TWI843921B - 使用焚化爐控制在石油化學製程中產生之廢液之處理的方法 - Google Patents

Abstract

一種用於處理在石油化學製程期間產生之廢液之方法。該廢液包含至少一種第一水基廢水流及至少一種第二有機液基廢液流。該方法包含：a)使該至少一種第一水基廢水流經受至少一個冷凍濃縮階段以產生第三清潔水流及第四濃縮水基廢水流；b)使該至少一種第二有機液基廢液流經受至少一個分離階段以產生第五純化產物流及第六濃縮有機液基廢液流；c)將該第四濃縮水基廢水流及該第六濃縮有機液基廢液流輸送到焚化爐，並在該焚化爐中焚化該等流；控制該方法使得該第六濃縮有機液基廢液流之焚化產生焚化該第四濃縮水基廢水流所需能量的至少70%。

Description

使用焚化爐控制在石油化學製程中產生之廢液之處理 的方法

本發明涉及一種用於處理在石油化學製程中產生之廢液之方法，其中該廢液包含第一水基廢水流及第二有機液基廢液流。

在大量的石油化學製程中，諸如利用一或多種蒸餾或精餾步驟之彼等過程中，產生了包含至少一種水基廢水流以及至少一種有機液基廢液流的廢液。然後必須舉例而言通過焚化來處理或純化或處置兩種流體。此類石油化學製程的實例係經由氫過氧化物異丙苯方法從含有苯及丙烯的進料流中產生苯酚及丙酮，以及通過利用異丙苯來產生環氧丙烷。

氫過氧化物異丙苯方法包含在分子氧存在下將異丙苯轉化為氫過氧化物異丙苯之前，使苯及丙烯反應成異丙苯，然後通常使用酸觸媒將氫過氧化物異丙苯裂解成苯酚及丙酮。裂解產物含有產物苯酚及丙酮，以及一對副產物及雜質，諸如苯乙酮、異丙苯、2-苯基-2-丙醇等。通常，產物苯酚及丙酮通過蒸餾與裂解產物分離。此外，未經轉化之異丙苯通常自裂解產物回收，通過真空蒸餾純化並再循環到該方法中。其他副產物及雜質必須經處理。舉例而言，在經設計為每年生產200噸苯酚之設備中，產生了每小時約1,000公斤之重質廢油流，其中含有約20重量%的苯乙 酮及剩餘其他雜質及副產物；及每小時約5,000至10,000公斤之廢水流，其中含有甲醇、丙酮、苯酚、異丙苯等。

石油化學製程之另一個說明性實例係通過利用異丙苯產生環氧丙烷，在此方法中產生了大量的廢液，其包含至少一種水基廢水流以及至少一種有機液基廢液流。在此方法中，異丙苯在空氣中經氧化以獲得氫過氧化物異丙苯，其中在合適的環氧化觸媒存在下，該氫過氧化物異丙苯用於將丙烯環氧化成環氧丙烷。異丙苯在環氧化過程中被轉化為二甲基芐醇，該二甲基苄醇被分子氫氫化以回收異丙苯。在純化之後，將回收之異丙苯再循環到異丙苯氧化步驟。在此方法中，產生了大量的有機液體基廢液流，其含有苯乙酮、苯酚及剩餘其他雜質及副產物；以及廢水，其含有苯酚及其他雜質及副產物。

處理(一或多種)廢料流的一種選擇係舉例而言通過焚化處置它們。此類方法舉例而言在US 6,164,087中公開。更具體而言，本文中公開的方法包含濃縮水基廢水流，然後使其與另一種廢液流一起經受焚化。在使水基廢液流與其他廢液一起經受焚化之前，將該水基廢液流濃縮，其目的係藉由去除原始廢水流中包括之一些水來減少焚化所需的能量。然而，此方法仍然需要大量能量來進行焚化。

鑒於此，本發明之目的係提供一種藉助於焚化，用於處理在石油化學製程中產生之廢液的方法，其中該廢液包含至少一種水基廢水流及至少一種有機液基廢液流，其中此方法利用了儘可能多之廢液組分，然 而仍然需要最小之能量來進行焚化。

根據本發明，此目的藉由提供一種用於處理或純化在石油化學製程中產生之廢液之方法來實現，其中該廢液包含至少一種第一水基廢水流及至少一種第二有機液基廢液流，其中該方法包含以下步驟：a)使該至少一種第一水基廢水流經受至少一個冷凍濃縮階段，以產生第三清潔水流及第四濃縮水基廢水流；b)使該至少一種第二有機液基廢液流經受至少一個分離階段，以產生第五純化產物流及第六濃縮有機液基廢液流；c)將該第四濃縮水基廢水流及該第六濃縮有機液基廢液流輸送到焚化爐，並在該焚化爐中進行焚化；其中控制該方法，使得該第六濃縮有機液基廢液流之焚化產生焚化該第四濃縮水基廢水流所需之能量的至少70%。

藉由控制該方法，使得該第六濃縮有機液基廢液流之焚化產生焚化該第四濃縮水基廢水流所需之能量的至少70%，焚化該第四濃縮水基廢水流所需之至少大部分能量利用自該方法中產生之該第六濃縮有機液基廢液流。換言之，第六濃縮有機液基廢液流被用作焚化之燃料，然而，僅在包括於第二有機液基廢液流中之一或多種有價值的化合物已被分離之後。因此，第二有機液基廢液之有價值之部分與其分離，且然後可用作合成方法的原料，或可在該方法等中再循環，而該第二有機液基廢液之剩餘部分用作焚化之燃料。因此，可以顯著減少甚至完全避免從外部供應到方法中的能量。可藉由相應地控制或調節方法參數來實現控制，以使焚化第四濃縮水基廢水流所需的至少70%之能量由第六濃縮有機液基廢液流產 生，如下文進一步詳細地描述。

根據本發明之方法之步驟b)，使至少一種第二有機液基廢液流經受至少一個分離階段，以產生第五純化產物流及第六濃縮有機液基廢液流。在這方面，純化產物流是指包括(一或多種)化合物作為主要組分之流，其中該等(一或多種)化合物可為石油化學製程之產物、可為石油化學製程的副產物及/或甚至可為石油化學製程之雜質。決定性的是，在至少一個分離階段中分離出之(一或多種)化合物具有任何值，即可在石油化學製程中或在任何其他方法中用作原料，用作觸媒等。較佳地，在步驟b)中，分離一種化合物，使得第五純化產物流主要由此一種化合物及可能少量之雜質組成。

如上所述，在本發明之方法之步驟c)中，控制該方法，使得第六濃縮有機液基廢液流的焚化產生焚化第四濃縮水基廢水流所需之能量之至少70%。特定言之，在該方法中，這可以藉由調節步驟a)之至少一個冷凍濃縮階段中之濃縮度、步驟b)的至少一個分離階段中之分離度及第四濃縮水基廢水流與第六濃縮有機液基廢液流之間的比率中之至少一者來實現，使得第六濃縮有機液基廢液流之焚化產生焚化第四濃縮水基廢水流所需的能量之至少70%。舉例而言，若由於第一水基廢水流之體積相對較高而使焚化需要更多之能量，則i)可增加步驟a)的至少一個冷凍濃縮階段中之濃縮度，以去除此流中更多的水，以減少要焚化的水量；及/或ii)可降低第四濃縮水基廢水流與第六濃縮有機液基廢液流之間的比率，使得按第四濃縮水基廢水流之給定體積計，更多的濃縮有機液基廢液流作為燃料被進料到焚化爐中；及/或iii)降低步驟b)之至少一個分離階段中的分離度，使得更多的有機液基廢液作為用於焚化之燃料存在。

考慮到第一水基廢水流中之雜質之初始濃度可能較高及/或第一水基廢水流中的雜質之最終濃度可能較高，較佳地是，在本方法中，控制步驟a)的至少一個冷凍濃縮階段中之至少兩種，較佳地所有濃縮度、步驟b)之至少一個分離階段中的分離度及第四濃縮水基廢水流與第六濃縮有機液基廢液流之間的比率，使得第六濃縮有機液基廢液流之焚化產生焚化第四濃縮水基廢水流所需之能量的至少70%。

在本發明想法之另一個發展中，提出了控制該方法，使得第六濃縮有機液基廢液流之焚化產生焚化第四濃縮水基廢水流所需的能量之至少80%、較佳地至少90%、更佳地至少95%且最佳地至少所有。

關於至少一種第一水基廢水流之組成，本發明不受特別限制。然而，較佳的是，至少一種第一水基廢水流包括70至99.5重量%之水及剩餘補足100重量%，即0.5至30重量%之溶解及/或分散在水中的雜質。甚至更佳地，至少一個第一水基廢水流包括80至95重量%之水及剩餘補足100重量%，即5至20重量%之溶解及/或分散在水中的雜質。

同樣關於冷凍濃縮之種類，本發明不受特別限制。然而，當在步驟a)中使至少一種第一水基廢水流為了冷凍濃縮而經受至少一個懸浮結晶階段或至少一個層結晶階段時，尤其獲得良好的結果。層結晶階段可為靜態結晶階段或降膜結晶階段，較佳地為靜態結晶階段。舉例而言，在步驟a)中使至少一種第一水基廢水流為了冷凍濃縮而經受一個懸浮結晶階段或一個靜態結晶階段。或者，在步驟a)中使至少一種第一水基廢水流為了冷凍濃縮而經受兩個或更多個懸浮結晶階段。甚至更佳地，在步驟a)中 使至少一種第一水基廢水流為了冷凍濃縮而經受至少一個懸浮結晶階段及至少一個靜態結晶階段，其中最佳地，至少一個懸浮結晶階段在靜態結晶階段之前進行。

根據本發明之第一尤其較佳之實施例，在步驟a)中使至少一種第一水基廢水流為了冷凍濃縮而經受至少一個懸浮結晶階段。懸浮結晶具有僅需要相當緊密之佈局、產生已在一個步驟或階段中之相當高的純度、具有相當低之能量消耗且具有相當低之安裝成本的優點。通常，懸浮結晶分為兩個步驟，即首先產生待純化之化合物之晶體，其次從剩餘的母液中分離晶體。

鑒於此，較佳的是，至少一個懸浮結晶階段包含至少一個用於產生水晶體之結晶塊及至少一個用於從母液中分離在該至少一個結晶塊中產生的晶體之分離塊。在一種變型中，結晶塊包含至少一個用於去除結晶熱的刮面結晶器及生長容器，在該生長容器中所產生之晶體有時間生長到可分離之尺寸，其中該分離塊較佳地包含至少一個洗滌塔。在替代性且實際上較佳之變型中，結晶塊包含刮面結晶器，但不包含生長容器。在此變型中，刮面結晶器結合了結晶器及生長容器的功能。

根據本發明之一個尤其較佳之實施例，洗滌塔包含：

圓柱形容器，其中該圓柱形容器包含：

- 活塞，其具有活塞頭及活塞桿，其中該活塞配置成可在該圓柱形容器中往復移動，其中該活塞在該活塞頭上方界定了在該圓柱形容器內之洗滌室，且其中該活塞頭包含至少一個過濾構件；

- 入口，其用於將由晶體及母液組成的結晶塊中產生的晶體懸浮混合 物供應到該圓柱形容器中；

- 出口，其用於從該圓柱形容器中排出母液；及

- 出口，其用於從該圓柱形容器中排出晶體及/或晶體熔體。

在本發明想法之另一個發展中，提出了分離塊包含配置在圓柱形容器外部的用於循環熔體之循環導管，即圓柱形容器連接到配置在圓柱形容器外部的用於循環熔體之循環導管，該圓柱形容器與洗滌室及用於使結晶床部分熔融及分解之構件連通，該晶體床配置在洗滌室中，用於限制已在洗滌室中被活塞壓實之結晶床之移動，並引導從循環導管進入圓柱形容器的洗滌液均勻地分佈在洗滌塔之整個橫截面上。

特定言之，若應獲得高濃度之第一水基廢水流，較佳地，在步驟a)中使至少一種第一水基廢水流為了冷凍濃縮而經受至少兩個，諸如兩個懸浮結晶階段。此類兩個階段之懸浮結晶比一個階段之懸浮結晶高約10%的濃度。兩個懸浮結晶階段中之每一者均包含結晶器，其中兩個結晶器可具有相同設計或不同設計。第一懸浮結晶階段包含除其結晶器之外的如上所述之洗滌塔，其中將在第一懸浮結晶階段之結晶器中獲得的漿料輸送到洗滌塔中，其中從母液中分離在第一懸浮結晶階段之結晶器中獲得之晶體。在將晶體及/或晶體熔體分別作為第三清潔水流去除的同時，將作為洗滌塔之濾液獲得之母液輸送到第二懸浮結晶階段的結晶器中，該第二懸浮結晶階段進一步包含增稠器。將在第二懸浮結晶階段之結晶器中獲得的漿料輸送到增稠器中。以與在洗滌塔中相同之方式，將漿料在增稠器中壓實到經填充的結晶床中，然而沒有或至少沒有完全像在洗滌塔中那樣洗滌結晶床。在增稠器中獲得的晶體床在通過分解晶體床之構件之後，輸送到第 一懸浮結晶階段之結晶器中，作為增稠器的濾液獲得的至少一部分濃縮物作為第四濃縮水基廢水流去除，而另一部分濃縮物則視情況地返回到第二懸浮結晶階段之結晶器中。

根據本發明之第二尤其較佳之實施例，在步驟a)中使至少一種第一水基廢水流為了冷凍濃縮而經受至少一個層結晶階段，其可為至少一個降膜結晶階段或較佳地至少一個靜態結晶階段。

根據本發明之第三尤其較佳之實施例，在步驟a)中使至少一種第一水基廢水流為了冷凍濃縮而經受至少一個懸浮結晶階段及至少一個層結晶階段，其可為至少一個降膜結晶階段或較佳地至少一個靜態結晶階段。更佳地，在步驟a)中使至少一種第一水基廢水流為了冷凍濃縮而經受一個懸浮結晶階段，隨後一個層結晶階段，其中該層結晶階段更佳地為靜態結晶階段。該實施例之優點在於可將進料流濃縮到非常高的程度，即可處理第一水基廢水流以產生第三清潔水流及第四高濃縮水基廢水流，且即使在第一水基廢水流之黏度相當高的情況下亦是如此。在懸浮結晶期間，漿料的黏度隨濃度增加而呈指數增加，因此設定懸浮結晶階段的濃度上限。當使在懸浮結晶階段中獲得的母液經受靜態結晶階段時，可以進一步增加所獲得之第四濃縮水基廢水流之濃度。因此，懸浮結晶階段較佳地包含如上所述之結晶器及洗滌塔，其中將在懸浮結晶階段之結晶器中獲得的漿料輸送到洗滌塔中，其中從母液中分離在懸浮結晶階段之結晶器中獲得之晶體。在將晶體及/或晶體熔體分別作為第三清潔水流去除的同時，將作為洗滌塔之濾液獲得之母液輸送到靜態結晶階段的靜態結晶器中。結晶後，將獲得之母液作為第四濃縮水基廢水流從靜態結晶器中抽出，而在靜 態結晶階段之靜態結晶器中獲得的晶體及/或晶體熔體則傳輸進料到懸浮結晶階段之結晶器中。

取決於清潔水之下游應用，較佳的是在至少一個冷凍濃縮階段的最後一者之後獲得之第三清潔水流包含小於1,000ppm，更佳地小於100ppm，仍更佳地小於50ppm且最佳地小於或等於10ppm的溶解及/或分散之雜質。此類純化之水流可在與清潔水相同之方法中或在另一種方法中使用。

此外，較佳的是第四濃縮水基廢水流包含小於90重量%之水，更佳地小於80重量%之水，甚至更佳地小於75重量%之水且最佳地至多70重量%之水，其中剩餘補足100重量%的雜質係溶解及/或分散在水中之雜質。雜質可具有有機及/或無機性質，且亦可包括不溶性物質，如(一或多種)鹽及/或精細分散之有機相液滴。舉例而言，雜質可為有機液、無機液及/或(一或多種)無機固體，諸如一或多種鹽。第四濃縮水基廢水流中有機液之含量較佳地為至多30重量%，因為否則冷凍濃縮中母液之黏度對於冷凍濃縮中所需的有效質量轉移將過高以及凝固點將不當地降低。

在本發明想法之另一個發展中，提出了第二有機液基廢液流包括5至99.5重量%且較佳地10至30重量%之一或多種有機化合物，該等有機化合物藉由步驟b)期間的至少一個分離階段分離；及剩餘補足100重量%的一或多種溶解及/或分散之雜質。藉由步驟b)期間之至少一個分離階段分離之化合物的含量足夠高，使得可藉由足夠低的工作藉由步驟b)期間之至少一個分離階段分離(一或多種)所需化合物，然而該足夠低的工作應合理地足夠低，使得有足夠的燃料用於保持焚化。

關於藉由步驟b)期間之至少一個分離階段分離之一或多種 有機化合物的化學性質，本發明沒有特別限制。舉例而言，該等該化合物可選自由以下各者組成之群：苯酚、異丙苯、苯乙酮、1,3-丁二醇、丙烯酸乙酸酯、丙烯腈及兩種或更多種前述化合物之任意組合。

步驟b)中使用之至少一個分離階段取決於藉由步驟b)期間之至少一個分離階段分離的化合物。舉例言之，在步驟b)中使第二有機液基廢液流經受之至少一個分離階段選自由以下各者組成之群：層結晶、蒸餾、萃取及兩個或更多個前述方法之任意組合。

分別取決於在步驟b)中獲得之產物之下游應用或其可銷售級別，較佳的是在步驟b)中的至少一個分離階段之最後一者之後獲得的第五產物流之含量包含小於2,000ppm，更佳地小於1,000ppm，仍更佳地小於100ppm，再更佳地小於50ppm且最佳地小於10ppm之溶解及/或分散的雜質。

在步驟c)期間在焚化爐中焚化第四濃縮水基廢水流及第六濃縮有機液基廢液流之溫度應足夠高，以完全分解任何烴及其他雜質，然而應儘可能地低，以使該方法之所需能量降至最低。鑒於此，較佳的是在步驟c)期間在焚化爐中，在至少900℃，較佳地在900及1,100℃之間，更佳地在900及1,000℃之間且最佳地在900及950℃之間的溫度下焚化第四濃縮水基廢水流及第六濃縮有機液基廢液流。此可藉由適當地調節第四濃縮水基廢水流及第六濃縮有機液基廢液流之間的比率來實現，即藉由調節該比例使得焚化在至少900℃，較佳地在900及1,100℃之間，更佳地在900及1,000℃之間且最佳地在900及950℃之間的溫度下發生。

由於此原因，較佳的是第六濃縮有機液基廢液流具有相當高的燃燒熱。當第六濃縮有機液基廢液流具有至少2,000kJ/kg，更佳地至少2,500kJ/kg且最佳地至少2,800kJ/kg之燃燒熱時，獲得良好的結果。

如上所述，較佳地在該方法中控制第四濃縮水基廢水流及第六濃縮有機液基廢液流之比率，且可根據至少一種第一水基廢水流及至少一種第二有機液基廢液流的組成之變化來改變該比率。然而，當第四濃縮水基廢水流及第六濃縮有機液基廢液流在步驟c)中以2：1至10：1，較佳地4：1至8：1且更佳地5：1至7：1，諸如約6：1之體積：體積比率輸送到焚化爐時，通常可獲得良好的結果。

本發明之另一個態樣為一種用於處理或純化在石油化學製程中產生之廢液的設備，其中該廢液包含第一水基廢水流及第二有機液基廢液流，其中該設備包含：a)第一水基廢水流之源；b)第二有機液基廢液流之源；c)至少一個冷凍濃縮階段，其具有用於將第一水基廢水流供應到至少一個冷凍濃縮階段之入口管線，具有用於抽取在冷凍濃縮階段中產生的第三清潔水流之出口管線及用於抽取在冷凍濃縮階段產生的第四濃縮水基廢水流之出口管線；d)至少一個分離階段，其具有用於將第二有機液基廢液流供應到至少一個分離階段中之入口管線，具有用於抽取在至少一個分離階段中產生的第五純化產物流之出口管線且具有用於抽取在至少一個分離階段中產生的第六濃縮有機液基廢液流之出口管線；e)焚化爐，其具有用於供應第四濃縮水基廢水流之入口管線及用於將第六濃縮有機液基廢液流供應到焚化爐之入口管線；及f)控制單元，其經實施為使得其可以控制第六濃縮有機液基廢液流之焚化產生焚化第四濃縮水基廢水流所需之能量的至少70%。

較佳地，控制單元包含以下各者之至少一者：用於確定在至少一個冷凍濃縮階段中處理的液流之濃度之量測裝置；用於確定在至少一個分離階段中的分離度之量測裝置；及用於控制被進料到焚化爐中之第四濃縮水基廢水流及第六濃縮有機液基廢液流之間的比率之裝置。

根據本發明之一個較佳實施例，至少一個冷凍濃縮階段包含至少一個懸浮結晶階段及/或至少一個靜態結晶階段。

較佳地，至少一個分離階段選自由以下各者組成之群：層結晶階段、蒸餾階段、萃取階段及兩個或更多個前述階段的任意組合。

根據本發明之一個尤其較佳實施例，至少一個冷凍濃縮階段包含至少一個懸浮結晶階段，該懸浮結晶階段包含至少一個用於產生水晶體之結晶塊及至少一個用於從母液中分離在該至少一個結晶塊中產生的晶體之分離塊，其中該結晶塊包含至少一個結晶器，且其中該分離塊包含至少一個洗滌塔。在一種變型中，結晶塊包含至少一個用於去除結晶熱之刮面結晶器及生長容器，其該生長容器中所產生之晶體有時間生長到可分離之尺寸。在替代性且實際上較佳之變型中，結晶塊包含刮面結晶器，但不包含生長容器。在此變型中，刮面結晶器結合了結晶器及生長容器的功能。

此外，較佳的是分離塊包含至少一個洗滌塔。更佳地，至少一個洗滌塔包含：

圓柱形容器，其中該圓柱形容器包含：

- 活塞，其具有活塞頭及活塞桿，其中該活塞經配置成可在該圓柱形 容器中往復移動，其中該活塞在該活塞頭上方界定了在該圓柱形容器內之洗滌室，且其中該活塞頭包含至少一個過濾構件；

- 入口管線，其用於將由晶體及母液組成的結晶塊中產生的晶體懸浮混合物供應到該圓柱形容器中；

- 出口管線，其用於從該圓柱形容器中排出母液；及

- 出口管線，其用於從該圓柱形容器中排出晶體及/或晶體熔體。

根據本發明之另一個尤其較佳實施例，至少一個冷凍濃縮階段包含至少兩個且更佳地至少兩個懸浮結晶階段。較佳地，至少兩個懸浮結晶階段中之每一者包含懸浮結晶器，其中兩個懸浮結晶器可具有相同設計或不同設計。第一懸浮結晶階段包含除其結晶器之外的如上所述之洗滌塔及連接結晶器與洗滌塔之管線，使得將在第一懸浮結晶階段的結晶器中獲得之漿料輸送到洗滌塔中，其中從母液中分離在第一懸浮結晶階段的結晶器中獲得之晶體。洗滌塔包含分別用於晶體及/或晶體熔體之去除管線，及連接洗滌塔及第二懸浮結晶階段之管線，使得將作為洗滌塔之濾液獲得之母液輸送到第二懸浮結晶階段的結晶器中。第二懸浮結晶階段還包含增稠器以及連接結晶器及增稠器之管線，使得將在第二懸浮結晶階段的結晶器中獲得之漿料輸送到增稠器中。增稠器包含連接增稠器及第一懸浮階段之結晶器之管線，使得在通過分解晶體床的構件之後，在增稠器中獲得之晶體床被輸送到第一懸浮結晶階段之結晶器中。此外，增稠器包含用於去除在增稠器中獲得之作為濾液之濃縮物的管線，其中該管線可分成去除管線及再循環管線，使得作為增稠器的濾液獲得的至少一部分濃縮物作為第四濃縮水基廢水流去除，而另一部分濃縮物則視情況地返回到第二懸浮結 晶階段之結晶器中。

根據本發明之另一個尤其較佳實施例，至少一個冷凍濃縮階段包含至少一個懸浮結晶階段及至少一個層結晶階段，其可為至少一個降膜結晶階段或較佳地至少一個靜態結晶階段。更佳地，至少一個冷凍濃縮階段包含一個懸浮結晶階段及其後續之一個層結晶階段，其中該層結晶階段更佳地為靜態結晶階段。較佳地，懸浮結晶階段包含如上所述之懸浮結晶器及洗滌塔。洗滌塔包含分別用於晶體及/或晶體熔體之去除管線，及連接洗滌塔及第二靜態結晶階段之管線，使得將作為洗滌塔的濾液獲得之母液輸送到第二懸浮結晶階段的結晶器中。冷凍濃縮階段進一步包含連接第二靜態結晶階段之靜態結晶器及第一懸浮結晶階段之結晶器的管線，使得將在第二靜態結晶階段之結晶器中獲得之晶體及/或晶體熔體輸送到第一懸浮結晶階段的結晶器中或進料到第一懸浮結晶階段的結晶器中。此外，第二靜態結晶階段之結晶器包含去除管線，其用於去除作為第四濃縮水基廢水流的在第二靜態結晶階段之結晶器中獲得之母液。

2:原料

4:主要/石油化學製程

6:主要產物

8:第一水基廢水流

10:第二有機液基廢液流

12:其他廢料

14:處置及/或初級處理設備

16:焚化爐

20:天然氣

22:灰分

24:冷凍濃縮階段

26:第三清潔水流

28:第四濃縮水基廢水流

30:分離階段

32:第五純化產物流

34:第六濃縮有機液基廢液流

36:副產物

38、38':懸浮結晶器

40:洗滌塔

42:入口管線

44:用於第三清潔水流之出口管線

46、46':用於第四濃縮水基廢水流之出口管線

48、48':進料槽

50、50':進料管線50

52、52':循環管線

54、54':泵

56、56':漿料管線

58、58':濃縮管線

60、60':返回管線

62:增稠器

64:管線

66:靜態結晶器

68:管線

隨後參考附圖來描述根據本發明之具體實施例。

圖1 為根據本發明之一個實施例的一種用於處理石油化學製程中產生之廢液之方法及設備的示意圖，其中該廢液包含至少一個第一水基廢水流及至少一個第二有機液基廢液流。

圖2 為根據本發明之一個實施例之方法及設備的冷凍濃縮階段之示意圖。

圖3 為根據本發明之另一個實施例之方法及設備的冷凍濃縮階段之示意圖。

圖4 為根據本發明之又一個實施例之方法及設備的冷凍濃縮階段之示意圖。

圖5 為根據本發明之又一個實施例之方法及設備的冷凍濃縮階段之示意圖。

在圖1所示之根據本發明之方法中，將原料2進料到石油化學主要方法4中，在該石油化學主要方法中將該等原材料處理成主要產物6。在該方法中，亦產生第一水基廢水流8、第二有機液基廢液流10及視情況之其他廢料12。舉例而言，主要方法4係用於產生氫過氧化物異丙苯之方法且原料2係導致產生作為主要產物6之氫過氧化物異丙苯的苯及丙烯。在此情況下，第一水基廢水流8含有甲醇、丙酮、苯酚、異丙苯及其他化合物，而第二有機液基廢液流10含有苯乙酮且另一種廢料12含有其他副產物。另一種廢物12在設備14中被處置及/或經受初級處理。第一水基廢水流8被引導到冷凍濃縮階段24中，其中第一水基廢水流8被分離為第三清潔水流26及第四濃縮水基廢水流28。當第三清潔水流26被引導到處置及/或初級處理裝置14時，第四濃縮水基廢水流28被引導到焚化爐16中。此外，第二有機液基廢液流10被引導到分離階段30，其中第二有機液基廢液流10被分離成第五純化產物流32及第六濃縮有機液基廢液流34。在從中去除了一些副產物36之後，在將第五純化產物流32與主要產物6合併的同時，第六濃縮有機液基廢液流34被引導到焚化爐16中。根據本發明，該方法由控制單元(未示出)控制，使得第六濃縮有機液基廢液流34之焚化產生焚化第四濃縮水基廢水流28所需之能量的至少70%，使得焚化第四濃縮水基廢水流28所需之至少大部分能量利用自主要方法4中產生之第六濃縮有機液基廢液流34。換言之，第六濃縮有機液基廢液流34用作焚化之燃料，然而，僅在包括於第二有機液基廢液流10中之一或多種有價值的化合物已被分離之後。因此，第二有機液基廢液10之有價值之部分與其分離，且然後可用作合成方法的原料，或可在該方法等中再循環，而第二有機液基廢液10之剩餘部分用作焚化之原料。因此，可以顯著減少甚至完全避免從外部供應到方法中的能量。可藉由在該方法中調節冷凍濃縮階段24中之分離度、分離階段30中之分離度及第四濃縮水基廢水流28與第六濃縮有機液基廢液流34之間的比率中的至少一者來實現控制焚化第四濃縮水基廢水流28所需之能量的至少70%由第六濃縮有機液基廢液流34產生，使得第六濃縮有機液基廢液流34之焚化產生焚化第四濃縮水基廢水流28之能量的至少70%。

圖2為根據本發明之一個實施例之方法及設備的冷凍濃縮階段24之示意圖，諸如圖1所示及如上所述之方法及設備。冷凍濃縮階段24包含用於產生水晶體之懸浮結晶器38、用於從母液中分離在至少一個結晶塊中產生的晶體之洗滌塔40、用於將第一水基廢水流供應到冷凍濃縮階段24之入口管線42、用於抽取在冷凍濃縮階段24中產生的第三清潔水流之出口管線44及用於抽取在冷凍濃縮階段24中產生的第四濃縮水基廢水流之出口管線46。此外，冷凍濃縮階段24包含進料罐48，其與入口42及通向懸浮結晶器38中之進料管線50連接。此外，懸浮結晶器38配備有包含泵54之循環 管線52。漿料管線56從循環管線52通向洗滌塔40。另外，洗滌塔40與濃縮管線58連接，該濃縮管線被分成出口管線46及返回管線60。在設備運行中，第一水基廢水流經由入口管線42輸送到進料罐48中，並經由進料管線50從進料罐48輸送到懸浮結晶器38中，在該懸浮結晶器中水晶體形成以獲得包含水晶體及母液之漿料。漿料經由循環管線52再循環，一部分漿料經由漿料管線56從循環管線中輸送到洗滌塔40中。在洗滌塔40中從母液中分離出水晶體，其中該水晶體作為熔體從冷凍濃縮階段24，作為第三清潔水流經由出口管線44被抽取。經由濃縮管線58從洗滌塔40輸送在洗滌塔40中獲得之母液，其中一部分經由出口管線46作為第四濃縮水基廢水流被抽取，另一部分經由返回管線60被輸送到進料罐48中。

圖3為根據本發明之另一個實施例之冷凍濃縮階段24的示意圖，其包含兩個懸浮結晶階段。兩個懸浮結晶階段中之每一者包含懸浮結晶器38、38'，其中第一懸浮結晶階段如上參考圖2所述實施，不同之處在於濃縮管線58未分離成出口管線46及返回管線60。相反，濃縮管線58通向第二懸浮結晶階段之進料槽48'，該第二懸浮結晶階段進一步包含增稠器62。第二懸浮結晶階段之進料槽48'與通向懸浮結晶器38'之進料管線50'連接。此外，懸浮結晶器38'配備有包含泵54'之循環管線52'。漿料管線56'自循環管線52'通向增稠器62。另外，增稠器62與分成出口管線46'及返回管線60'之濃縮物管線58'連接。此外，增稠器62與通向第一懸浮結晶階段之循環管線52之管線64連接。在設備運行中，第一水基廢水流經由入口管線42輸送到第一懸浮結晶階段之進料槽48中，並如上參考圖2所述在此處進行處理，除了在洗滌塔40中所獲得之母液不被部分抽取並部分進料到進料槽48中之外。相 反，經由濃縮管線58將洗滌塔40中所獲得之母液自洗滌塔40輸送到第二懸浮結晶階段之進料槽48'中。然後，將母液或進料分別經由進料管線50'進料到懸浮結晶器38'中，在該懸浮結晶器中水晶體形成以獲得包含水晶體及母液之漿料。漿料經由循環管線52'再循環，一部分漿料經由漿液線56'從循環管線中輸送到增稠器62中。在增稠器中獲得之晶體床在通過分解晶體床之構件之後，經由管線64被輸送到第一懸浮結晶階段的循環管線52中。經由濃縮管線58'從增稠器62輸送作為濾液之在增稠器62中獲得之濃縮物，經由出口管線46'從濃縮管線中抽取作為第四濃縮水基廢水流的一部分，且經由返回管線60'將另一部分輸送到進料槽48'中。

圖4為根據本發明之另一個實施例之冷凍濃縮階段24的示意圖，其包含一個靜態結晶階段。靜態結晶階段包含靜態結晶器66、進料罐48、入口管線42、進料管線50、用於第三清潔水流之出口管線44以及用於抽取第四濃縮水基廢水流之出口管線46。在設備運行中，第一水基廢水流經由入口管線42輸送到進料罐48中，並經由進料管線50從進料罐48進入到靜態結晶器66中，在該靜態結晶器中，在靜態結晶器66中含有的經冷卻之板上水晶體形成形成以獲得晶體層及母液。在結晶終止之後，經由出口管線46從靜態結晶器66中抽取作為第四濃縮水基廢水流之母液，且隨後將晶體層熔融，並經由出口管線44抽取作為第三清潔水流的熔體。

圖5為根據本發明之另一個實施例之冷凍濃縮階段24的示意圖，其包含一個懸浮結晶階段及一個靜態結晶階段。懸浮結晶階段如上參照圖2所述實施，不同之處在於濃縮管線58未分成出口管線46及返回管線60。相反，濃縮管線58產生靜態結晶階段之進料槽48'。靜態結晶階段進一步包含靜態結晶器66、用於第四濃縮水基廢水流之出口管線46及用於輸送具有中間純度之晶體熔體的管線68，該具有中間純度之晶體熔體在已將形成於靜態結晶器的經冷卻表面上的晶體層熔融到懸浮結晶階段的進料罐中之後獲得。在設備運行中，第一水基廢水流經由入口管線42輸送到第一懸浮結晶階段之進料槽48中，並如上參考圖2所述在此處進行處理，除了在洗滌塔40中所獲得之母液不被部分抽取並部分進料到進料槽48中之外。相反，經由濃縮管線58將洗滌塔40中所獲得之母液自洗滌塔40輸送到靜態結晶階段之進料槽48'中。然後，將母液或進料分別經由進料管線50'進料到靜態結晶器66中，在該靜態結晶器中，在靜態結晶器66中含有的經冷卻之板上水晶體形成以獲得晶體層及母液。經由出口管線46抽取作為第四濃縮水基廢水流之母液，其中從靜態結晶器66中抽取在靜態結晶器66中獲得之熔融晶體層並經由管線68將其輸送到懸浮結晶階段之進料罐48中。

2:原料

4:主要/石油化學製程

6:主要產物

8:第一水基廢水流

10:第二有機液基廢液流

12:其他廢料

14:處置及/或初級處理設備

16:焚化爐

20:天然氣

22:灰分

24:冷凍濃縮階段

26:第三清潔水流

28:第四濃縮水基廢水流

30:分離階段

32:第五純化產物流

34:第六濃縮有機液基廢液流

36:副產物

Claims (18)

1. 一種用於處理在石油化學製程期間產生之廢液之方法，其中該廢液包含至少一種第一水基廢水流及至少一種第二有機液基廢液流，其中該方法包含以下步驟：a)使該至少一種第一水基廢水流經受至少一個冷凍濃縮階段，以產生一第三清潔水流及一第四濃縮水基廢水流；b)使該至少一種第二有機液基廢液流經受至少一個分離階段，以產生一第五純化產物流及一第六濃縮有機液基廢液流；c)將該第四濃縮水基廢水流及該第六濃縮有機液基廢液流輸送到一焚化爐，且在該焚化爐中焚化該等流；其中控制該方法而使得該第六濃縮有機液基廢液流之焚化產生焚化該第四濃縮水基廢水流所需之至少70%的能量。
2. 如請求項1所述之方法，其中在該方法期間，調節該步驟a)之至少一個冷凍濃縮階段期間的濃縮度、該步驟b)之至少一個分離階段期間的分離度及該第四濃縮水基廢水流與該第六濃縮有機液基廢液流之間之比率的至少一者，使得該第六濃縮有機液基廢液流之焚化產生焚化該第四濃縮水基廢水流所需的能量之至少70%。
3. 如請求項1所述之方法，其中控制該方法而使得該第六濃縮有機液基廢液流之焚化產生焚化該第四濃縮水基廢水流所需的能量之至少80%。
4. 如請求項1所述之方法，其中該至少一種第一水基廢水流包括70至99.5重量%或80至95重量%之水；以及0.5至30重量%或5至20重量%之溶解及/或分散的雜質。
5. 如請求項1所述之方法，其中在該步驟a)中使該至少 一種第一水基廢水流為了冷凍濃縮而經受至少一個懸浮結晶階段，其中該至少一個懸浮結晶階段包含至少一個用於產生水晶體之結晶塊及至少一個用於從母液中分離在該至少一個結晶塊中產生的晶體之分離塊，其中該結晶塊包含至少一個刮面結晶器，且其中該分離塊包含至少一個洗滌塔，其中該洗滌塔包含：一圓柱形容器，其中該圓柱形容器包含：- 一活塞，其具有一活塞頭及一活塞桿，其中該活塞經配置成可在該圓柱形容器中往復移動，其中該活塞在該活塞頭上方界定處於該圓柱形容器內之一洗滌室，且其中該活塞頭包含至少一個過濾構件；- 一入口，其用於將由晶體及母液組成的該結晶塊中產生的晶體懸浮混合物供給到該圓柱形容器中；- 一出口，其用於從該圓柱形容器中排出母液；以及- 一出口，其用於從該圓柱形容器中排出晶體及/或晶體熔體。
6. 如請求項5所述之方法，其中該圓柱形容器連接到配置在該圓筒形容器外部之用於循環熔體的一循環導管，該圓柱形容器與該洗滌室及用於使一晶體床部分熔融及分解之一構件連通，該晶體床配置在該洗滌室中，用於限制已在該洗滌室中被該活塞壓實之晶體床之移動，並用於引導從該循環導管進入該圓柱形容器的洗滌液均勻地分佈在該洗滌塔之整個橫截面上。
7. 如請求項中1所述之方法，其中在該步驟a)中使該至少一種第一水基廢水流為了冷凍濃縮而經受至少一個靜態結晶階段。
8. 如請求項1所述之方法，其中在該步驟a)中使該至少一種第一水基廢水流為了冷凍濃縮而經受i)至少兩個懸浮結晶階段或ii)至少一個懸浮結晶階段及至少一個靜態結晶階段，其中該至少一個靜態結 晶階段在該至少一個懸浮結晶階段的下游。
9. 如請求項1所述之方法，其中該第二有機液基廢液流包括5至99.5重量%或10至30重量%之一或多種有機化合物，該等有機化合物在該步驟b)期間藉由該至少一個分離階段分離；及剩餘補足100重量%的一或多種溶解及/或分散雜質。
10. 如請求項9所述之方法，其中在該步驟b)期間藉由該至少一個分離階段分離之該等有機化合物選自由以下各者組成之群組：苯酚、異丙苯、苯乙酮、1,3-丁二醇、丙烯酸乙酸酯、丙烯腈及兩種或更多種前述化合物之任意組合。
11. 如請求項1所述之方法，其中在該步驟b)中該第二有機液基廢液流經受之該至少一個分離階段選自由以下各者組成之群組：層結晶、蒸餾、萃取及兩種或更多種前述方法之任意組合。
12. 如請求項1所述之方法，其中在該步驟b)中獲得之該第五純化產物流包含小於2,000ppm、小於1,000ppm、小於100ppm、小於50ppm或小於10ppm的溶解及/或分散之雜質。
13. 如請求項1所述之方法，其中調節該第四濃縮水基廢水流及該第六濃縮有機液基廢液流之間的比率，使得該第四濃縮水基廢水流及該第六濃縮有機液基廢液流之焚化在至少900℃、900及1,100℃之間、在900及1,000℃之間或在900及950℃之間的溫度下發生。
14. 一種用於處理在石油化學製程期間產生之廢液的設備，用於進行如前述請求項1至13中任一項所述之方法，其中該廢液包含一第一水基廢水流及一第二有機液基廢液流，其中該設備包含：a)一第一水基廢水流之源；b)一第二有機液基廢液流之源； c)至少一個冷凍濃縮階段，其具有：一入口管線，該入口管線用於將該第一水基廢水流供應到該至少一個冷凍濃縮階段中；出口管線，該出口管線用於抽取在該冷凍濃縮階段中產生的第三清潔水流；以及出口管線，該出口管線用於抽取在該至少一個冷凍濃縮階段中產生之第四濃縮水基廢水流；d)至少一個分離階段，其具有：一入口管線，其用於將該第二有機液基廢液流供應到該至少一個分離階段中；一出口管線，該出口管線用於抽取在該至少一個分離階段中產生之第五純化產物流；以及一出口管線，該出口管線用於抽取在該至少一個分離階段中產生的第六濃縮有機液基廢液流；e)一焚化爐，其具有用於供應該第四濃縮水基廢水流之入口管線；且具有用於將該第六濃縮有機液基廢液流供應到該焚化爐中之入口管線；以及f)一控制單元，其經配置為使得其可以控制該第六濃縮有機液基廢液流之焚化產生焚化該第四濃縮水基廢水流所需之能量的至少70%。
15. 如請求項14所述之設備，其中該控制單元包含以下各者之至少一者：用於確定在該至少一個冷凍濃縮階段中處理的液流之濃度之一量測裝置；用於確定在該至少一個分離階段中的分離度之一量測裝置；及用於控制進料到該焚化爐中之該第四濃縮水基廢水流及該第六濃縮有機液基廢液流之間的比率之一裝置。
16. 如請求項14或請求項15所述之設備，其中該至少一個冷凍濃縮階段包含至少一個懸浮結晶階段及/或至少一個靜態結晶階段，且其中該至少一個分離階段選自由以下各者組成之群組：一層結晶階段、一蒸餾階段、一萃取階段及兩個或更多個前述階段的任意組合。
17. 如請求項14所述之設備，其中該至少一個冷凍濃縮階段包含至少一個懸浮結晶階段，所述至少一個懸浮結晶階段包含至少一個用於產生水晶體之結晶塊及至少一個用於從母液中分離在該至少一個結晶塊中產生的晶體之分離塊，其中該結晶塊包含至少一個結晶器，且其中該分離塊包含至少一個洗滌塔，其中該洗滌塔包含：一圓柱形容器，其中該圓柱形容器包含：- 一活塞，其具有一活塞頭及一活塞桿，其中該活塞配置成可在該圓柱形容器中往復移動，其中該活塞在該活塞頭上方界定處於該圓柱形容器內之一洗滌室，且其中該活塞頭包含至少一個過濾構件；- 一入口管線，其用於將由晶體及母液組成的該結晶塊中產生的晶體懸浮混合物供應到該圓柱形容器中；- 一出口管線，其用於從該圓柱形容器中排出母液；及- 一出口管線，其用於從該圓柱形容器中排出晶體及/或晶體熔體。
18. 如請求項14所述之方法，其中該至少一個冷凍濃縮階段包含i)至少兩個懸浮結晶階段或ii)至少一個懸浮結晶階段及至少一個靜態結晶階段。

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