정제수에서, 특히 이러한 물이 지표수로 방출될 때는, 매우 적은 양으로 존재하여야 한다. 전형적으로, 페놀은 그러한 정제수 스트림에 1 ppm 미만의 양으로 존재하여야 한다. 본 과정중 대부분의 페놀은 결국 염수 스트림이 된다. 그러나 폐수 공급물 중의 페놀의 양에 따라, 약간의 페놀은 다중-이펙트 증발 유니트로부터 회수된 증기 분획으로 되고 따라서 정제수로 될 수도 있다. 일반적으로, 폐수 공급물내 페놀의 양이 30 ppm 이상이고, 지표수로 방출하기에 적당할 범위로 폐수를 정제해야 할 경우, 페놀을 제거하기 위한 부가적인 처리가 요구된다. 그러나, 공급되는 폐수의 페놀 양이 30 ppm 이하이고/이거나, 정제된 폐수가 과정내에서 재-사용되어 지표수로 방출될 것이 아니라면, 그러한 부가적인 페놀의 제거는 필요 없을 수 있다.

그러나, 일반적으로, 특히 본 과정에 의해 수득한 수류를 더 정제하기 위해 생물학적 처리기가 사용되었다면 생물학적 처리기를 가로지르는 페놀의 전환이 높을 것이 요구되고 이 과정에서 공급물의 양이 낮은 것이 도움이 되기 때문에 폐수 공급물로부터 페놀을 최대한으로 제거하는 것이 바람직하다. 그러므로, 다중-이펙트 증발기의 최소한 한 이펙트의 상부 분획을 알칼리 흡수 처리하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직한 양태는 모든 이펙트의 상부 분획에 알칼리 흡수 처리를 하는 것이다.

알칼리 흡수 처리는 원칙적으로 당업계에 공지된 어떤 적당한 방법으로도 수행할 수 있다. 그러나 본 발명의 목적을 위해서 알칼리 흡수 처리는 증기상 상부 분획을 향류식으로 알칼리 수용액(바람직하게는 나트륨 하이드록사이드(NaOH) 수용액)과 접촉시키는 것을 포함하며, 그 결과 정제된 상부 분획이 생성된다. NaOH 용액은 바람직하게는 1 내지 20% NaOH 수용액이며, 흡수 컬럼의 상부로 공급되고, 이펙트의 증기상 상부 분획은 하부로 들어간다. 흡수 컬럼으로부터 회수된 이 하부 스트림은 NaOH와 페놀간의 반응으로 형성된 나트륨 페놀레이트를 함유한다. 적당하게는 이 하부 스트림은 최소한 부분적으로 폐수공급 탱크에 공급된다. 나트륨 페놀레이트는 특성상 비-휘발성을 갖기 때문에 정상적으로는 이하에서 상세히 기술될 소각기로 보내지는 염수 스트림에서 끝나게 된다.

(a)단계 이후에, 가능하면 알칼리로 처리된 증기상 상부 분획은 최소한 부분적으로 응축되고, 얻어진 물의 응축물 스트림은 (b)단계의 스트리퍼 컬럼에서 스트리핑 처리를 거치게 된다. 바람직하게는 증기상 상부 분획의 최소한 80 부피%, 더욱 바람직하게는 90 부피%이상이 응축된다. 그러나 가장 바람직하게는,필수적으로 모든 증기상 상부 분획이 응축되는 것이다. 스트리핑 처리에서 여전히 물 응축물 스트림에 존재하는 휘발성 유기 물질은 오버헤드로 제거되고, 정제수 스트림은 하부 스트림으로서 회수된다.

스트리퍼 컬럼은 액체 스트림의 휘발성 성분을 스트리핑하는 데 적당하다고 알려진 임의의 증류 컬럼일 수 있다. 적당하게는, 그러나, 사용되는 스트리퍼는 10내지 100(바람직하게는 15-60)개의 실제 트레이를 가진, 트레이 또는 패킹 컬럼이 다. 전과정의 에너지 소비를 최소화하기 위하여 스트리퍼 컬럼은 다중-이펙트 증발기의 첫번째 이펙트에서의 압력보다 높은 압력에서 수행되는 것이 바람직하다. 즉 이런 방식으로 오버헤드 스트림의 응축열을 다중-이펙트 증발 처리에서의 첫번째 이펙트로 열원으로서 사용할 수 있다. 스트리퍼 안에서 대기압인 상부 압력과 함께, 상부 온도는 보통 80-100℃이고, 이것은 오버헤드에서 응축된 가벼운 유기물질의 양에 의존한다. 하부 온도는 주로 압력 강하에 의해 구동되는데, 100-110℃의 값이 전형적이다. 일반적으로, 적당한 작동 압력의 범위는 1 barg에서 그에 상응하는 하부 온도가 100-110℃에서부터 3 barg일 때 140-150℃임에 따라 1 내지 3 barg이다. 컬럼의 상부에서 온도는 보통 3-20℃로, 하부온도보다 낮다. 스트리퍼 내의 환류 비는 목적한 하부 정제도를 수행하기 위해 다양해질 수 있는데, 1/1 내지 15/1의 비는 좋은 결과로서 사용될 수 있다. 본 과정이 스트리퍼내에서 발생하는, 스트리핑 처리의 효율성을 심각하게 감소시킬 수 있는 실질적인 발포를 일으키지 않지만, 발포가 생기지 않음을 확인하기 위해 소포제를 스트리퍼에 첨가할 수 있다.

따라서, 스트리퍼 컬럼의 상부 분획을 응축하고 생성물인 응축열을 다중-이펙트 증발처리시 첫번째 증발 섹션에 열 공급원으로서 사용하는 것이 바람직하다. (a)단계 후 수득한 물의 응축물에 본래 존재하였던 휘발성 유기 오염물을 함유한 응축된 상부 분획은 적당히 소각로에 보내지거나 과정내에서 재사용을 위해 순환된다.

스트리퍼로부터의 하부 스트림으로서 회수된 정제수 스트림은 산업적 과정에서 공정수로 재사용될 수 있다. 그러나 오염물의 양을 추가적으로 낮추고, 지표수로 흘려보내기에 적당하게 만들기 위해 생물학적 처리를 거쳐야 한다. 이러한 생물학적 처리는 생물학적 처리기 내에서 폐수와 적당한 미생물의 접촉을 포함한다. 이것은 당업자에게 적용 가능하다. 그리하여 얻어진 생물학적으로 처리된 물은 지표수로 흘러들어도 될 만큼 순수하다. 혐기성 또는 호기성 생물학적 처리 모두 스트림에 사용될 수 있으나, 폐수의 COD 양이 낮기 때문에 호기성 생물학적 처리가 바람직하다. 생물학적 처리는 당업자에게 잘 알려져 있고 전형적인 디자인 기준의 참조는 폐수 처리에 대한 표준 엔지니어링 핸드북에서 찾을 수 있다.

비록 주된 과정이 원칙적으로 프로필렌 옥사이드 제조 과정에서 유래하는 모든 산업적 폐수 스트림에 적용가능 하지만, 특별히 SM/PO 과정, 즉 프로필렌 옥사이드와 스티렌의 동시-제조 과정으로부터 유래하는 폐수 스트림의 처리에 유용하다.

도 1은 본 발명의 과정을 대략적으로 도해한 것이다. 도 2에 본 과정의 바람직한 양태가 묘사되었다. 도 3은 본 발명에 따른 바람직한 과정의 세부적인 개요를 보여준다.

도 1에서, 폐수 공급물(1)은 다중-이펙트 증발 섹션(2)에서 증발 처리된다. 다중-이펙트 증발 섹션(2)으로부터 액체 염수 스트림(3)은 하부 분획으로서 회수되는 반면, 증기 분획(4)은 응축 유니트(5)에서 응축되어 응축 스트림(6)을 생성한다. 이 응축 스트림(6)은 후속 스트리핑 유니트(7)에서 스트리핑 처리를 거쳐, 그 결과로 휘발성 유기 오염물을 함유한 상부 분획(9)과 정제수 스트림(8)이 액체 하부 분획으로서 회수된다. 염수 스트림(3)과 상부 분획(9)은 분리되어 또는 병합되어, 상기 상부 분획(9)이 응축된 후, 소각로(도해하지는 않음)로 보내진다.

도 2에서, 본 과정의 바람직한 양태가 도 1에서와 같은 참조 번호를 사용하여 묘사되었다. 여기서의 다중-이펙트 증발 섹션(2)으로부터의 증기상 분획(4)은 우선 알칼리 흡수 유니트(10)에서 가성 알칼리 흡수 처리되고, 그 후 처리된 스트림(11)이 응축 유니트(5) 안에서 응축된다. 부가적으로, 정제수 스트림(8)은 생물학적 처리기(12)에서 생물학적 처리를 거쳐 지표수로 흘러들어 갈 수 있는 정제수 스트림(13)을 생성한다.

도 3은, 본 과정의 좀더 자세한 양태를 보여주고 있으며, 다중-이펙트 증발 유니트는 향류 모드로 실행되고 있다. 여기서의 참조 번호는 도 1과 2에서 사용된 그것과는 다르다. 따라서, 도 3에서 폐수 공급물(1)은 두 개의 이펙트(2,3)로 구성된 다중-이펙트 증발 유니트의 첫번째 이펙트(2)로 들어간다. 실제적인 증발은 증발 섹션(2a)에서 일어나, 첫번째 단계의 염수(4)와 첫번째 단계의 증기상 분획(6)을 초래한다. 첫번째 단계 염수 스트림(4)은 두번째 이펙트(3)로 공급되고, 증발 섹션(3a)에서 증발처리가 일어나 염수 스트림(5)과 두번째 단계 증기상 분획(18)을 초래한다. 첫번째 단계 증기상 분획(6)은 가성 알칼리 흡수 유니트(7)의 가성 알칼리 흡수기(7a)에서 가성 알칼리 흡수 처리에 투입된다. 처리된 증기 스트림(8)은 응축기(9)에서 응축되어 첫번째 단계 응축물 스트림(10)을 초래한다. 두번째 단계 증기상 분획(18)은 또한 가성 알칼리 흡수 유니트(7)에서, 그러나 그것의 7b에서 가성 알칼리 흡수처리에 투입된다. 처리된 증기 스트림(19)은 첫번째 이펙트(2)의 리보일러 섹션 (2b)으로 이끌어, 그것의 응축열을 첫번째 이펙트(2)의 증발열로 공급하고 두번째 단계 응축물(20)을 초래한다. 첫번째 단계의 응축물(10)과 두번째 단계의 응축물(20)은 합하여 스트리퍼(12)로 지나가는 응축 스트림(11)으로 들어간다. 여기서 응축물은 상부 분획(15)과 하부 스트림(13)으로 분리된다. 휘발성 유기 오염물을 함유한 상부 분획(15)은 두번째 이펙트(3)의 리보일러 섹션(3b)으로 이 이펙트의 증발열을 공급하기 위해 공급된다. 생성되는 응축물(16)의 부분은 스트리퍼(12)의 상부로 되돌아 공급되고, 반면 응축 스트림(16)의 잔류물은 염수 스트림(5)과 합하여 병합된 염수(17)가 되고 그것은 소각로(도해하지 않음)로 지나갈 수 있다. 스트리퍼(12)의 하부 스트림(13)의 일부분은 리보일러(14) 안에서 다시 끓는 (reboiled) 반면, 하부 스트림(13)의 잔류물은 이후에 생물학적 처리기(도해하지 않음) 안에서 추가 처리될 정제수 스트림으로서 회수된다.

본 발명은 하기 실시예로 좀더 구체적으로 설명되며 본 발명의 범위는 이러한 특정양태에 제한되지 않는다.

상업적 SM/PO 공장으로부터의 폐수 샘플은 실험실 규모로 본 발명의 처리과정에 따른 일련의 탁상 규모 유니트 작업을 통해 처리될 수 있다. 폐수내의 관련 불순물은 표 1에 나타내었다.

다중-이펙트 증발 단계를 모의 실험하기 위해, 실험실 회전 증발 장치가 사용되었다. 이는 증류온도 70-80℃에서 진공상태로 작동된다. 폐수는 이 증발기에 시간당 255g의 속도로 공급된다. 가성 알칼리 흡수 단계 또한 나트륨 하이드록사이드의 고정된 양(공급물 샘플의 0.3%)이, 공급물 샘플 중량을 기준으로 부가적인 10%의 물과 함께 샘플에 첨가된 실험실 회전 증발 장치내에서 모의 실험되었다. 부가적인 물은 가성 알칼리 흡수 실험을 위한 거짓 하부(bottom)를 형성한다. 가성 알칼리 흡수 단계는 증발 단계에서와 유사한 온도와 압력 조건하에서 수행된다. 응축된 증기는 페놀, 1-페닐 에탄올(또는 메틸 페닐 카비놀, MPC), 메틸페닐 케톤 (MPK), 모노프로필렌 글리콜(MPG), 및 1-페녹시-2-프로판올(PPO)에 대한 가스 크로마토그래피에 의해 분석된다.

가성 알칼리 흡수 후의 폐수 샘플의 스트리핑은 직경 2.54 ㎝(1 inch), 35 tray Oldershaw 증류 컬럼에서 연속적으로 수행된다. 보통 85℃로 미리 가열한 공급물이 트레이(6)의 상부에 첨가된다. 증류 컬럼의 상부는 대기압에서 작동된다. 컬럼 헤드의 온도는 전형적으로 99 내지 100℃ 이며, 바닥의 온도는 104℃만큼 높다. 실험에서, 증류컬럼의 상부와 하부 사이의 스플릿은 오버헤드로 보내지는 공급물의 대략 9%이며, 나머지는 바닥물질 산물로 제거된다. 상부 물질은 쉽게 에멀션화되고 상의 분리가 일어나지 않는 2 상의 수성-유기 혼합물이다. 환류비는 3/1로 전자 타이머에 의해 조절된다. 상부와 하부 물질은 위에 열거한 불순물을 위해 가스 크로마토그래피로 분석된다. 폐수 공급물 중, 증발 처리로부터 회수된 증기상 분획(증기 1) 중, 가성 알칼리 흡수 처리 후의 수증기 중, 및 정제수중의 상기 열거한 다양한 오염물의 양을 표 1에 나타내었다.

폐수 및 정제수 스트림

성분	공급물	증기 1	증기 2	정제수
MPG(ppm)	17800	551	41	불검출
페놀(ppm)	780	2230	76	37
MPC(ppm)	1330	3759	3852	불검출
MPK(ppm)	330	748	748	불검출
PPO(ppm)	150	102	98	48
합계(ppm)	20390	7390	4815	85

표 1로부터 오염물질의 양이 본 과정을 통해 현저히 감소하였음을 알 수 있다. 또한 정제수의 생물학적 처리를 통해 오염물의 양을 추가로 감소시키는 것을 달성할 수 있으며, 특히 페놀 함량을 추가로 낮출 수 있다.

Claims (9)

1. (a) 폐수를 다중-이펙트 증발 처리하여 증기상 상부 분획과 비-휘발성 오염물질을 함유한 액체 하부 분획을 생성시킨 다음;

   (b) 증기상 상부 분획의 적어도 일부분을 액체 스트림으로 응축시킨다음 스트리핑 처리하여, 휘발성 폐 유기물질을 함유한 오버헤드 스트림과 액체 하부 스트림으로서의 정제수를 생성하는 단계를 포함하는, 프로필렌 옥사이드의 공업적 제조 과정으로부터의 폐수를 처리하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 단계(b)에서 수득한 정제수가 후속적으로 생물학적 처리에 투입되는 방법.
3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 다중-이펙트 증발 처리가 2 내지 5 이펙트를 포함하는 다중-이펙트 증발기에서 수행되는 방법.
4. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 다중-이펙트 증발 처리가 향류 모드로 작동되는 다중-이펙트 증발기에서 수행되는 방법.
5. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 적어도 하나의 이펙트의 상부 분획이 알칼리 흡수 처리에 투입되는 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 모든 이펙트의 상부 분획이 알칼리 흡수 처리에 투입되는 방법.
7. 제 5 항에 있어서, 증기상 상부 분획을 향류식으로 알칼리 수용액과 접촉시켜 정제된 상부 분획을 생성하는 단계를 포함하는 알칼리 흡수 처리 방법.
8. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 스트리핑 처리로부터 수득한 상부 분획이 응축되고, 생성되는 응축열이 다중-이펙트 증발 처리의 첫번째 이펙트에 대한 열원으로 사용되는 방법.
9. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 폐수 스트림이 프로필렌 옥사이드와 스티렌의 동시(co)-제조과정으로부터 유래되는 방법.

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