[发明专利]一种回收PTA精制废水中有机物的组合工艺

说明书

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种回收PTA精制废水中有机物的组合工艺。

背景技术

精对苯二甲酸（PTA）是重要的基本有机化工基础原材料之一，主要用于生产聚酯纤维。PTA的生产工艺对以二甲苯为原料，醋酸为溶剂，在一定的温度和压力下催化氧化生成粗对苯二甲酸（TA）。然后TA在高温下加水溶解，经过加氢反应去除对羧基苯甲醛等杂质，再经过多次的结晶和过滤，最后再干燥得到PTA产品。在TA的精制过程中会产生大量的废水，该废水中含有苯甲酸、对甲基苯甲酸、对羧基苯甲醛及产物对苯二甲酸等有机物，具有COD高、 pH低、杂质多等特点。据估算，每生产1吨的PTA产品大约要排放2m³的精制废水。因此，PTA精制废水的排放量非常巨大。

目前，PTA精制废水的常用处理方法是生化法，如专利CN103588349A公开了一种采用预处理-厌氧-好氧结合的生化处理工艺。虽然生化法能够将PTA精制废水中有机物进行降解，使废水的水质达到污水排放标准，但是无法回收PTA精制废水中的苯甲酸、对甲基苯甲酸、对羧基苯甲醛、对苯二甲酸等有机物，造成资源浪费严重。

为了有效回收PTA精制废水的主要成分（苯甲酸、对甲基苯甲酸和对苯二甲酸等有机物），专利CN101544429B公开了一种萃取一超滤一反渗透组合处理PTA精制废水的方法，采用对二甲苯萃取PTA精制废水，萃取相返回到精对苯二甲酸的制备工序中，萃余相经超滤及反渗透处理后，透过水达到回用标准。专利CN101941901A也公开了一种以对二甲苯为萃取剂进行多级或单级萃取PTA精制废水的组合工艺。虽然采用对二甲苯作为萃取剂，不会给PTA氧化系统引入新杂质，但是溶解在废水中的对二甲苯会增加后续废水处理的难度。为此，专利CN102874955A采用树脂吸附装置来吸附废水中溶解的对二甲苯，以期实现废水的回用，然而在树脂吸附过程中也会同时吸附苯甲酸、对甲基苯甲酸等有机羧酸，导致树脂吸附容量下降。另外，吸附在树脂孔道内的苯甲酸、对甲基苯甲酸等有机物，给树脂的再生造成困难；若采用碱洗再生方法，生成的盐也会树脂孔道内残留，难以清除，造成树脂吸附容量下降快，废水产生量大。

为了克服对二甲苯作为萃取剂的不足，专利CN102910761B公开了一种采用乙酸正丙酯、乙酸正丁酯或乙酸异丁酯作为萃取剂，萃取PTA精制废水中的对苯二甲酸、对甲基苯甲醛、对甲基苯甲酸等有机物，这些被萃取的有机羧酸随萃取剂直接返回PTA氧化系统，而废水中残留的萃取剂采用气提的方法返回PTA装置而得以回收，从而实现废水中有机物的回收再利用。但是，直接将萃取剂（乙酸正丙酯、乙酸正丁酯或乙酸异丁酯）返回PTA氧化系统，在高温催化作用下，萃取剂将会发生分解反应，导致萃取剂消耗严重，难以实现工业化应用。作为一种改进，专利CN105585212A采用羧酸烷基酯作为萃取剂，并将萃取剂与萃取的有机羧酸分开后，再将有机羧酸返回PTA氧化系统。因为苯甲酸、对甲基苯甲酸等有机羧酸的沸点高，常温下是以固体形式存在，但是专利并未指出怎样将苯甲酸、对甲基苯甲酸等有机羧酸与萃取剂分开，并未提出怎样实现将有机羧酸送回氧化系统，使得该技术的可操作性大大降低。

针对现有PTA精制废水回收工艺的不足，有必要开发一种简单、实用的PTA精制废水的组合工艺。本发明提供了一种PTA精制废水回收处理工艺，仍采用萃取技术，但直接利用PTA现有工艺中的共沸精馏系统中的带水剂作为PTA精制废水的萃取剂，萃取废水中的有机羧酸（苯甲酸、对甲基苯甲酸、对苯二甲酸等），通过共沸精馏塔的精馏分离作用，有机羧酸随醋酸返回PTA氧化系统，达到回收目的，另外，萃余相经过溶剂回收塔后，回收溶解在水中的溶剂，有效降低溶剂的消耗。废水经过萃取和精馏处理后，可作为PTA氧化系统尾气的吸收液，降低PTA的水耗。

发明内容