一种苯酚焦油的处理方法及装置与流程

本发明属于环保废弃物治理，具体涉及一种苯酚焦油的处理方法及装置。

背景技术：

1、苯酚焦油是异丙苯法生产苯酚/丙酮装置的副产物，其中含有很多高附加值的物质，如苯酚、苯乙酮以及4-枯基苯酚等，提取其中组分是苯酚焦油利用的主要方法之一。

2、cn102826963a公开了一种苯酚焦油精馏生产对枯基苯酚的方法及装置，以通过异丙苯法合成苯酚、丙酮的过程中产生的苯酚焦油为原料，通过多个精馏塔串联操作提取对枯基苯酚，可以将原本燃烧掉从而污染环境的苯酚焦油进行废物利用，从中提取具有多种用途的化学物质对枯基苯酚，从而达到变废为宝、降低对枯基苯酚生产成本的目的。

3、cn113105316a公开了一种苯酚焦油废液中提取苯乙酮和苯乙烯的方法，以异丙苯法产生苯酚焦油为原料来源，通过蒸馏切割粗分、多塔连续提纯和单塔精馏精制得到产品苯乙烯和苯乙酮，其中减压蒸馏-塔顶气相部分分为190℃以下和190-250℃，分别进入不同的精馏塔，前者经过3个串联精馏塔，得到苯乙烯，后者经过2个串联精馏塔，得到苯乙酮，产品苯乙酮纯度达99%以上，可满足连续化规模化工业生产，实现危险废物高附加值资源化再生利用。

4、但是，上述专利为了提纯苯酚焦油中的不同有用组分，均使用到精馏方法，部分组分的沸点较为接近，即使使用多塔串联也很难完全分离，而且多组分提取存在整体处理流程长，能耗较大的问题。

5、文献“苯酚焦油中提取苯乙酮新工艺研究”（方键,金冬梅,王忠山,等.化工科技,2017,v.25(06):51-53+61）先将苯酚焦油常压初馏，再将初馏产品加稀的氢氧化钠溶液，得到的苯酚钠进入水相通过分液漏斗分离出去，剩余的有机相通过减压精馏回收其中的苯乙酮，解决了苯乙酮和苯酚会形成共沸物，在常压下两者沸点接近，分离困难的问题。但是，该方法是将苯酚焦油经常压初馏除去重组分，初馏产品即轻组分再加碱液处理，初馏需要一定的能耗，再者现有的两相分离装置不能将产生的油相和水相彻底分离，影响分离效率。

6、cn113831226a公开了一种苯酚焦油中苯酚与苯乙酮的回收方法，步骤一，将苯酚丙酮装置外排的苯酚焦油送入分离设备，排出的轻组分主要包括苯酚和苯乙酮，分离设备底部的残存苯酚焦油外排；步骤二，将步骤一所产生的轻组分与碱溶液混合后送入第一层析器，苯酚与碱反应溶于水中，第一层析器上部排出富含苯乙酮的组分，送入精馏塔精馏得到苯乙酮产品；第一层析器底部排出富苯酚溶液；步骤三，将步骤二所产生的富苯酚溶液在中和罐中与酸中和至中性后送入第二层析器，第二层析器上部排出粗苯酚、底部排出废水。但是，该法也是将苯酚焦油先进行分离处理，排出的轻组分主要包括苯酚和苯乙酮，分离设备底部的残存苯酚焦油外排，采用常规分离设备存在分离不彻底的问题，而且后续采用多个层析器进行分离，并不经济。

7、同时，由于苯酚焦油的粘度和残渣含量高，直接从其中提取上述物质存在较高难度，cn102633604a在酚焦油中加入硫酸盐作为催化剂，同时加入一种高温溶剂油，搅拌加热，先将温度升高到240～260℃维持一段时间，使催化剂均匀彻底的溶于酚焦油中，再将温度升高到300～360℃进行裂解反应，从而得到含有苯酚、苯乙酮等有用组分的物质；高温溶剂油为沸程在240℃以上的溶剂油，催化剂为znso4、mgso4、fe2(so4)3、cuso4或al2(so4)3，该方法采用催化裂解处理酚焦油，处理温度高，能耗高；而且酚焦油中存在酚类物质盐类和其他不饱和组分，在蒸馏过程中会产生结晶堵塞现象和结焦现象，对设备产生腐蚀和损坏。也有部分研究是使用炼厂现有装置处理，如cn106675632a、cn106675613a等，利用焦化装置处理苯酚焦油，虽然利用不同进料方法避免了焦油进入正常工况的加热炉，但仍会存在结焦现象。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的多级精馏流程长、能耗大，碱洗不彻底、洗后油水相分离困难，传统装置协同处置易结焦等不足，本发明提供一种苯酚焦油处理方法及装置。本发明可以实现苯酚焦油与碱液的高效混合反应和分离，实现苯酚焦油的连续化处理，提高了油水分离效率，更加经济高效。

2、本发明提供的一种苯酚焦油的处理装置，主要包括碱洗反应器和脱酚油分离器，所述碱洗反应器主要包括反应器壳体、混合轮盘组件、除油格栅和分水板，其中混合轮盘组件主要包括电机、传动轴、混合轮盘和定子，混合轮盘通过传动轴与电机连通，定子设置在混合轮盘外侧；壳体内混合轮盘上部主要设除油格栅和溢油口，混合轮盘下部主要设分水板和排水口；苯酚焦油、碱液和混合助剂经物料入口输送至壳体内，经传动轴底部进入混合轮盘内进行混合反应，随着反应的进行，产生的含酚废水经分水板流入下部区域；脱酚油经除油格栅在反应器上部集结，经溢油口输送至脱酚油分离器，进行深度脱水，获得回收油。

3、本发明装置中，所述的混合轮盘可以采用cn200410050799.1、cn201220541472.4等所述的混合叶轮结构。所述的传动轴包括空心轴和轴外套管，空心轴与混合轮盘顶部相连，轴外套管下连接有定子，定子设置在混合轮盘外侧，其上分布有若干个折流板。

4、本发明装置中，所述混合轮盘组件的运行方式为：启动电机，传动轴带动混合轮盘转动，在离心力作用下其内部产生负压，底部混合物料通过下吸液口进入混合轮盘，在混合轮盘内部加速、混合并从其侧面甩出轮盘，随后与设置在混合轮盘外的定子碰撞，进一步强化物料间混合效果，加速反应，最终从定子上的折流板空隙中流出，反应完成后，脱酚油输送至脱酚油分离器中。

5、本发明装置中，所述除油格栅围绕传动轴设于壳体上部，高于混合轮盘10cm以上，格栅内部结构为蜂窝状，单个孔道为正方形，边长为15-150mm，优选为20-50mm，形成若干个脱酚油珠的上升孔道。

6、本发明装置中，所述分水板设于混合轮盘下部，能够向两侧伸缩，最大伸长时，分水板周围与壳体密封接触，构成壳体底部封闭空腔；收缩时，与上部空间连通。在混合轮盘启动初期，分水板至最大伸长状态，与壳体底部构成封闭空腔；当稳定运行时，分水板处于收缩状态，其直径为壳体直径的30%-95%，优选为75%-90%，使含酚废水在空腔内沉降。

7、本发明装置中，在壳体上设有溢油口，溢油口下沿高于除油格栅上沿10-1000mm，优选为10-500mm。

8、本发明装置中，在碱洗反应阶段，保持苯酚焦油、碱液的液位不高于除油格栅下沿，当反应稳定后，向反应器内补充苯酚焦油、碱液，同时将分水板收缩至最小，产生的含酚废水通过分水板与反应器间隙流入下部区域，经排水口排出；脱酚油通过除油格栅在反应器上部集结，随着物料的加入，液面上升，直至液面的脱酚油通过溢油口排出反应器，输送至脱酚油分离器，同时开启底部的排水口，实现苯酚焦油的连续处理。

9、本发明装置中，所述的脱酚油分离器可以采用常规油水分离器。优选采用本发明所述结构的脱酚油分离器，在分离器内部设有板式聚结分离区，垂直设置有若干块聚结板，优选为5-15块，每块聚结板内设置有若干“人”字形斜板，脱酚油水平方向与聚结板方向接触，强化了油与水的分离，在分离器上部设有脱酚油回收器，用以回收分离出的油；脱酚油分离器末端设置有出水隔板。

10、进一步的，所述的聚结板内“人”字形斜板对称排列，相邻的两块斜板之间距离为1-100mm，优选为4-50mm。

11、进一步的，所述的脱酚油回收器设置在进水隔板和出水隔板之间的任何位置，保持其略高于出水口。

12、进一步的，在板式聚结分离区后附加设置填料聚结区，用以进一步提高含酚废水与脱酚油的分离效率。填料聚结区主要是设置有内含填料的板状结构，设置数量为3-15块，优选为3-10块；所述填料可以是不锈钢球、纤维球、纤维束、果壳等填料中的至少一种。

13、本发明装置中，脱酚油分离器分离出的回收油回收溶剂后，可作为原油炼制装置的部分原料或是其他资源化方式利用。

14、本发明还提供了一种采用上述装置的苯酚焦油的处理方法，主要包括如下内容：

15、将苯酚焦油、碱液和混合助剂经物料入口输送至碱洗反应器壳体内进行反应，经传动轴底部进入混合轮盘内进行混合反应，随着反应的进行，保持苯酚焦油、碱液的液位不高于除油格栅下沿，当反应稳定后，向反应器内补充苯酚焦油、碱液和混合助剂，同时将分水板收缩至最小，产生的含酚废水通过分水板与反应器间隙流入下部区域，经排水口排出；脱酚油通过除油格栅在反应器上部集结，随着物料的加入，液面上升，直至液面的脱酚油通过溢油口排出反应器，输送至脱酚油分离器，同时开启底部的排水口，实现苯酚焦油的连续处理。

16、本发明方法中，所述的碱液中碱为氢氧化钠、氢氧化钾等中的至少一种，碱液的质量浓度为2.5%-20%，优选5%-10%。碱液加入量为使得苯酚焦油与碱液的质量比为1:0.5-5，优选为1:1-3。

17、本发明方法中，所述混合助剂为可以是苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、催化裂化柴油、渣油加氢柴油等中的至少一种，优选为二甲苯或催化裂化柴油中的至少一种；加入量为苯酚焦油与混合助剂的体积比为1:1-10，优选为1:1-2.5。

18、本发明方法中，所述的苯酚焦油是异丙苯法生产苯酚/丙酮装置的副产物，主要含有苯酚、苯乙酮、醇类、芳烃类等，其中苯酚不低于30%，苯乙酮不低于20%，芳烃不低于40%。

19、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

20、（1）本发明针对苯酚焦油的特性和现有处理技术的不足，采用特定碱洗反应器进行反应和分离，实现油水的一次分离，脱酚油再进入脱酚油分离器进行二次分离，得到脱水后回收油，实现了油水高效分离，回收油中含水量显著降低，含酚废水中酚含量显著提升，有利于后续的资源化利用。

21、（2）本发明特定结构的碱洗反应器是在反应器内设置混合轮盘组件、分水板和除油格栅，将装置内部自上而下分为油水分离区、混合反应区和酚水沉降区，在装置内部同时进行循环、混合及高效反应，实现了苯酚焦油的连续处理，提高了处理效率。

22、（3）本发明在碱洗反应中使用混合助剂，有助于碱液与苯酚焦油中酚类物质充分反应，反应后物料分层明显，形成脱酚油和含酚废水，实现了高效油水分离，避免了苯酚焦油直接与碱液混合，导致体系黑色浑浊、反应效率低的问题。苯酚焦油在与碱液反应前不需要预处理。

23、（4）本发明经碱洗反应器获得的脱酚油输送至特定脱酚油分离器中，通过板式聚结分离区，密度较小的脱酚油在斜板上聚结并上升，加速了脱酚油和含酚废水的分离；通过脱酚油回收器、出料口和出水隔板的设置实现了脱酚油和脱酚废水分别从脱酚油回收器和出料口自动排出，整个过程无需人工操作。

24、（5）相对于现有技术中的连续精馏方法，本发明涉及的方法流程短，效率高，成本低。