专利名称：：一种废水离心萃取及反萃装置的转鼓除垢方法
技术领域：
：本发明涉及一种除垢方法，尤其是一种炼油厂环烷酸废水离心萃取及反萃装置的转鼓除垢方法。炼油厂环烷酸废水主要来自油品精制碱渣的硫酸中和法生产环烷酸工艺，它含有高浓度的环烷酸、酚及硫酸盐，CODcr8000～25000mg/l，pH小于3，既使经过中和处理，其微生物降解性能仍较差，容易冲击污水处理场生化曝气池。在美国石油炼制者协会1987年的年会上，美国福斯特-威勒公司(FosterWheelerUSACorperation)推荐向曝气池投加活性炭粉末，来防止环烷酸废水对它的冲击作用，但费用较高。中国则开发了两种预处理工艺，一种是萃取法，见于《石油化工环境保护》杂志1989年第三期；另一种是厌氧生物法，见于《石油化工环境保护》杂志1992年第一期。从应用情况看，萃取法更为成熟可靠。以下将结合附图对整个萃取工艺加以叙述。整个萃取工艺可分为废水的萃取处理部分和萃取剂的反萃再生部分。图1是废水的萃取处理流程图，图2是萃取剂的反萃再生流程图。参照图1，环烷酸废水(1)进入第一级离心萃取机(2)，与来自第二级离心萃取机(4)的萃取剂(3)混和接触，完成第一级萃取，然后经萃取机转鼓分离为有机相(5)和水相(6)。有机相(5)进入废萃取剂沉降脱水罐(7)，从罐底脱除废萃取剂夹带的废水(8)，脱水后的废萃取剂(9)去反萃机再生。从第一级离心萃取机(2)出来的水相(6)进入第二级离心萃取萃取机(4)，与萃取剂(10)混和接触，完成第二级萃取，然后也分离为有机相(3)和水相(11)。第二级离心萃取机出口的有机相(3)进入第一级离心萃取机连续萃取，同时，水相(11)进入萃取出水沉降脱油罐(12)，回收的废萃取剂(13)去反萃再生系统，萃取出水(14)排出装置外。萃取剂(10)的组成为C8～C10叔胺与180～350℃柴油馏分的混和溶液，其中叔胺浓度20～30％(体)。主要操作参数控制环烷酸废水硫酸浓度0.05～0.08mol/l；水/剂(体)比3～6；操作温度10～40℃；CODcr去除率85％以上。参照图2，来自废萃取剂脱水罐的废萃取剂(19)进入反萃萃取机(20)，与8～12w％NaOH溶液(21)接触混合，废萃取剂中的环烷酸被萃入碱液，完成反萃过程，然后经反萃萃取机(20)转鼓分离为有机相(22)和水相(23)。有机相(22)进入萃取剂脱碱罐(24)，从罐底脱掉沉降分离出的碱液(25)，萃取剂(26)去环烷酸废水离心萃取机。水相(23)进入废碱液脱油罐(27)，回收的萃取剂(28)去环烷酸废水离心萃取机，废碱液(29)去中和处理。主要操作参数控制反萃机出口过剩碱浓度2～3w％，此时，碱/剂(体)比约0.2～0.3；温度30～50℃。实践证明，这种工艺存在离心萃取机(2)、(4)及反萃机(20)转鼓逐渐积垢，使相夹带量增大的问题。通常反萃机积垢速度比萃取机快一些，一般装置连续运转4～5天，反萃机水相夹带量即增大到2％(体)以上，脱离了正常操作。相夹带量过大，首先会增加两座有机相沉降分离罐的萃取剂、废萃取剂回收频率及两座水相沉降分离罐的脱水、脱碱频率，其次会使沉降分离效果恶化，这都导致萃取剂流失增大。现有的除垢方法是，定期停止萃取和反萃过程，拆机取出转鼓，手工除垢。但由于以下两个原因，一是从拆机、除垢，到装机完毕，至少需三位专业人员，工作约4个小时，其中仅拆机、装机时间，约占去3个小时；二是经常拆装转鼓，易导致主轴弯曲、偏心，在使用时出现振动；因此，除垢操作不能过于频繁，一般10～15天除一次垢，此时，萃取机、反萃机水相的最大夹带量已分别增大到4％(体)、6％(体)以上。从时间上推算，约从第五天开始，萃取机、反萃机及各沉降分离罐即已偏离了其正常操作状态，外排的萃取出水、废碱液中明显带有流失的萃取剂油花。本发明的目的是提供一种除垢方法，避免手工拆机、除垢及装机操作，降低劳动强度，缩短除垢时间；同时，实现自动化除垢，做到及时除垢，使萃取机、反萃机及各沉降分离罐一直保持良好的操作状态，提高水处理效率，避免手工拆机造成的机件损伤和破坏。经研究发现，萃取机的积垢一般为酸性沉积物，能够被碱性溶液溶解。而反萃机的积垢一般为碱性沉积物，能够被酸性溶液溶解。因此，本发明采用碱性溶液清洗萃取机，而用酸性溶液清洗反萃机。本发明主要采用NaOH或KOH溶液为萃取机除垢剂，以初始浓度4～6w％的H2SO4、HCl、HNO3溶液，最好是以初始浓度4～6w％的HCl和1～2w％的HNO3的混和溶液为反萃机除垢剂，进行连续洗涤，至萃取机及反萃机的积垢消失。可以间隔24～72小时，停止萃取和反萃过程，分别向萃取机和反萃机输入相应的除垢剂，除垢时间10～40分钟。本发明的具体过程如下一、萃取机积垢主要为沥青状物质，它溶于碱性溶液，因此采用初始浓度8～12w％NaOH或KOH溶液为除垢剂。选用该浓度范围，一是因为浓度再高，洗涤废液会产生结晶沉淀；二是因为浓度太低，洗涤废液量大。以下将参照附图1对除垢操作加以叙述，首先关闭环烷酸废水(1)和萃取剂(10)，接着关闭有机相(5)和水相(11)，再排尽萃取机(2)、萃取机(4)内的液体物料；然后，经萃取机(2)水相进口输入碱溶液(15)，在萃取机(2)洗涤后的溶液携带溶解的积垢以水相(6)进入萃取机(4)，再次完成洗涤后，从萃取机(4)水相(17)出口返回到碱液储罐(16)；洗涤液循环使用，每次洗涤时间，既随除垢周期间隔时间的增长而增长，也随除垢剂流量的减少而增长，一般10～40分钟。洗涤结束后，依次恢复原萃取操作。当储罐中NaOH或KOH含量低于1w％时，用硫酸中和后排放(18)。二、反萃机转鼓积垢主要为氢氧化铁，可溶于强酸溶液，因此，采用初始浓度4～6w％的HCl和1～2w％的HNO3的混和溶液，或初始浓度4～6w％的H2SO4、HCl、HNO3溶液为反萃机除垢剂。选用4～6w％HCl与1～2w％HNO3混和溶液，一是因为盐酸浓度再高或没有硝酸时，除垢剂对钛材离心反萃机有腐蚀性；二是因为盐酸浓度太低，洗涤废液量大。以下将参照附图2对除垢操作加以叙述，首先停止向反萃机(20)输入碱液(21)和需要再生的萃取剂(19)，接着关闭有机相(22)和水相(23)出口，再排尽反萃机(20)内液体物料；经反萃机(20)水相进口输入除垢剂(30)，在反萃机(20)洗涤后的除垢液携带溶解的积垢经水相(31)出口返回储罐(32)；洗涤液循环使用，每次洗涤时间，既随除垢周期间隔时间的增长而增长，也随除垢剂流量的减少而增长，一般10～40分钟。洗涤结束，再依次恢复原反萃操作。当除垢剂氢离子[H+]浓度低于0.1mol/l时，用碱液中和排放(33)。本发明采用液体除垢剂输入转鼓清洗除垢的方法，与现有手工拆机、装机的除垢操作相比，不会因除垢操作损环机体，大大降低了劳动强度；每次除垢时间，也可以由原来的约4小时，减少到10～40分钟；可以实现24～72小时除一次垢，保证萃取机、反萃机及各沉降分离罐一直保持在良好的操作状态，提高了水处理效率，延长了萃取机及反萃机的使用寿命，降低设备维修消耗。实施例1设备采用钛材环隙式离心萃取机作为萃取、反萃过程的主体设备，单台最大分离容量6m3/h，，标定结果为，萃取机出口平均水相夹带量0.5％(体)，平均有机相夹带量0.8％(体)；反萃机出口平均水相夹带量0.9％(体)，平均有机相夹带量1.0％(体)。废水用二级逆流萃取，废萃取剂用一级反萃再生；配有萃取出水沉降脱油罐、废萃取剂沉降脱水罐、废碱液沉降脱油罐和萃取剂沉降脱碱罐。装备自动除垢系统，除垢剂采用塑料储罐。萃取剂C8～C10叔胺与200～350℃柴油馏分混和液，叔胺含量20％(体)。操作条件进萃取机环烷酸废水处理量4m3/h，废水CODcr浓度23000～25000mg/l，硫酸浓度0.07～0.09mol/l，萃取剂量1m3/h；进反萃机废萃取剂流量1.08～1.10m3/h，10w％NaOH碱液流量0.2～0.3m3/h；萃取机除垢剂NaOH初始浓度为12w％，反萃机除垢剂初始配比为6w％盐酸和2w％硝酸，氢离子[H+]浓度0.98mol/l。每24小时除一次垢，进萃取机、反萃机除垢剂流量均为6m3/h，除垢时间10分钟。采样及测定项目按除垢周期，每当装置运行约23小时，即着手采样测定萃取机除垢剂储罐碱浓度、反萃机除垢剂储罐酸浓度、萃取机水相及有机相夹带量、反萃机水相及有机相夹带量、废水CODcr去除率。到24小时，开始除垢操作，经10分钟，除垢完毕。当萃取、反萃过程恢复正常约10分钟时，再采样测定一次。实验结果从萃取机除垢剂NaOH浓度12w％、反萃机除垢剂浓度6w％盐酸和2w％硝酸开始，分别经过几十个除垢周期，到储罐中NaOH浓度小于1w％、氢离子[H+]浓度低于0.1mol/l，停止使用为止。汇总测定结果见表1。表1除垢前后相夹带量及CODcr去除率比较表1中除垢前相夹带量都在2％(体)以内，说明萃取机、反萃机操作正常；将表1中除垢后数据与萃取机和反萃机的相夹带量标定结果相比，说明除垢效果很好。另外，实验期间，还数次在除垢完毕后，拆机取出转鼓观察，也发现除垢彻底。而且，各沉降分离罐一直操作正常。实施例2其它条件同例1，但废水CODcr8000～10000mg/l，硫酸浓度0.05～0.07mol/l。测定发现，除垢前后相夹带情况及除垢效果、装置操作状况同例1，但除垢前后CODcr去除率均为85％～90％。实施例3其它条件同例1，但废水CODcr15000～18000mg/l，硫酸浓度0.06～0.08mol/l。测定发现，除垢前后相夹带情况及除垢效果、装置操作状况同例1，但除垢前后CODcr去除率均为88％～92％。实施例4其它条件同例1，但萃取机除垢剂NaOH初始浓度8％，反萃机除垢剂初始配比为4％盐酸和1％硝酸。测定发现，除垢前后相夹带情况、萃取效果及除垢效果、装置操作状况同例1，但因除垢剂浓度降低，同样体积其使用时间有所减少。实施例5其它条件同例1，但每48小时除一次垢，除垢时间增加到15分钟。测定结果见表2。表2除垢前后相夹带量及CODcr去除率比较表2中除垢前相夹带量都在2％(体)以内，说明萃取机、反萃机操作正常；将表2中除垢后数据与萃取机和反萃机的相夹带量标定结果相比，说明除垢效果很好。另外，实验期间，还数次在除垢完毕后，拆机取出转鼓观察，也发现除垢彻底。而且，各沉降分离罐一直操作正常。实施例6其它条件同例1，但每72小时除一次垢，相应除垢时间延长为20分钟。测定结果见表3。表3除垢前后相夹带量及CODcr去除率比较</tables>表3中，除垢前相夹带量都不大于2％(体)，说明萃取机、反萃机操作正常；但反萃机水相夹带量已达2％(体)，这说明进一步增大除垢周期，萃取机、反萃机将脱离正常操作。将表3中除垢后数据与萃取机和反萃机的相夹带量标定结果相比，说明除垢效果很好。另外，实验期间，还数次在除垢完毕后，拆机取出转鼓观察，也发现除垢彻底。而且，各沉降分离罐一直操作正常。实施例7其它条件同例1，但萃取机、反萃机除垢剂流量为3m3/h，相应将除垢时间延长为20分钟。实验结果同例1。实施例8其它条件同例6，但萃取机、反萃机除垢剂流量为3m3/h，相应除垢时间延长为40分钟。实验结果同例6。实施例9其它条件同例1，但萃取机除垢剂为初始浓度12w％的KOH溶液，测定发现，除垢前后相夹带情况、萃取效果及除垢效果、装置操作状况同例1，但因KOH分子量大，同样体积、重量百分浓度的溶液，其使用时间比NaOH有所减少。实施例10其它条件同例1，但反萃机除垢剂为初始浓度6w％的盐酸溶液，测定发现，除垢前后相夹带情况、萃取效果及除垢效果、装置操作状况同例1。实施例11其它条件同例1，但反萃机除垢剂为初始浓度6w％的硫酸溶液，测定发现，除垢前后相夹带情况、萃取效果及除垢效果、装置操作状况同例1。但长时间使用后，发现反萃机转鼓出现腐蚀斑点。实施例12其它条件同例1，但反萃机除垢剂为初始浓度6w％的硝酸溶液，测定发现，除垢前后相夹带情况、萃取效果及除垢效果、装置操作状况同例1。权利要求1.一种环烷酸废水萃取处理装置中离心萃取机及离心反萃机的除垢方法，当离心萃取机及离心反萃机运转一定时间，积垢达到一定程度时，停止运转，进行除垢，其特征在于，分别向萃取机输入除垢剂NaOH或KOH溶液，向反萃机输入除垢剂无机酸溶液进行连续洗涤，至萃取机及反萃机的积垢消失。2.根据权利要求1的方法，其特征在于萃取机除垢剂循环使用，NaOH或KOH的初始浓度8～12w％，当NaOH或KOH浓度低于1w％时，中和排放。3.根据权利要求1的方法，其特征在于所说的无机酸溶液是H2SO4、HNO3、HCl及其混合溶液。4.根据权利要求1的方法，其特征在于反萃机除垢剂循环使用，除垢剂是初始浓度4～6w％的H2SO4、HCl、HNO3溶液，当除垢剂氢离子[H+]浓度低于0.1mol/l时，中和排放。5.根据权利要求1的方法，其特征在于反萃机除垢剂循环使用，除垢剂是初始浓度4～6w％的HCl和1～2w％的HNO3的混和溶液，当除垢剂氢离子[H+]浓度低于0.1mol/l时，中和排放。全文摘要一种环烷酸废水萃取处理装置中离心萃取机及离心反萃机的除垢方法,当离心萃取机及离心反萃机运转一定时间,结垢达到一定程度时,停止运转,进行除垢,其特征在于,分别向萃取机输入除垢剂NaOH或KOH溶液,向反萃机输入除垢剂无机酸溶液进行连续洗涤,至萃取机及反萃机的积垢消失。使用本发明的方法进行除垢,可避免手工拆机、除垢及装机操作,降低劳动强度,缩短除垢时间;同时,实现自动化除垢,做到及时除垢,使萃取机、反萃机及各沉降分离罐一直保持良好的操作状态,提高水处理效率,避免手工拆机造成的机件损伤和破坏。文档编号C02F5/00GK1181357SQ9612042公开日1998年5月13日申请日期1996年10月28日优先权日1996年10月28日发明者刘忠生,王忠福,周旗申请人:中国石油化工总公司,中国石油化工总公司抚顺石油化工研究院