高浓煤化工含酚废水酮萃取流程技术研究现状及实施20160717

1、高浓煤化工含酚废水酮萃取流程技术高浓煤化工含酚废水酮萃取流程技术研究现状及实施研究现状及实施陈陈赟赟 博士博士 136 3238 4249华南理工大学华南理工大学2016年年7月月17日日1 1主要内容主要内容一、学校介绍及个人简介一、学校介绍及个人简介二、技术应用背景二、技术应用背景三、三、MIBKMIBK萃取理论研究萃取理论研究四、与四、与MIBKMIBK相关专利现状相关专利现状五、工程化应用五、工程化应用2一、一、学校介绍及陈赟简介学校介绍及陈赟简介 教育部直属的全国重点大学 是“211工程”和“985工程”院校 被誉为中国“南方工科大学的一面旗帜” 学校分为两个校区，北校区位于广州市天

2、河区五山高校区，南校区位于广州市番禺区大学城内。34South China University of Technology化学与化工学院科研平台化学与化工学院科研平台n强化传热与过程节能教育部重点实验室n广东省绿色化学产品技术重点实验室n广东省绿色精细化学产品工程技术研究开发中心n广东省燃料电池技术重点实验室n广东高校工业废弃物资源化利用工程技术研究中心n“985工程”低碳技术与循环经济研究院n化学与化工学院实验中心化学工程与技术化学工程与技术为全国重点学科为全国重点学科4一、一、学校介绍及陈赟简介学校介绍及陈赟简介精密分析仪器室精密分析仪器室化工装备研究室化工装备研究室 55 56陈赟陈赟

3、，博士，副教授，硕士生导师，博士，副教授，硕士生导师广州珠江新星项目获得者，广东省广州珠江新星项目获得者，广东省“千百十人才工程千百十人才工程”培养对象，省部科技特培养对象，省部科技特派员，环保部规划环评审查入库专家。派员，环保部规划环评审查入库专家。本硕博均为化学工程与技术专业。本硕博均为化学工程与技术专业。1998年年-2003年，华南理工大学获博士学位。年，华南理工大学获博士学位。2003年年-2006年，浙江大学工作。年，浙江大学工作。2007年至今，华南理工大学化工学院工作。年至今，华南理工大学化工学院工作。主持国家基金主持国家基金1项，企业开发项目多项。项，企业开发项目多项。与与北

4、京新源国能（广汇二期）、中煤北京新源国能（广汇二期）、中煤龙化哈尔滨煤化工有限公司、中煤鄂尔多斯能源化工有限公司、中海油新能源龙化哈尔滨煤化工有限公司、中煤鄂尔多斯能源化工有限公司、中海油新能源投资有限责任公司、内蒙古满世能源化工有限公司投资有限责任公司、内蒙古满世能源化工有限公司等保持项目合作关系。等保持项目合作关系。已发已发表论文表论文60余篇，授权国家发明专利余篇，授权国家发明专利10项，申请专利项，申请专利12项。项。主要研究方向：主要研究方向：煤气化污水酚氨回收工业化、氨精制生产液氨或氨水，萃取脱煤气化污水酚氨回收工业化、氨精制生产液氨或氨水，萃取脱酚过程研究酚过程研究、化工过程开发

5、。、化工过程开发。6一、一、学校介绍及陈赟简介学校介绍及陈赟简介2015.102019.12，1000万吨万吨/年煤炭分级提质综合利用酚氨回收工艺包年煤炭分级提质综合利用酚氨回收工艺包(广汇二期广汇二期)，北京新源，北京新源国能科技有限公司国能科技有限公司2013.112017.12，劣质煤综合利用项目，劣质煤综合利用项目(一期一期)酚氨回收装置，酚氨回收装置，内蒙古满世内蒙古满世能源化工有限责任公能源化工有限责任公司，司，201314692014.012015.12，煤化工废水复杂体系液液相平衡测定及分子结构与萃取性能关系的研究，煤化工废水复杂体系液液相平衡测定及分子结构与萃取性能关系的研究

6、，华南理工大学中央高校基本科研重点项目，华南理工大学中央高校基本科研重点项目，2014ZZ00572012.122014.09，高含酚废水的酚氨回收技术研究项目，高含酚废水的酚氨回收技术研究项目，中海油新能源中海油新能源投资有限责任公司，投资有限责任公司，20134400020100042011.112014.10，含酚氨和酸性气污水处理的节能环保过程模拟、优化与开发，广州市珠江，含酚氨和酸性气污水处理的节能环保过程模拟、优化与开发，广州市珠江科技新星项目，科技新星项目，2011J22000562011.072013.12，85t/hr中煤图克中煤图克酚氨回收工艺包，中煤鄂尔多斯能源化工有限公

7、司酚氨回收工艺包，中煤鄂尔多斯能源化工有限公司2007.072009.12，综合废水处理改造项目煤气化废水预处理改造和工业实施，综合废水处理改造项目煤气化废水预处理改造和工业实施，中煤龙化中煤龙化哈尔哈尔滨煤化工公司滨煤化工公司2013.122104.06，兰炭废水双塔汽提脱酸脱氨过程研究，上海，兰炭废水双塔汽提脱酸脱氨过程研究，上海乐金电子乐金电子(LG化学化学)有限公司有限公司 主持项目主持项目7一、一、学校介绍及陈赟简介学校介绍及陈赟简介署名第一或通讯作者署名第一或通讯作者的论文的论文1.Journal of Chemical and Engineering Data, 2016, 61

8、 (7): 249324982.Journal of Chemical and Engineering Data, 2016, 61 (7) : 2221-22253.Journal of Solution Chemistry, 2016, 45 (6), 875884.4.Journal of Chemical and Engineering Data, 2016, 61 (4): 1540-15465.Chinese Journal of Chemical Engineering, 2016, 24: 360-364.6.Journal of Chemical and Engineerin

9、g Data, 2016, 61 (2), 760765.7.Journal of Chemical and Engineering Data, 2015, 60 (9), 26122617.8.Journal of Solution Chemistry, 2015, 44:239324049.Journal of Chemical and Engineering Data, 2015, 60 (11), 31873192.10.Fluid Phase Equilibria, 2015, 403, 30-35. 11.Fluid Phase Equilibria, 2015, 404, 89-

10、95. 12.Journal of Chemical and Engineering Data, 2015, 60 (5), 13961400. 13.Journal of Solution Chemistry, 2015, 44 (9), 18911899.14.Journal of Chemical and Engineering Data, 2014, 59 (9), 27502755. 15.Journal of Chemical and Engineering Data, 2013, 58(10): 2793-2798. 16.Journal of Chemical and Engi

11、neering Data, 2013, 58(6): 1874-1878. 17.煤化工高浓含酚废水萃取脱酚实验研究，化学工程化学工程，2016，02，7-1118.甲基正丁基甲酮萃取煤化工高浓含酚废水的萃取过程模拟研究，煤化工煤化工，2016.44(1):23-2619.煤气化废水处理中双侧线汽提塔的应用，化学工程化学工程，2013，03：63-66 20.煤气化污水酚氨回收化工处理流程新进展，煤化工煤化工，2013，167(4): 57-61 21.煤气化废水处理中双侧线汽提塔加碱脱氨，现代化工现代化工，2012，32（11）, 88-9022.煤气化污水化工处理新流程, 化工进展化工进展

12、，2009，28（12）：1895-1899 23.煤气化污水化工处理的加碱汽提过程研究, 现代化工现代化工, 2009，29（8）：67-708一、一、学校介绍及陈赟简介学校介绍及陈赟简介授权或申请授权或申请署名第一署名第一的专利的专利1.一种高浓含酚废水的的处理方法，CN104129827B，授权公告日：2016.04.132.一种碎煤加压气化高浓废水酚氨回收的清洁生产处理系统 ，CN204981455，授权公告日：2016.01.203.甲基异丁基甲酮高温萃取高浓含酚煤化工废水的方法，CN103420442B. 授权公告日：2015.04.22 4.一种褐煤提质加工过程中产生的高浓含酚废

13、水萃取脱酚的方法，201510312929.2，申请日：2015.06.085.回收蒸汽凝液的单塔汽提处理酚氨废水的方法及装置，ZL201510481817.X，申请日：2015.08.07 6.一种氨精制过程中同时脱酸性气和脱酚的方法，201510444486.2，申请日：2015.07.247.一种高浓含酚废水的处理方法，201310698073.8. 公告日：2015年6月24日，公告号：CN104724783A.8.一种含酚废水混合澄清萃取脱酚的方法， 201410798594.5，申请日：2014年12月18日9.一种含酚废水多级静态混合澄清萃取脱酚的方法， 201410367672

14、. 6，申请日：2014年07月29日10.一种脱酚萃取剂及其应用， 201410367610.5，申请日：2014年07月29日11.一种煤焦油加工废水的分离处理方法，201210145140.9，申请日：2012年05月11日12.一种高浓度酚氨废水的回收处理方法，201210145137.7，申请日：2012年05月11日13.一种处理含高浓度酚氨煤气化污水的方法. 国家发明专利， ZL 200910192442.X. 授权日：2011.05.1114.一种处理含酚氨煤气化废水的方法. 国家发明专利，ZL 200910036541.9. 授权日：2011.05.119一、一、学校介绍及陈

15、赟简介学校介绍及陈赟简介酸性气体：硫化氢、二氧化碳等酸性气体：硫化氢、二氧化碳等 H2S,CO2氨（游离氨、固定氨）氨（游离氨、固定氨） NH3,NH4+ 脱酸脱氨汽提脱酸脱氨汽提苯酚、多元酚（邻、间、对等）苯酚、多元酚（邻、间、对等） C6H5OH其他有机污染物，如油类、脂肪酸等其他有机污染物，如油类、脂肪酸等 溶剂萃取脱酚溶剂萃取脱酚鲁奇炉、鲁奇炉、BGL、褐煤提质、煤低温干馏、页岩油干馏、煤焦、褐煤提质、煤低温干馏、页岩油干馏、煤焦油加氢等油加氢等 过程产生的废水过程产生的废水10高浓酚氨废水特点及来源高浓酚氨废水特点及来源二、技术应用背景二、技术应用背景11 煤气化过程洗气废水。煤气化

16、过程洗气废水。水质成份主要有酚、氨、二氧化碳、脂肪酸等污染物质。哈尔滨气化厂原水指标如下：11二、技术应用背景二、技术应用背景12华南理工大学高浓酚氨回收处理流程华南理工大学高浓酚氨回收处理流程二、技术应用背景二、技术应用背景脱酸脱氨脱酸脱氨- -高温高温酮萃取脱酚酮萃取脱酚13陈赟陈赟，张鹏羽，张鹏羽. 甲基异丁基酮高温萃取酚氨煤气化废水的方法，甲基异丁基酮高温萃取酚氨煤气化废水的方法，CN 103420442B，授权日：，授权日：2015.04.22.改进的华南理工大学高浓酚氨回收处理流程改进的华南理工大学高浓酚氨回收处理流程二、技术应用背景二、技术应用背景脱酸脱氨脱酸脱氨- -高温高温酮

17、酮多塔多塔萃取脱酚萃取脱酚陈赟陈赟.一种褐煤提质加工过程中产生的高浓含酚废水萃取脱酚的方法，一种褐煤提质加工过程中产生的高浓含酚废水萃取脱酚的方法，201510312929.2，申请日：，申请日：2015.06.08针对针对高浓多元酚的高浓多元酚的华南理工大学高浓酚氨回收处理流程华南理工大学高浓酚氨回收处理流程14二、技术应用背景二、技术应用背景15DIPE与与MIBK对酚的分配系数15三、三、MIBK萃取理论研究萃取理论研究MIBK萃取技术要点：萃取技术要点： MIBK对单元酚和多元酚的分配系数都远大于对单元酚和多元酚的分配系数都远大于DIPE。 MIBK沸点高，具有宽广的萃取操作温度宽广的

18、萃取操作温度，如6080度；而DIPE通常设计萃取温度为45度。 萃取温度升高后，萃取塔前面换热器C03堵塞周期一般三个月左右。而醚萃取45度左右，换热器堵塞周期在1个月以内甚至一两周。 萃取操作温度高，意味着脱酸脱氨降低到萃取温度所需的冷能少(循环循环水用量少水用量少)，同时萃取后萃余相和萃取相进入水塔和酚塔所需的蒸汽耗量少(蒸汽用量少蒸汽用量少)。 MIBK与水在87.9度共沸，因此在水塔中易于回收。单塔加压脱酸脱氨单塔加压脱酸脱氨三、三、MIBK萃取理论研究萃取理论研究40-60 MIBK萃取研究萃取研究1.煤气化废水萃取脱酚流程及其液液相平衡关系的研究煤气化废水萃取脱酚流程及其液液相平

19、衡关系的研究. 华南理工大学博士学位论文华南理工大学博士学位论文, 2007.42.甲基异丁基酮甲基异丁基酮-水水-苯酚三元物系液液相平衡数据的测定与关联苯酚三元物系液液相平衡数据的测定与关联J. 化工学报化工学报. 2007,58(4).3.LiquidLiquid Equilibria for the Ternary System Methyl Isobutyl Ketone+ 1, 2-Benzenediol+ WaterJ. Journal of Chemical & Engineering Data. 2014,59(11):3663-7.4.LiquidLiquid Equ

20、ilibria for the Ternary System Methyl Isobutyl Ketone+ m-Benzenediol+ WaterJ. Journal of Chemical & Engineering Data. 2014,59(11):3324-8.5.Simulation and Operation Cost Estimate for Phenol Extraction and Solvent Recovery Process of Coal-Gasification Wastewater. Industrial & Engineering Chemi

21、stry Research, 2013, 52(34): 12108-121156.Liquid-liquid equilibria for the ternary system methyl isobutyl ketone+ water+ hydroquinoneJ. Journal of Chemical & Engineering Data. 2006,51(6):2107-9.7.Liquid-Liquid Equilibria for the Quaternary System Methyl Isobutyl Ketone-Water-Phenol- Hydroquinone

22、.Fluid Phase Equilibria. 2007, 258:73-778.Solvent extraction process development and on-site trial-plant for phenol removal from industrial coal-gasificationwastewater. Chemical Engineering Journal. 2006, 117:179-185单塔加压脱酸脱氨单塔加压脱酸脱氨三、三、MIBK萃取理论研究萃取理论研究60-80 MIBK萃取研究萃取研究1.Wang Huimin, Li Libo, Lv Lan

23、, Chen Yun*. Measurement and correlation of liquid-liquid Equilibria for the Methyl Isobutyl Ketone + Phenol+ Water System at 333.15, 343.15 and 353.15K under atmospheric pressure, Journal of Solution Chemistry, 2016, 45 (6), 875884.2.Chen, Yun*, Wang Huimin, Lv Lan, Li, Libo. Experiments and thermo

24、dynamic models for ternary mixtures containing methyl isobutyl ketone, o-cresol and water at 298.15K, 313.15K, 323.15K. THERMOCHIM ACTA, Submitted3.Chen, Yun*, Wang Huimin, Lv Lan, Li, Libo. Phase EquilibriumMeasurement and Thermodynamic Modeling of the Methyl Isobutyl Ketone /m-cresol, p-cresol /Wa

25、ter Ternary Systems at (298.15, 313.15 and 323.15) K. Journal of Chemical and Engineering Data, Submitted4.Chen, Yun*, Wang Huimin, Lv Lan, Li, Libo.Liquid-liquid equilibrium for ternary systems, methyl isobutyl ketone +(catechol , resorcinol and hydroquinone) + water at high temperatures: Experimen

26、tal measurement and thermodynamic modeling. Fluid Phase Equilibria, Under review5.Chen, Yun*, Wang Huimin, Lv Lan, Li, Libo. Liquid-liquid equilibria for methyl isobutyl ketone + cresols + water at 333.15K, 343.15K and 353.15K: Experimental results and data correlation, Fluid Phase Equilibria, 一审返回一

27、审返回6.陈赟陈赟，张鹏羽，张鹏羽. 甲基异丁基甲酮高温萃取高浓含酚煤化工废水的方法，甲基异丁基甲酮高温萃取高浓含酚煤化工废水的方法，CN103420442B. 授权公告日：授权公告日：2015.04.22 7.陈赟陈赟. 一种碎煤加压气化高浓废水酚氨回收的清洁生产处理系统一种碎煤加压气化高浓废水酚氨回收的清洁生产处理系统 ，CN204981455，授权公告日：，授权公告日：2016.01.208.陈赟陈赟.一种褐煤提质加工过程中产生的高浓含酚废水萃取脱酚的方法，一种褐煤提质加工过程中产生的高浓含酚废水萃取脱酚的方法，201510312929.2，申请日：，申请日：2015.06.089.陈赟

28、陈赟，王卓，张鹏羽，王卓，张鹏羽.一种含酚废水混合澄清萃取脱酚的方法，一种含酚废水混合澄清萃取脱酚的方法， 201410798594.5，申请日：，申请日：2014年年12月月18日日10.陈赟陈赟，王卓，张鹏羽，王卓，张鹏羽.一种含酚废水多级静态混合澄清萃取脱酚的方法，一种含酚废水多级静态混合澄清萃取脱酚的方法， 201410367672. 6，申请日：，申请日：2014年年07月月29日日单塔加压脱酸脱氨单塔加压脱酸脱氨三、三、MIBK萃取理论研究萃取理论研究高低温区别高低温区别1.水相酚含量近似，水相酚含量近似，温度越高，分配系数越低，但降低幅度平稳温度越高，分配系数越低，但降低幅度平稳

29、。如油相。如油相2900ppm苯酚、水相苯酚、水相50ppm苯酚左右，苯酚左右，4066，5063，6060，7057，8054。2.工业萃取实施温度介于工业萃取实施温度介于70-75，主要是，主要是减缓前置循环水换热器的堵塞减缓前置循环水换热器的堵塞，如焦油中，如焦油中的石蜡成分熔点的石蜡成分熔点58-60。3.减少循环水的使用减少循环水的使用，包括前置循环水换热器、酚塔塔顶冷凝器、水塔塔顶冷凝器。，包括前置循环水换热器、酚塔塔顶冷凝器、水塔塔顶冷凝器。萃取温度提高萃取温度提高30，每小时至少可以减少，每小时至少可以减少4倍处理量的循环水。倍处理量的循环水。4.减少蒸汽消耗减少蒸汽消耗。酚塔

30、和水塔的进料操作温度提高，塔釜补充的热量减少，从而减。酚塔和水塔的进料操作温度提高，塔釜补充的热量减少，从而减少塔釜再沸器蒸汽消耗。少塔釜再沸器蒸汽消耗。5.通过计算发现，为了达到同样萃取效果，适当提高萃取剂用量，通过计算发现，为了达到同样萃取效果，适当提高萃取剂用量，总体运行成本总体运行成本(蒸蒸汽、循环水、溶剂损耗等汽、循环水、溶剂损耗等)略有下降略有下降。单塔加压脱酸脱氨单塔加压脱酸脱氨三、三、MIBK萃取理论研究萃取理论研究20四、四、与与MIBKMIBK相关专利现状相关专利现状21四、四、与与MIBKMIBK相关专利现状相关专利现状22四、四、与与MIBKMIBK相关专利现状相关专利现状23四、四、与与MIBKMIBK相关专利现状相关专利现状24四、四、与与MIBKMIBK相关专利现状相关专利现状2