專利名稱：一種從pta工藝廢水分離精制工業苯甲酸的方法
技術領域：
本發明公開了一種從PTA工藝廢水分離精制工業苯甲酸的方法。
背景技術：
對苯二甲酸(PTA)生產過程中產生氧化殘渣、廢水的處理一直是環保工作的難題，在PTA生產過程中，所產生的廢水中含有大量的苯甲酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸等有機化合物外，還含有鈷、錳鹽等無機化合物。其中醋酸鈷、醋酸錳是對苯二甲酸生產中的催化劑，催化劑使用一段時間后，其催化活性減弱，隨著打漿廢水排出。在處理廢水、氧化殘渣時，其技術核心包括廢水中苯甲酸、對苯二甲酸分離及其純化和鈷、錳催化劑的回收。目前對化纖行業PTA生產廢水的綜合利用，國內也有不少人做過研究工作。以往從PTA生產廢水中回收的產品都是苯甲酸與對苯二甲酸混合物，有的是采用離子交換法， 有的是采用萃取法，二種技術上都存在一定的缺陷。離子交換法得到的解吸液，苯甲酸與對苯二甲酸濃度低，濃縮結晶時，不僅耗能，而且產品中雜質較高。單一萃取法生產時，由于廢水中含大量的有機物，長時間運行后，萃取劑會發生中毒現象，使其萃取能力下降，甚至失效。如東北大學材料與冶金學院采用萃取-結晶法回收PTA生產廢水中的對苯二甲酸與苯甲酸，返回作催化劑用。遼陽石油化纖公司趙俊普等提出了采用離子交換樹脂吸附的方法，經過醋酸鈉解吸，濃縮結晶，得到了對苯二甲酸與苯甲酸，但不能將對苯二甲酸與苯甲酸分離，不能達到生產工業對苯二甲酸與苯甲酸的目的。南京理工大學環境工程設計研究所發表的《PTA廢液回收利用技術》中也只能生產對苯二甲酸與苯甲酸混合物。文獻稱該方法可以解決對苯二甲酸殘渣液的污染問題，從中可回收大量固體對苯二甲酸殘渣等可利用的化工原料。其它如遼陽石化、儀征化纖、洛陽石化等單位都發表過文章，其工藝雖然不同，但都難以實現對苯二甲酸與苯甲酸分離。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種從PTA工藝廢水分離精制工業苯甲酸的方法，該工藝回收率高，能耗低，循環利用熱能，節能環保。為解決上述技術問題，本發明一種從PTA工藝廢水分離精制工業苯甲酸的方法，包括以下步驟
(1)將PTA工藝廢水加熱至95-105°C，通過臥式刮刀卸料離心機離心分離得到對苯二甲酸固體和含苯甲酸、鈷、錳的混合液體；
(2)將含苯甲酸、鈷、錳的混合液體通過夾套式反應器進行冷卻，使得混合液體的溫度降至20-30°C，冷卻后的混合液體采用隔膜板框壓濾機過濾之后得到苯甲酸初品；所述夾套式反應器的夾套中的流體是水；所述夾套式反應器的余熱由板式換熱器收集；
(3)苯甲酸初品通過帶式烘干機進行烘干，帶式烘干機的熱能為所述板式換熱器收集的余熱；
(4)經帶式烘干機烘干后的苯甲酸初品，進入預溶釜升溫至100-110°C進行真空脫水，在反應釜排氣口與真空機組的氣相管線連接處設置冷凝器，用于回收真空脫水過程中隨氣體排放的苯甲酸； (5)真空脫水后的苯甲酸初品進入精餾塔，先升溫至150-160°C熔融至液態，再繼續加熱至250-260°C汽化，汽化后的產品通過精餾塔頂的冷凝器進行冷卻；
(6)冷凝后的產品通過保溫料管道輸入切片機，切片機冷卻制片，切片機冷凝水相出口溫度控制在50°C以下，得到工業級苯甲酸成品。優選地，步驟(2)中所述隔膜板框壓濾機的隔膜擠壓壓力為20-25KG。優選地，步驟(5)中所述精餾塔冷凝器的冷凝劑為導熱油。優選地，步驟(4)中的真空機組的氣相管線、步驟(6)中所述保溫料管道、切片機的保溫系統采用導熱油保溫。優選地，步驟(6)中所述切片機的吸塵罩末端設有布袋除塵器。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果第一，采用離子交換和萃取工藝，通過隔膜板框壓濾機，分離苯甲酸和鈷錳混合液體并進行水相富集。第二，帶式烘干機的熱源來自于板式換熱器收集的來自于夾套式反應器的余熱，充分利用余熱，節能環保，不僅提高了產品回收率，同時降低了能源消耗。第三，在脫水釜排氣口添加冷凝器，冷凝回收脫水過程中隨氣體排放的微量苯甲酸，使苯甲酸回收率得到提高，通過冷凝器冷凝的氣體進入真空系統后溫度大大降低，水環泵的使用水補充量大大減少，降低水耗。第四，采用導熱油為冷凝劑進入精餾塔頂端的冷凝器進行冷卻，解決了冷凝工序原先采用水冷凝方式，在生產過程中需要不斷補充冷卻水，不僅浪費水源而且由于水相直接進入冷凝器，操作時難以控制好冷凝溫度的難題。第五，設備原有保溫系統以往全部采用蒸汽保溫，生產過程中產生了兩條供熱系統(導熱油管線、蒸汽管線)，大大增加了熱能損耗，針對此環節，對設備伴熱系統加以改進，所有設備保溫系統采用導熱油伴熱，這樣有效節約了能源，由于導熱油溫度溫度可以達到260°C左右，而蒸汽保溫溫度在150°C左右，遇到管道物料堵塞情況時，可以將伴熱系統導熱油溫度提高，從而達到迅速融化管道堵塞物料的目的，改變了過去蒸汽保溫融化慢的弊端。第六，切片機制片時產生的粉塵較多，過去通過吸收塔風道吸收粉塵，部分苯甲酸產品直接進入尾氣吸收系統，得不到回收，許多產品在此白白流失，針對此環節，在切片機吸塵罩末端增加布袋除塵器，制片時產生的粉塵經過布袋除塵器后再進入尾氣吸收塔，布袋除塵器回收制片機產生的粉塵，作為苯甲酸產品包裝，提高回收率。第七，回收率高，苯甲酸全流程回收率大于90%，除去苯甲酸后水溶液中苯甲酸含量小于O. 1%。
具體實施例方式一種從PTA工藝廢水分離精制工業苯甲酸的方法，包括以下步驟
(1)將PTA工藝廢水加熱至95-105°C，通過臥式刮刀卸料離心機離心分離得到對苯二甲酸固體和含苯甲酸、鈷、錳的混合液體；
(2)將含苯甲酸、鈷、錳的混合液體通過夾套式反應器進行冷卻，使得混合液體的溫度降至20-30°C，冷卻后的混合液體采用隔膜板框壓濾機過濾之后得到苯甲酸初品；所述夾套式反應器的夾套中的流體是水；所述夾套式反應器的余熱由板式換熱器收集；
(3)苯甲酸初品通過帶式烘干機進行烘干，帶式烘干機的熱能為所述板式換熱器收集的余熱；(4)經帶式烘干機烘干后的苯甲酸初品，進入預溶釜升溫至100-110°C進行真空脫水，在反應釜排氣口與真空機組的氣相管線連接處設置冷凝器回收真空脫水過程中隨氣體排放的苯甲酸；
(5)真空脫水后的苯甲酸初品進入精餾塔，先升溫至150-160°C熔融至液態，再繼續加熱至250-260°C汽化，汽化后的產品通過精餾塔頂的冷凝器進行冷卻；
(6)冷凝后的產品通過保溫料管道輸入切片機，切片機冷卻制片，切片機的冷卻液出口溫度控制在50°C以下，得到工業級苯甲酸成品。優選地，步驟(2)中所述隔膜板框壓濾機的隔膜擠壓壓力為20-25KG。優選地，步驟(5)中所述冷凝器的冷凝劑為導熱油。優選地，步驟(4)中的真空機組的氣相管線、步驟(6)中所述保溫料管道、切片機 的保溫系統采用導熱油保溫。優選地，步驟(6)中所述切片機的吸塵罩末端設有布袋除塵器。步驟(2)中混合液體通過夾套式反應器，經過水降溫，使混合液體溫度從95-105°C降至20-30°C左右，通過隔膜板框壓濾機分離得到含水40%苯甲酸初品和含鈷錳液體，含鈷錳液體進入鈷錳回收裝置回收鈷錳。在步驟(2)分離程序中改變以往普通壓濾方式，增加新型隔膜板框壓濾機，隔膜擠壓壓力達到20-25KG，通過隔膜對濾餅的擠壓，在原壓濾機的濾餅含水(60%)的基礎上，降低20%水份。步驟(2)中通過夾套的出口水相溫度大大提高，溫度約80°C左右，通過板式換熱器收集余熱。步驟(2)得到的苯甲酸初品(含水約40%)，通過帶式烘干機利用板式換熱器收集的余熱作為烘干熱能，進行烘干，使苯甲酸初品水分大大降低，烘干后水份25%左右。
權利要求
1.一種從PTA工藝廢水分離精制工業苯甲酸的方法，其特征是，包括以下步驟 (1)將PTA工藝廢水加熱至95-105°C，通過臥式刮刀卸料離心機離心分離得到對苯二甲酸固體和含苯甲酸、鈷、錳的混合液體； (2)將含苯甲酸、鈷、錳的混合液體通過夾套式反應器進行冷卻，使得混合液體的溫度降至20-30°C，冷卻后的混合液體采用隔膜板框壓濾機過濾得到苯甲酸初品；所述夾套式反應器的夾套中的流體是水；所述夾套式反應器的余熱由板式換熱器收集； (3)苯甲酸初品通過帶式烘干機進行烘干，帶式烘干機的熱能為所述板式換熱器收集的余熱； (4)經帶式烘干機烘干后的苯甲酸初品，進入預溶釜升溫至100-110°C進行真空脫水，在反應釜排氣口設有冷凝器用于回收真空脫水過程中隨氣體排放的苯甲酸； (5)真空脫水后的苯甲酸初品進入精餾塔，先升溫至150-160°C熔融至液態，再繼續加熱至250-260°C汽化，汽化后的產品通過精餾塔塔頂的冷凝器進行冷卻； (6)冷凝后的產品通過保溫料管道輸入切片機，切片機冷卻制片，得到工業級苯甲酸成品O
2.根據權利要求I所述的從PTA工藝廢水分離精制工業苯甲酸的方法，其特征在于，步驟(2)中所述隔膜板框壓濾機的隔膜擠壓壓力為20-25KG。
3.根據權利要求I或2所述的從PTA工藝廢水分離精制工業苯甲酸的方法，其特征在于，步驟(5)中所述冷凝器的冷凝劑為導熱油。
4.根據權利要求3所述的從PTA工藝廢水分離精制工業苯甲酸的方法，其特征在于，步驟(6)中所述切片機的吸塵罩末端設有布袋除塵器。
全文摘要
一種從PTA工藝廢水分離精制工業苯甲酸的方法，包括以下步驟(1)將PTA工藝廢水加熱至95-105℃，通過離心分離得到對苯二甲酸固體和含苯甲酸、鈷、錳的混合液體；(2)將含苯甲酸、鈷、錳的混合液體通過夾套式反應器進行冷卻，冷卻后的混合液體采用隔膜板框壓濾機過濾得到苯甲酸初品；(3)苯甲酸初品通過帶式烘干機進行烘干；(4)烘干后的苯甲酸初品進入預溶釜升溫至100-110℃進行真空脫水；(5)真空脫水后的苯甲酸初品進入精餾塔，先升溫熔融至液態，再繼續加熱至汽化，汽化后的產品通過冷凝器進行冷卻；(6)冷凝后的產品輸入切片機，切片機冷卻制片，得到工業級苯甲酸成品。該工藝回收率高，能耗低，循環利用熱能，節能環保。
文檔編號C07C63/06GK102863330SQ201210372968
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者陳長征, 陳久永 申請人:儀征市茂瑞化工有限公司