本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種皂化廢水零排放的氯醇法生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù):
在氯醇化法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷、環(huán)氧氯丙烷的過程中都包括以下兩個反應(yīng):氯醇化反應(yīng)、皂化反應(yīng),及可能同時發(fā)生的副反應(yīng):
環(huán)氧丙烷的氯醇化主反應(yīng):
Cl2+H2O==HCl+HClO
HClO+C3H6==C3H5ClOH (氯丙醇)
氯醇化副反應(yīng):
Cl2+C3H6==C3H6Cl2 (二氯丙烷)
Cl2+C3H6+C3H6ClOH==ClC3H6OC3H6Cl (二氯異丙醚)
環(huán)氧丙烷的皂化主反應(yīng):
CaO+H2O==Ca(OH)2
Ca(OH)2+C3H5ClOH==C3H6O+CaCl2+H2O
皂化副反應(yīng):
HCl+ Ca(OH)2==CaCl2+H2O
在氯醇化反應(yīng)中,隨著氯氣、丙烯的不斷通入,氯丙醇的濃度就逐漸的增加,同時HCl的濃度也不斷的增加,HCl含量的提高會對氯氣水解的反應(yīng)起到抑制作用,因此,氯丙醇水溶液中的游離氯也會相對增多,也就導(dǎo)致副產(chǎn)物二氯丙烷相對增多。實踐證明:氯丙醇濃度達到6%~7%(重量分?jǐn)?shù),下同)時,二氯丙烷的生成量就會顯著的增多,而且由于二氯丙烷不溶于水,會在氯丙醇水溶液中形成油相,氯醇化反應(yīng)不能在油相中進行,氯氣、丙烯便會在油相中生成二氯丙烷,氯氣、丙烯和二氯丙烷在油相中生成二氯異丙醚;當(dāng)氯丙醇濃度超過6%~7%時,二氯丙烷產(chǎn)率急劇上升,氯丙醇濃度達到13%~14%時,二氯丙烷的比率則達到100%。而在氯丙醇濃度為5%時,二氯丙烷的比率只有15%左右。可見,只有在HCl含量較低時,氯醇反應(yīng)向著生成氯丙醇的方向進行,氯丙醇溶液中的HCl含量對副產(chǎn)物二氯丙烷的生成量影響很大,也就是說氯丙醇溶液中的氯離子濃度對副產(chǎn)物二氯丙烷的生成量影響很大。所以,現(xiàn)實生產(chǎn)中都把氯丙醇濃度控制在4%左右,以降低副產(chǎn)物二氯丙烷的生成量。
然后,將含量為4%左右的氯丙醇與石灰乳送至皂化塔生成環(huán)氧丙烷時,由于氯丙醇濃度只有4%左右,至使皂化反應(yīng)產(chǎn)生大量的皂化廢水,每生產(chǎn)1噸環(huán)氧丙烷就會產(chǎn)生大約45噸的皂化廢水,皂化廢水中含鹽量高,鹽的成分主要是氯化鈣。
氯醇化法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷工藝產(chǎn)生的皂化廢水量巨大,不符合國家對化工生產(chǎn)的環(huán)保要求,這些皂化廢水必須進行有效地資源化處理回用。
美國陶氏公司早期生產(chǎn)環(huán)氧丙烷時,率先采用燒堿替代石灰乳作為皂化劑:
NaOH+C3H5ClOH==NaCl+C3H6O+H2O
NaOH+HCl==NaCl+H2O
該燒堿法產(chǎn)生含氯化鈉的皂化廢水,處理后可用于氯堿電解食鹽的化鹽用水。但是燒堿每噸4000元,石灰每噸400元,成本太高,所以此方法一直未能規(guī)模化推廣應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中皂化廢水處理成本高的問題,提供一種皂化廢水的回收處理工藝。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種皂化廢水零排放的氯醇法生產(chǎn)工藝,包括以下步驟,
(1)氯醇化反應(yīng):將氯氣、烯烴和水進行氯醇化反應(yīng)生成氯醇和HCl,至HCl含量達到0.6~1.8%(重量分?jǐn)?shù),下同)時,進行步驟(2);
所用烯烴為C2~C5的烯烴或者C2~C5的鹵代烯烴;
(2)淡化與濃縮處理:將步驟(1)所得氯醇反應(yīng)液進行淡化與濃縮處理,淡化處理得到所含氯離子為0.4%(重量分?jǐn)?shù),下同)以下的氯醇反應(yīng)液L,經(jīng)過淡化處理,氯醇反應(yīng)液L中的氯離子含量很低,能夠減少氯醇化副反應(yīng)的發(fā)生,有利于氯醇化反應(yīng)向生成氯醇的方向進行,因此將該氯醇反應(yīng)液L降溫后返回至步驟(1),替代部分水使用,繼續(xù)與氯氣、烯烴進行氯醇化反應(yīng);
濃縮處理得到所含氯離子為15%以上的氯醇反應(yīng)液Hn;
(2)循環(huán)收集:循環(huán)進行步驟(1)和(2),且收集每次循環(huán)中的氯醇反應(yīng)液Hn,直至收集得到的氯醇反應(yīng)液H∑中的氯醇含量達到30%以上;
原理是:淡化與濃縮處理是僅針對氯離子的淡化或濃縮,而基本不會改變氯醇含量,雖然第一次循環(huán)時,當(dāng)HCl含量達到0.6%~1.8%時,氯醇反應(yīng)液中的氯醇含量僅為1.5%~4%(重量分?jǐn)?shù),下同),但是每次循環(huán)時,氯醇反應(yīng)液L均返回至步驟(1)繼續(xù)氯醇化反應(yīng),則其中的氯醇含量會隨著循環(huán)次數(shù)的增加而不斷增加,每次循環(huán)中,與淡化處理同時進行的濃縮處理得到的氯醇反應(yīng)液Hn中的氯醇含量也是同步增加,因此循環(huán)一次,收集一次氯醇反應(yīng)液Hn,則收集得到的氯醇反應(yīng)液H∑中的氯醇含量逐漸累積增加,達到30%以上時,即可進行下一步的皂化反應(yīng)。
(4)皂化反應(yīng):于步驟(3)得到的氯醇反應(yīng)液H∑中加入石灰乳進行皂化反應(yīng),生成環(huán)氧烷烴,同時得到含氯化鹽和石灰乳的皂化廢水;
(5)皂化廢水處理:步驟(4)所得皂化廢水首先過濾分離出固態(tài)的皂化廢渣,然后沉降分為皂化清液和皂化濁液,所得皂化清液用于蒸發(fā)回收氯化鹽;所得皂化濁液用于配置石灰乳。
進一步地,步驟(2)中,所述淡化與濃縮處理前或循環(huán)收集后進行中和反應(yīng),所述中和反應(yīng)為:于步驟(1)反應(yīng)后的氯醇反應(yīng)液中加入堿性金屬鹽以中和HCl。
進一步地,步驟(5)中,蒸發(fā)回收氯化鹽時,所述皂化清液首先于100℃~180℃的溫度下蒸發(fā)處理,產(chǎn)生的蒸汽用于步驟(4)皂化反應(yīng)的加熱蒸汽,然后于大于140℃的溫度下再次進行蒸發(fā)處理,產(chǎn)生的蒸汽用于環(huán)氧烷烴精餾時的加熱蒸汽。
進一步地,用于環(huán)氧烷烴精餾時的加熱蒸汽產(chǎn)生的泠凝水冷卻后返回至步驟(1),替代部分水使用。
進一步地,所述堿性金屬鹽包括碳酸鈉、次氯酸鈣、次氯酸鈉或碳酸鈣。
進一步地,所述堿性金屬鹽為碳酸鈣。
進一步地,所述堿性金屬鹽為碳酸鈉或碳酸鈣時,中和反應(yīng)中生成二氧化碳,所生成的二氧化碳通入步驟(4)所得皂化廢水中,以除去氫氧化鈣。
進一步地,還包括補水,補水時,將水噴灑到步驟(5)所得皂化廢渣上,離心收集后加入到步驟(5)所得皂化濁液中使用,以回收皂化廢渣上的可溶性鹽。
進一步地,步驟(1)中,至HCl含量達到0.8~0.9%時,進行步驟(2),此時氯醇含量達到2%,此時進行步驟(2),以實現(xiàn)氯醇化反應(yīng)的HCl低濃度控制,能夠達到減少氯氣和烯烴消耗的有益效果。
本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明在氯醇化反應(yīng)后,進行淡化與濃縮處理,一方面使氯醇反應(yīng)液L循環(huán)使用,另一方面提高氯醇反應(yīng)液H∑的氯醇含量,然后利用高氯醇含量的氯醇反應(yīng)液H∑進行皂化反應(yīng),能夠大大減少皂化廢水量,最后將皂化廢水蒸發(fā)回收氯化鈣,蒸汽回收利用,由此實現(xiàn)皂化廢水的零排放,同時利用補水操作減少皂化廢渣中的堿和鹽含量。
由背景技術(shù)中關(guān)于反應(yīng)機理的敘述中可知,HCl或游離氯的濃度低時對生成氯醇有利,為了減少氯醇化副產(chǎn)物二氯丙烷的生成量,本發(fā)明在HCl含量達到0.6%~1.8%時進行中和反應(yīng),利用堿性金屬鹽與氯醇反應(yīng)液中的HCl反應(yīng)生成氯化鹽,而不與氯醇反應(yīng),因此消耗掉氯醇反應(yīng)液中的HCl;然后通過淡化與濃縮處理將氯醇反應(yīng)液分為含氯離子0.4%以下的氯醇反應(yīng)液L和含氯離子為15%以上的氯醇反應(yīng)液Hn,含氯離子0.4%以下的氯醇反應(yīng)液L降溫后重復(fù)用于氯醇化反應(yīng),重復(fù)進行氯醇化反應(yīng)、中和反應(yīng)、淡化與濃縮處理,使氯醇反應(yīng)液L循環(huán)利用。通過以上控制,氯醇化反應(yīng)時,氯醇反應(yīng)液中的HCl含量始終不高于0.6%~1.8%,將HCl控制在較低的濃度,這樣,也就使氯醇化副反應(yīng)生成的二氯丙烷減少了,使氯醇化反應(yīng)向有利于生成氯醇的方向進行,尤其對HCl進行低濃度控制時(此時HCl含量控制在0.8%~0.9%),減少氯醇化副反應(yīng)對氯氣和烯烴的消耗,使生產(chǎn)環(huán)氧烷烴所需氯氣和烯烴的原料量明顯下降,減少了生產(chǎn)成本。氯醇反應(yīng)液L每循環(huán)一次的同時,氯醇反應(yīng)液H∑中的氯醇含量就累積增加一些,據(jù)測試,每循環(huán)一次氯醇含量約增加2%~4%左右(對應(yīng)的HCl含量控制在0.8%~1.8%),最終用于皂化反應(yīng)的氯醇反應(yīng)液H∑中的氯醇含量為30%以上,現(xiàn)有技術(shù)中僅為4%,由于氯醇含量的提高,皂化廢水的產(chǎn)生量勢必大大減少,譬如氯醇反應(yīng)液H∑中的氯醇含量為30%~35%時,皂化廢水的產(chǎn)生量僅為現(xiàn)有技術(shù)中的七分之一或八分之一,即大約每噸環(huán)氧丙烷只產(chǎn)生4~6噸皂化廢水,皂化廢水的產(chǎn)生量大幅度降低。
氯醇反應(yīng)液H∑進行皂化反應(yīng)時,氯醇與石灰乳反應(yīng)生成環(huán)氧烷烴、氯化鈣和水,環(huán)氧烷烴單獨收集,氯化鈣、水和皂化廢渣以及微過量的石灰乳一起取出,即皂化廢水。本發(fā)明還可在所述淡化與濃縮處理前或循環(huán)收集后進行中和反應(yīng),即把氯醇反應(yīng)液中的HCl與堿性金屬鹽中和,生成氯化鹽,當(dāng)堿性金屬鹽采用碳酸鈣或碳酸鈉時,中和反應(yīng)時生成的二氧化碳就可以用來與皂化廢水中微過量的石灰乳反應(yīng)生成碳酸鈣固體(碳酸鈣的成本比石灰低,用碳酸鈣部分代替石灰,降低了環(huán)氧烷烴的生產(chǎn)成本,產(chǎn)生的二氧化碳也能加以利用),然后將皂化廢水過濾分離,分離出的固態(tài)物質(zhì)即為皂化廢渣,分離出的液體沉降處理分為皂化清液與皂化濁液,皂化濁液送至石灰乳配制崗用于石灰乳配制用水。當(dāng)堿性金屬鹽采用碳酸鈣或次氯酸鈣時,皂化清液中含有大量的氯化鈣,首先氯醇反應(yīng)液H∑中的氯化鈣含量為7.5%以上(對應(yīng)地,氯離子15%以上),皂化反應(yīng)時,根據(jù)反應(yīng)式,氯醇與石灰乳反應(yīng)也會生成氯化鈣,并且皂化反應(yīng)時的氯化鈣生成量與中和反應(yīng)時的氯化鈣生成量相同,所以,皂化廢水中氯化鈣的含量為23%以上,并且,每噸環(huán)氧烷烴只有4~6噸皂化廢水,對蒸發(fā)回收氯化鈣非常有利,大大減少蒸發(fā)皂化廢水回收氯化鈣的費用。皂化清液首先于100℃~180℃的溫度下蒸發(fā),產(chǎn)生的蒸汽用于皂化反應(yīng)的加熱蒸汽;剩余的皂化清液再于大于140℃的溫度下蒸發(fā),蒸發(fā)結(jié)束后,冷卻密封,回收氯化鈣,所產(chǎn)生的蒸汽用于環(huán)氧烷烴精餾時的加熱蒸汽,蒸汽冷卻后的冷凝水送至氯醇化反應(yīng),替代部分水使用,皂化反應(yīng)和精餾都無需使用外來的蒸汽,節(jié)能高效。由此實現(xiàn)皂化廢水的零排放,全部進行了回收利用。
不難發(fā)現(xiàn),本發(fā)明中最初氯醇化反應(yīng)加入的水一部分一直在氯醇化反應(yīng)、中和反應(yīng)和淡化與濃縮處理中循環(huán)利用,一部分進入到皂化反應(yīng)中,通過水與蒸汽的轉(zhuǎn)化再次應(yīng)用到皂化反應(yīng)和氯醇化反應(yīng)中,水的利用率幾乎達到100%。而且需要補水時,補充的水都是先經(jīng)皂化廢渣濾過,這部分水能夠?qū)⒃砘瘡U渣的可溶金屬鹽等成分帶出,回收到整個的生產(chǎn)工藝中,減少有用資源的消耗,提高資源利用率。
皂化廢水1#蒸發(fā)釜溫度在100℃~180℃,產(chǎn)生的蒸汽壓力大約0.3~0.5Mpa,作為皂化塔底的使用蒸汽。皂化廢水沸點較低的有機物隨蒸汽回到皂化塔。皂化廢水2#蒸發(fā)釜溫度140℃以上,產(chǎn)生的蒸汽用于環(huán)氧丙烷精餾,蒸汽冷凝水冷卻后回到氯醇化反應(yīng)。使皂化塔與精餾塔都不用外來的蒸汽。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的技術(shù)目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚,下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作出進一步的說明,需要指出的是,本發(fā)明的核心在于減少皂化廢水的生成量和實現(xiàn)皂化廢水的零排放,所涉及的生產(chǎn)設(shè)備采用本領(lǐng)域常規(guī)設(shè)備即可,氯醇法生產(chǎn)中的原料配比、溫度、時間、壓力等工藝參數(shù)根據(jù)本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)作出調(diào)適即可,不是本發(fā)明的發(fā)明點所在,故不再贅述。
實施例1
一種皂化廢水零排放的氯醇法環(huán)氧丙烷生產(chǎn)工藝,包括以下步驟,
(1)氯醇化反應(yīng):在氯醇化反應(yīng)器中,加入氯氣、丙烯和水進行氯醇化反應(yīng)生成氯丙醇和HCl,至HCl含量達到1.6~1.8%時,從氯醇化反應(yīng)器中取出,進行步驟(2);
(2)中和反應(yīng):將步驟(1)反應(yīng)后的氯丙醇反應(yīng)液送至中和塔,加入碳酸鈣以中和HCl,得到含氯化鈣的氯丙醇反應(yīng)液;
(3)淡化與濃縮處理:將步驟(2)中和反應(yīng)后的氯丙醇反應(yīng)液送至多級水處理系統(tǒng)進行淡化與濃縮處理,所采用的多級水處理系統(tǒng)可以選用專利號ZL201620057014.1的中國專利中的水處理系統(tǒng);淡化處理得到所含氯化鈣為0.2%(對應(yīng)地,氯離子為0.4%)的氯丙醇反應(yīng)液L,將該氯丙醇反應(yīng)液L降溫后返回至步驟(1),替代部分水使用,繼續(xù)與氯氣、丙烯進行氯醇化反應(yīng);
濃縮處理得到所含氯化鈣為25%(對應(yīng)地,氯離子為50%)的氯丙醇反應(yīng)液Hn;氯化鈣濃度較高時也可以選用電滲析進行濃縮處理;
(4)循環(huán)收集:循環(huán)進行步驟(1)、(2)和(3),即將氯丙醇反應(yīng)液L返回至步驟(1)進行氯醇化反應(yīng),當(dāng)HCl含量再次達到1.6~1.8%時,再次從氯醇化反應(yīng)器中取出,進行步驟(2)、(3),再次得到氯丙醇反應(yīng)液L,返回至步驟(1)替代部分水使用,如此循環(huán)往復(fù),且將每次循環(huán)中的氯丙醇反應(yīng)液Hn收集至氯醇儲罐中,循環(huán)一次,收集一次,氯丙醇含量逐漸累積增加,直至收集得到的氯丙醇反應(yīng)液H∑中的氯丙醇含量達到30%~35%,氯化鈣含量為25%左右,此時的氯丙醇反應(yīng)液H∑進入下一步的皂化反應(yīng);
(5)皂化反應(yīng):將步驟(4)得到的氯丙醇反應(yīng)液H∑送至皂化塔,加入石灰乳進行皂化反應(yīng),生成環(huán)氧丙烷,同時得到含氯化鈣和過量石灰乳的皂化廢水(為保證皂化反應(yīng)完全,提高環(huán)氧丙烷的產(chǎn)量,通常加入過量的石灰乳,以皂化廢水pH值為10.5~11為宜),環(huán)氧丙烷從皂化塔塔頂取出,氯化鈣與過量的石灰乳隨皂化廢水從皂化塔塔底取出;
(6)皂化廢水處理:步驟(2)中和反應(yīng)時生產(chǎn)的二氧化碳通入所得皂化廢水中,二氧化碳與其中過量的石灰乳反應(yīng)生產(chǎn)碳酸鈣沉淀,從而除去過量的石灰乳中的氫氧化鈣,然后將皂化廢水壓濾分離出固態(tài)的皂化廢渣(包括碳酸鈣沉淀),再送至沉降罐中,因壓濾分離不能將皂化廢渣清除干凈,尤其是粒徑小的皂化廢渣,所以需要沉降處理分為皂化清液和皂化濁液,皂化濁液的主要成分就是未能過濾清除的粒徑小的皂化廢渣,所得皂化清液的主要成分為氯化鈣和水,經(jīng)精密過濾后(精密過濾出的固態(tài)物質(zhì)也作為皂化廢渣收集),蒸發(fā)回收氯化鈣;所得皂化濁液用于配置石灰乳。其中,皂化廢渣的主要成分為石灰乳中除氫氧化鈣以外的其他不溶雜質(zhì)、以及碳酸鈣沉淀,且含有部分氯化鈣,因為皂化廢水中氯化鈣的含量為50%以上,所以壓濾分離時,皂化廢渣上不可避免地會附著部分氯化鈣。
皂化清液在蒸發(fā)回收氯化鈣時,首先送至1#蒸發(fā)釜,用導(dǎo)熱油加熱,于100℃~180℃的溫度下蒸發(fā)處理,產(chǎn)生的蒸汽用于皂化塔底的使用蒸汽;然后于大于140℃的溫度下再次進行蒸發(fā)處理,產(chǎn)生的蒸汽用于環(huán)氧丙烷精餾塔塔底的使用蒸汽,蒸汽冷卻后產(chǎn)生的泠凝水返回至步驟(1),替代部分水使用。由此實現(xiàn)皂化廢水的零排放。
補水時,將水噴灑到皂化廢渣上,離心收集,再加入到皂化濁液中用于石灰乳配制,替代部分水使用,這種方式可以將皂化廢渣中的氯化鈣溶于水中,將該部分氯化鈣加以回收,提高資源利用率。
實施例2
一種皂化廢水零排放的氯醇法環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)工藝,包括以下步驟,
(1)氯醇化反應(yīng):在氯醇化反應(yīng)器中,加入氯氣、氯丙烯和水進行氯醇化反應(yīng)生成二氯丙醇和HCl,至HCl含量達到0.8~0.9%時,從氯醇化反應(yīng)器中取出,進行步驟(2);
(2)中和反應(yīng):將步驟(1)反應(yīng)后的二氯丙醇反應(yīng)液送至中和塔,加入碳酸鈣以中和HCl,得到含氯化鈣的二氯丙醇反應(yīng)液;
(3)淡化與濃縮處理:將步驟(2)中和反應(yīng)后的二氯丙醇反應(yīng)液送至多級水處理系統(tǒng)進行淡化與濃縮處理,所采用的多級水處理系統(tǒng)可以選用專利號ZL201620057014.1的中國專利中的水處理系統(tǒng);淡化處理得到所含氯化鈣為0.15%(對應(yīng)地,氯離子為0.3%)的二氯丙醇反應(yīng)液L,將該二氯丙醇反應(yīng)液L降溫后返回至步驟(1),替代部分水使用,繼續(xù)與氯氣、氯丙烯進行氯醇化反應(yīng);
濃縮處理得到所含氯化鈣為28%(對應(yīng)地,氯離子為56%)以上的二氯丙醇反應(yīng)液Hn;
(4)循環(huán)收集:循環(huán)進行步驟(1)、(2)和(3),即將二氯丙醇反應(yīng)液L返回至步驟(1)進行氯醇化反應(yīng),當(dāng)HCl含量再次達到0.8~0.9%時,再次從氯醇化反應(yīng)器中取出,進行步驟(2)、(3),再次得到二氯丙醇反應(yīng)液L,返回至步驟(1)替代部分水使用,如此循環(huán)往復(fù),且將每次循環(huán)中的二氯丙醇反應(yīng)液Hn收集至氯醇儲罐中,循環(huán)一次,收集一次,二氯丙醇含量逐漸累積增加,直至收集得到的二氯丙醇反應(yīng)液H∑中的二氯丙醇含量達到30%~40%,氯化鈣含量為28%以上,此時的二氯丙醇反應(yīng)液H∑進入下一步的皂化反應(yīng);
(5)皂化反應(yīng):將步驟(4)得到的二氯丙醇反應(yīng)液H∑送至皂化塔,加入石灰乳進行皂化反應(yīng),生成環(huán)氧氯丙烷,同時得到含氯化鈣和過量石灰乳的皂化廢水(為保證皂化反應(yīng)完全,提高環(huán)氧氯丙烷的產(chǎn)量,通常加入過量的石灰乳,以堿倍率為1.1~1.2為宜),環(huán)氧氯丙烷從皂化塔塔頂取出,氯化鈣與過量的石灰乳隨皂化廢水從皂化塔塔底取出;
(6)皂化廢水處理:步驟(2)中和反應(yīng)時生產(chǎn)的二氧化碳通入所得皂化廢水中,二氧化碳與其中過量的石灰乳反應(yīng)生產(chǎn)碳酸鈣沉淀,從而除去過量的石灰乳中的氫氧化鈣,然后將皂化廢水壓濾分離出固態(tài)的皂化廢渣(包括碳酸鈣沉淀),再送至沉降罐中,沉降處理分為皂化清液和皂化濁液,所得皂化清液蒸發(fā)回收和氯化鈣;所得皂化濁液用于配置石灰乳。
皂化清液在蒸發(fā)回收氯化鈣時,首先送至1#蒸發(fā)釜,用導(dǎo)熱油加熱,于100℃~180℃的溫度下蒸發(fā)處理,產(chǎn)生的蒸汽用于皂化塔底的使用蒸汽;然后于大于140℃的溫度下再次進行蒸發(fā)處理,產(chǎn)生的蒸汽用于環(huán)氧氯丙烷精餾塔塔底的使用蒸汽,蒸汽產(chǎn)生的泠凝水冷卻后返回至步驟(1),替代部分水使用。由此實現(xiàn)皂化廢水的零排放。
補水時,將水噴灑到皂化廢渣上,離心收集,再加入到皂化濁液中用于石灰乳配制,替代部分水使用,這種方式可以將皂化廢渣中的氯化鈣溶于水中,將該部分氯化鈣加以回收,提高資源利用率。
實施例3
一種皂化廢水零排放的氯醇法環(huán)氧丙烷生產(chǎn)工藝,包括以下步驟,
(1)氯醇化反應(yīng):在氯醇化反應(yīng)器中,加入氯氣、丙烯和水進行氯醇化反應(yīng)生成氯丙醇和HCl,至HCl含量達到1.6~1.8%時,從氯醇化反應(yīng)器中取出,進行步驟(2);
(2)淡化與濃縮處理:將步驟(1)反應(yīng)后的氯丙醇反應(yīng)液送至多級水處理系統(tǒng)進行淡化與濃縮處理,所采用的多級水處理系統(tǒng)可以選用專利號ZL201620057014.1的中國專利中的水處理系統(tǒng);淡化處理得到所含氯離子為0.4%(對應(yīng)地,氯離子為0.4%)的氯丙醇反應(yīng)液L,將該氯丙醇反應(yīng)液L降溫后返回至步驟(1),替代部分水使用,繼續(xù)與氯氣、丙烯進行氯醇化反應(yīng);
濃縮處理得到所含HCl為15%(對應(yīng)地,氯離子為15%)的氯丙醇反應(yīng)液Hn;
(3)循環(huán)收集:循環(huán)進行步驟(1)和(2),即將氯丙醇反應(yīng)液L返回至步驟(1)進行氯醇化反應(yīng),當(dāng)HCl含量再次達到1.6~1.8%時,再次從氯醇化反應(yīng)器中取出,進行步驟(2),再次得到氯丙醇反應(yīng)液L,返回至步驟(1)替代部分水使用,如此循環(huán)往復(fù),且將每次循環(huán)中的氯丙醇反應(yīng)液Hn收集至氯醇儲罐中,循環(huán)一次,收集一次,氯丙醇含量逐漸累積增加,直至收集得到的氯丙醇反應(yīng)液H∑中的氯丙醇含量達到30%~35%,HCl含量為15%左右,此時的氯丙醇反應(yīng)液H∑進入下一步的中和反應(yīng);
(4)中和反應(yīng):于步驟(3)循環(huán)收集后的氯丙醇反應(yīng)液H∑中加入碳酸鈣以中和HCl,得到含氯化鈣的氯丙醇反應(yīng)液H∑;
(5)皂化反應(yīng):將步驟(4)得到的氯丙醇反應(yīng)液H∑送至皂化塔,加入石灰乳進行皂化反應(yīng),生成環(huán)氧丙烷,同時得到含氯化鈣和過量石灰乳的皂化廢水(為保證皂化反應(yīng)完全,提高環(huán)氧丙烷的產(chǎn)量,通常加入過量的石灰乳,以皂化廢水pH值為10.5~11為宜),環(huán)氧丙烷從皂化塔塔頂取出,氯化鈣與過量的石灰乳隨皂化廢水從皂化塔塔底取出;
(6)皂化廢水處理:中和反應(yīng)時生產(chǎn)的二氧化碳通入所得皂化廢水中,二氧化碳與其中過量的石灰乳反應(yīng)生產(chǎn)碳酸鈣沉淀,從而除去過量的石灰乳中的氫氧化鈣,然后將皂化廢水壓濾分離出固態(tài)的皂化廢渣,再送至沉降罐中,因壓濾分離不能將皂化廢渣清除干凈,尤其是粒徑小的皂化廢渣,所以需要沉降處理分為皂化清液和皂化濁液,皂化濁液的主要成分就是未能過濾清除的粒徑小的皂化廢渣,所得皂化清液的主要成分為氯化鈣和水,經(jīng)精密過濾后(精密過濾出的固態(tài)物質(zhì)也作為皂化廢渣收集),蒸發(fā)回收氯化鈣;所得皂化濁液用于配置石灰乳。其中,皂化廢渣的主要成分為石灰乳中除氫氧化鈣以外的其他不溶雜質(zhì)、以及碳酸鈣沉淀,且含有部分氯化鈣,因為壓濾分離時,皂化廢渣上不可避免地會附著部分氯化鈣。
皂化清液在蒸發(fā)回收氯化鈣時,首先送至1#蒸發(fā)釜,用導(dǎo)熱油加熱,于100℃~180℃的溫度下蒸發(fā)處理,產(chǎn)生的蒸汽用于皂化塔底的使用蒸汽;然后于大于140℃的溫度下再次進行蒸發(fā)處理,產(chǎn)生的蒸汽用于環(huán)氧丙烷精餾塔塔底的使用蒸汽,蒸汽冷卻后產(chǎn)生的泠凝水返回至步驟(1),替代部分水使用。由此實現(xiàn)皂化廢水的零排放。
補水時,將水噴灑到皂化廢渣上,離心收集,再加入到皂化濁液中用于石灰乳配制,替代部分水使用,這種方式可以將皂化廢渣中的氯化鈣溶于水中,將該部分氯化鈣加以回收,提高資源利用率。
實施例4
一種皂化廢水零排放的氯醇法環(huán)氧丙烷生產(chǎn)工藝,包括以下步驟,
(1)氯醇化反應(yīng):在氯醇化反應(yīng)器中,加入氯氣、丙烯和水進行氯醇化反應(yīng)生成氯丙醇和HCl,至HCl含量達到1.6~1.8%時,從氯醇化反應(yīng)器中取出,進行步驟(2);
(2)淡化與濃縮處理:將步驟(1)反應(yīng)后的氯丙醇反應(yīng)液送至多級水處理系統(tǒng)進行淡化與濃縮處理,所采用的多級水處理系統(tǒng)可以選用專利號ZL201620057014.1的中國專利中的水處理系統(tǒng);淡化處理得到所含HCl為0.4%(對應(yīng)地,氯離子為0.4%)的氯丙醇反應(yīng)液L,將該氯丙醇反應(yīng)液L降溫后返回至步驟(1),替代部分水使用,繼續(xù)與氯氣、丙烯進行氯醇化反應(yīng);
濃縮處理得到所含HCl為15%(對應(yīng)地,氯離子為15%)的氯丙醇反應(yīng)液Hn;
(3)循環(huán)收集:循環(huán)進行步驟(1)和(2),即將氯丙醇反應(yīng)液L返回至步驟(1)進行氯醇化反應(yīng),當(dāng)HCl含量再次達到1.6~1.8%時,再次從氯醇化反應(yīng)器中取出,進行步驟(2),再次得到氯丙醇反應(yīng)液L,返回至步驟(1)替代部分水使用,如此循環(huán)往復(fù),且將每次循環(huán)中的氯丙醇反應(yīng)液Hn收集至氯醇儲罐中,循環(huán)一次,收集一次,氯丙醇含量逐漸累積增加,直至收集得到的氯丙醇反應(yīng)液H∑中的氯丙醇含量達到30%~35%,HCl含量為16%左右,此時的氯丙醇反應(yīng)液H∑進入下一步的皂化反應(yīng);
(4)皂化反應(yīng):將步驟(3)得到的氯丙醇反應(yīng)液H∑送至皂化塔,加入石灰乳進行皂化反應(yīng),生成環(huán)氧丙烷,同時得到含氯化鈣和過量石灰乳的皂化廢水(為保證皂化反應(yīng)完全,提高環(huán)氧丙烷的產(chǎn)量,通常加入過量的石灰乳,以皂化廢水pH值為10.5~11為宜),環(huán)氧丙烷從皂化塔塔頂取出,氯化鈣與過量的石灰乳隨皂化廢水從皂化塔塔底取出;
(5)皂化廢水處理:將皂化廢水壓濾分離出固態(tài)的皂化廢渣,再送至沉降罐中,因壓濾分離不能將皂化廢渣清除干凈,尤其是粒徑小的皂化廢渣,所以需要沉降處理分為皂化清液和皂化濁液,皂化濁液的主要成分就是未能過濾清除的粒徑小的皂化廢渣,所得皂化清液的主要成分為氯化鈣和水,經(jīng)精密過濾后(精密過濾出的固態(tài)物質(zhì)也作為皂化廢渣收集),蒸發(fā)回收氯化鈣;所得皂化濁液用于配置石灰乳。其中,皂化廢渣的主要成分為石灰乳中除氫氧化鈣以外的其他不溶雜質(zhì)、以及碳酸鈣沉淀,且含有部分氯化鈣,因為壓濾分離時,皂化廢渣上不可避免地會附著部分氯化鈣。
皂化清液在蒸發(fā)回收氯化鈣時,首先送至1#蒸發(fā)釜,用導(dǎo)熱油加熱,于100℃~180℃的溫度下蒸發(fā)處理,產(chǎn)生的蒸汽用于皂化塔底的使用蒸汽;然后于大于140℃的溫度下再次進行蒸發(fā)處理,產(chǎn)生的蒸汽用于環(huán)氧丙烷精餾塔塔底的使用蒸汽,蒸汽冷卻后產(chǎn)生的泠凝水返回至步驟(1),替代部分水使用。由此實現(xiàn)皂化廢水的零排放。
補水時,將水噴灑到皂化廢渣上,離心收集,再加入到皂化濁液中用于石灰乳配制,替代部分水使用,這種方式可以將皂化廢渣中的氯化鈣溶于水中,將該部分氯化鈣加以回收,提高資源利用率。
最后所應(yīng)說明的是:上述實施例僅用于說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案,任何對本發(fā)明進行的等同替換及不脫離本發(fā)明精神和范圍的修改或局部替換,其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明權(quán)利要求保護的范圍之內(nèi)。