一種費托合成反應水的醇水分離回收方法
【專利摘要】本發明公開了一種費托合成反應水的醇水分離回收方法，屬于環保和資源化【技術領域】，解決了現有技術在處理反應水時能耗高且不能充分利用反應水中的有機原料的技術問題。包括下列步驟：（1）預處理：將費托合成反應水通過加堿中和、混凝氣浮和多級過濾后調節反應水的pH值、固體懸浮物和油含量；（2）醇水分離：將預處理后的原料水采用膜法進行滲透汽化處理；（3）醇液提濃：用蒸餾塔將低碳醇液進行蒸餾得到濃度大于70%（wt）的低碳醇液；（4）醇液脫水：用膜法對高濃度混合醇溶液進行蒸汽滲透脫水。本發明有效的用較低的能耗回收了原來作為廢水排放的可利用資源，化害為利，既節約了資源和能源，又達到了回收創利的目的。
【專利說明】一種費托合成反應水的醇水分離回收方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種費托合成反應水的醇水分離回收方法，屬于環保和資源化【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著經濟的快速發展，對環境保護的要求越來越高，可用資源越來越少。在工業生產過程中，特別在石油化工、精細化工等行業，產生大量的工業副產物，部分副產物具有很大回收利用價值。如這些廢水廢液不加妥善處理直接排放，將對周圍環境產生惡劣的影響，影響人體健康。同時，該類具有利用價值的有機溶劑的廢棄或排放，也造成了資源的嚴重浪費。
[0003]由天然氣制液體燃料的氣轉液(GTL)技術是當前化工的重要發展方向。合成油作為21世紀GTL的三種燃料(合成油、二甲醚、甲醇)之一，則成為發展熱點。其中費托合成技術是GTL技術的關鍵。費托合成是以一氧化碳和氫氣為主的合成氣作為原料，在一定溫度壓力條件下，以鈷基或鐵基為催化劑，反應生產烴類物質，同時產生水和其他含氧烴類物質的過程。
[0004]合成反應水是費托合成反應過程的主要產物之一，其內含有醇、烴、酸等物質，具有水量大、溫度高、COD含量高、含鹽量低的特點，直接排放將對環境產生極大危害，如直接處理后回用，水內醇類產品無法回收，帶來資源的極大浪費。
[0005]鑒于GTL技術的發展，國內外對合成水處理技術的應用研究也逐步重視起來，也可查閱出相關的專利技術。例如:專利CN1696082A，提出一種采用精餾塔將F-T合成反應水進行分離處理的方法。F-T合成反應水從精餾塔的上部進料口加入，在適當溫度、壓力和回流比的條件下進行精餾，塔頂可得到含有少量水的含有醇等低沸點有機含氧化合物的混合物，塔底得到含有少量沸點較高的有機物含氧化合物的反應水。塔頂部分可用作燃料或進一步分離回收各組份，塔底部分可回用于固體可燃燒有機燃料為原料的合成氣生產工藝。該方法中的精餾裝置具有較高的能耗。但是上述方案只是對水相副產物進行處理，沒有充分利用水相副產物中的各基本有機原料，以及說明水相副產物的整個分離流程。

【發明內容】

[0006]針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種費托合成反應水的醇水分離回收方法，解決了現有技術在處理反應水時能耗高且不能充分利用反應水中的有機原料的技術問題。
[0007]為達到上述目的，本發明提供了一種費托合成反應水的醇水分離回收方法，包括以下步驟:
(1)預處理:將費托合成反應水通過加堿中和、混凝氣浮和多級過濾后調節反應水的PH值、固體懸浮物和油含量，得到含混合醇的原料水；
(2)醇水分離:將預處理后的原料水采用膜法進行滲透汽化處理，得到分離水和低濃度混合醇液，低濃度混合醇液濃度大于15% (wt);再利用液液分離裝置將分離出的低濃度混合醇液進行再次分離，得到C4以上的高碳醇液和C1-C3的低碳醇液；
(3)醇液提濃:用蒸餾塔將低碳醇液進行蒸餾得到濃度大于70%(wt)的低碳醇液，塔底釜液回流至步驟(2)中重新處理；
(4)醇液脫水:將步驟(2)中得到的高碳醇液和步驟(3)中得到的濃度大于70%(wt)的低碳醇液混合得到高濃度混合醇溶液，用膜法對高濃度混合醇溶液進行蒸汽滲透脫水，得到99.5% (wt)的高濃度混合醇液和分離水。
[0008]在上述的費托合成反應水的醇水分離回收方法中，還包括步驟(5)，回用水處理:將步驟(2)和步驟(4)中排出的分離水進行收集，用生物法和膜法對分離水處理，得到可回用的中水。
[0009]在上述的費托合成反應水的醇水分離回收方法中，在步驟(1)中，多級過濾采用砂濾、精密過濾、膜過濾的任意一種或多種的組合，使含混合醇的原料水固體懸浮物小于5mg/L,油含量小于5mg/L。
[0010]在上述的費托合成反應水的醇水分離回收方法中，在步驟(1)中，通過加堿中和，調節反應水的pH在6-9之間。
[0011 ] 在上述的費托合成反應水的醇水分離回收方法中，在步驟(2 )中，進行滲透汽化的膜為有機復合膜。
[0012]在上述的費 托合成反應水的醇水分離回收方法中，在步驟(2)中，進行蒸汽滲透的膜為無機分子篩膜。
[0013]在上述的費托合成反應水的醇水分離回收方法中，所述的無機分子篩膜為NaA型和或NaY型..在上述的費托合成反應水的醇水分離回收方法中，所述的生物法為厭氧、兼氧和/或好氧處理法。
[0014]在上述的費托合成反應水的醇水分離回收方法中，所述的膜法為管式超濾膜處理法。
[0015]在上述的費托合成反應水的醇水分離回收方法中，所述的中水COD ( 30mg/L,SS ( 10mg/L。
[0016]本發明的有益效果是:
1、針對費托合成反應水中具有多組分、質量濃度不到10%的醇類有機物，采用本方法可進行有效的醇水分離，產出純度大于99.5%的混合醇產品進行回收，有效降低運行能耗，產生可觀的經濟效益，極大的提高了費托工藝的經濟性；
2、經分離后的回用水水質指標優于循環冷卻水水質指標，可滿足生產回用的要求，不僅解決了合成水排放的污染問題，更解決水源短缺地區的用水問題，具有良好的環保性和經濟性。
[0017]本發明提供的費托合成反應水的醇水分離回收方法有效的用較低的能耗回收了原來作為廢水排放的可利用資源，化害為利，既節約了資源和能源，又達到了回收創利的目的，具有顯著的環境效益和經濟效益，為費托工藝合成水的資源化回收利用提供了完整的技術路線和可行的實踐經驗。【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發明提供的的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0019]實施例一
合成水來源:使用鈷基催化劑的F-T合成反應水。pH值3，其中含有C1-C8醇，醇總質量含量為5.5%，微量烷烴和烯烴類，其余為水，含油量350mg/L。
[0020](I)預處理:將費托合成反應水通過加堿中和至pH值為9，經過混凝反應后進入氣浮系統除油除雜，再經過砂濾、精密過濾器進一步處理，得到含油量4mg/L的含混合醇的原料水；
(2)醇水分離:將預處理后的原料水進入有機復合膜的透醇膜裝置進行滲透汽化處理，將醇水分離，得到分離水和33% (wt)低濃度混合醇液；再利用液液分離裝置將分離出的低濃度混合醇液進行再次分離，明顯分成后，得到上層為85% (wt) C4以上的高碳醇液和下層31% (wt)Cl-C3的低碳醇液；
(3)醇液提濃:下層低碳醇液用蒸餾塔進行蒸餾后冷凝回收質量濃度為88%(wt)的低碳醇液，蒸餾塔塔底釜液回流至步驟(2)中重新處理；
(4)醇液脫水:將步驟(2)中得到的85%(wt) C4以上的高碳醇液和步驟(3)中得到質量濃度為88% (wt)的低碳醇液混合得到高濃度混合醇溶液，用膜法對高濃度混合醇溶液進行蒸汽滲透脫水，進行蒸汽滲透的膜為NaA型無機分子篩膜，得到99.6% (wt)的高濃度混合醇液和分離水。
[0021](5)，回用水處理:將步驟(2)和步驟(4)中排出的分離水進行收集，用厭氧法和管式超濾膜結合的方法處理法對分離水進行處理，得到pH值9，C0Dcr25mg/L, SS 5mg/L的可回用的中水。
[0022]實施例二
合成水來源:使用鈷基催化劑的F-T合成反應水。pH值4，其中含有C1-C8醇，醇總質量含量為4.2%，微量烷烴和烯烴類，其余為水，含油量300mg/L。
[0023](I)預處理:將費托合成反應水通過加堿中和至pH值為6，經過混凝反應后進入氣浮系統除油除雜，再經過砂濾、精密過濾器進一步處理，得到含油量為4.5mg/L的含混合醇的原料水；
(2)醇水分離:將預處理后的原料水進入有機復合膜的透醇膜裝置進行滲透汽化處理，將醇水分離，得到分離水和28% (wt)低濃度混合醇液；再利用液液分離裝置將分離出的低濃度混合醇液進行再次分離，明顯分成后，得到上層為82% (wt) C4以上的高碳醇液和下層31% (wt) C1-C3的低碳醇液；
(3)醇液提濃:下層低碳醇液用蒸餾塔進行蒸餾后冷凝回收質量濃度為85%(wt)的低碳醇液，蒸餾塔塔底釜液回流至步驟(2)中重新處理；
(4)醇液脫水:將步驟(2)中得到的85%(wt) C4以上的高碳醇液和步驟(3)中得到質量濃度為88% (wt)的低碳醇液混合得到高濃度混合醇溶液，用膜法對高濃度混合醇溶液進行蒸汽滲透脫水，進行蒸汽滲透的膜為NaY型無機分子篩膜，得到99.7% (wt)的高濃度混合醇液和分離水。[0024](5)回用水處理:將步驟(2)和步驟(4)中排出的分離水進行收集，用好氧法和兼氧法結合的方法處理法對分離水進行處理，得到pH值6.6，C0Dcr22mg/L, SS 5mg/L的可回用的中水。
[0025]實施例三
本實施例的工作步驟與實施例二基本相同，不同之處在于，在(I)預處理中，將費托合成反應水通過加堿中和至pH值為7.5，在步驟(5)，回用水處理中，得到pH值7.3的可回用的中水。`
【權利要求】
1.一種費托合成反應水的醇水分離回收方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)預處理:將費托合成反應水通過加堿中和、混凝氣浮和多級過濾后調節反應水的PH值、固體懸浮物和油含量，得到含混合醇的原料水； (2)醇水分離:將預處理后的原料水采用膜法進行滲透汽化處理，得到分離水和低濃度混合醇液，低濃度混合醇液濃度大于15% (wt);再利用液液分離裝置將分離出的低濃度混合醇液進行再次分離，得到C4以上的高碳醇液和C1-C3的低碳醇液； (3)醇液提濃:用蒸餾塔將低碳醇液進行蒸餾得到濃度大于70%(wt)的低碳醇液，塔底釜液回流至步驟(2)中重新處理； (4)醇液脫水:將步驟(2)中得到的高碳醇液和步驟(3)中得到的濃度大于70%(wt)的低碳醇液混合得到高濃度混合醇溶液，用膜法對高濃度混合醇溶液進行蒸汽滲透脫水，得到99.5% (wt)的高濃度混合醇液和分離水。
2.根據權利要求1所述的費托合成反應水的醇水分離回收方法，其特征在于，還包括步驟(5)，回用水處理:將步驟(2)和步驟(4)中排出的分離水進行收集，用生物法和膜法對分離水處理，得到可回用的中水。
3.根據權利要求1和2所述的費托合成反應水的醇水分離回收方法，其特征在于，在步驟(I)中，多級過濾采用砂濾、精密過濾、膜過濾的任意一種或多種的組合，使含混合醇的原料水固體懸浮物小于5mg/L,油含量小于5mg/L。
4.根據權利要求1和2所述的費托合成反應水的醇水分離回收方法，其特征在于，在步驟(I)中，通過加堿中和,調節反應水的pH在6-9之間。
5.根據 權利要求1和2所述的費托合成反應水的醇水分離回收方法，其特征在于，在步驟(2)中，進行滲透汽化的膜為有機復合膜。
6.根據權利要求1和2所述的費托合成反應水的醇水分離回收方法，其特征在于，在步驟(4)中，進行蒸汽滲透的膜為無機分子篩膜。
7.根據權利要求6所述的費托合成反應水的醇水分離回收方法，其特征在于，所述的無機分子篩膜為NaA型和/或NaY型。
8.根據權利要求2所述的費托合成反應水的醇水分離回收方法，其特征在于，所述的生物法為厭氧、兼氧和/或好氧處理法。
9.根據權利要求2所述的費托合成反應水的醇水分離回收方法，其特征在于，所述的膜法為管式超濾膜處理法。
10.根據權利要求2所述的費托合成反應水的醇水分離回收方法，其特征在于，所述的中水 COD ( 30mg/L, SS ( 10mg/L。
【文檔編號】C07C31/02GK103601616SQ201310581978
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月20日 優先權日:2013年11月20日
【發明者】葉舟, 曾淼 申請人:杭州上一環保技術有限公司