Способ очистки сточных вод от алкилбензолов Советский патент 1980 года по МПК C02F1/26 C02F1/26 C02F101/32 C02F103/34 

1

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от алкилбензолов, в частности сточных вод производства этилбензола, и может быть использовано в химической промышленности.

Известен способ очистки сточных вод от алкилбензолов, в частности в производстве этилбензола, путем их азеотропной отгонки

1.

Однако эксплуатация этого способа очистки сточных вод связана со значительными капитальными и энергетическими затратами.

Известен также способ очистки сточных вод производства этилбензола от алкилбензолов экстракцией их концентрированным диэтилбензолом 2.

Степень извлечения алкилбензолов из сточных вод производства этилбензола этим экстрагентом составляет 85-89%, т.е. содержание алкилбензолов в сточных водах после экстракции -50 мг/л. Концентрированный диэтилбензол, используемый в известном способе в качестве экстрагента, широко применяется по своему прямому назначению - для производства различных ионообменных смол микропористой структуры. Следовательно, к недостаткам этого способа относятся недостаточно высокая степень очистки сточных вод от алкилбензолов, высокая стоимость экстрагента и его неквалифицированное использование.

Целью изобретения является повышение степени очистки сточных вод от алкилбензолов и снижение стоимости очистки сточных вод.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки сточных вод от алкилбензолов экстракцией в качестве экстрагента используют полиалкилбензол (ПАБ) - кубовый остаток от производства алкилбензола.

В слзчае очистки сточных вод производства этилбензола экстракцию проводят при

объемном соотношении вода и ПАБ, равном 20-30: 1, при перемешивании в течение 15-20 мин.

Полиалкилбензол - кубовый остаток от производства соответствуюш:его алкилбензола, например этилбензола, является смесью различных алкилбензолов, производных дифенилэтана и дифенилметана. В производстве этилбензола он имеет следующий состав, %: диэтилбензол 30-41;

три-тетра-, пентаэтилбензолы 5-7; дифенилэтан несимметричный 10-17; дифенилметан 0,5-2; бутилбензолы 5,5-6; смолы 13-20; производные дифенилэтана и дифенилметана 7-8; производные изопропилбензола 14-15.

Полиалкилбензол имеет более высокий молекулярный вес, плотность, меньшую растворимость в воде, более сложный состав, чем концентрированный диэтилбензол. Поэтому Полиалкилбензол и обладает более высокой экстрагирующей способностью по отношению к алкилбензолам, содержаш.имся в сточных водах производства этилбензола, чем концентрированный диэтилбензол. Кубовые остатки от производств других алкилбензолов обладают высокой экстрагирующей способностью но отношению к алкилбензолам, содержащимся в сточных водах этих производств.

Очистку сточных вод от алкилбензолов, например, в производстве этилбензола, проводят следующим образом.

Сточные воды, содержащие 1400 мг/л ароматических углеводородов (алкилбензолов), 6,5 г/л А1С1з, ОД г/л А1(ОН)з, ,3 г/л НС1, с рН 3,5 перемещивают с полиалкилбензолом в объемном соотношении 20-30 : 1 при нормальных условиях в течение 15-20 мин. Затем мешалку выключают и дают смеси отстояться, после чего снизу отбирают пробу сточной воды и определяют содержание в ней алкилбензолов после экстракции методом газожидкостной хроматографии.

В результате 5, 10, 15, 20 и 25 мин перемешивания получают следующие значения степени очистки: 95,2; 96,4; 97,6; 97,2 и 96,5% соответственно. Наличие экстремального значения степени очистки (97,6%) от алкилбензолов сточных вод производства этилбензола при 15 мин перемешивания объясняется тем, что при этом значении времени перемешивания в системе вода - растворенныеалкилбензолы -

экстрагент наступает состояние равновесия, при котором извлекаемые из воды алкилбензолы больше не переходят в экстрагент. С увеличением времени перемешивания сверх указанного значения происходит процесс обратной диффузии алкилбензолов в сточные воды.

Объемное соотношение 20-30 : 1 между сточными водами и нолиалкилбензолом является оптимальным, так как при увеличении его (до 40-60 : 1) уменьшается степень извлечения алкилбензолов из сточных вод при одном и том же времени перемешивания между ними. Уменьшение же этого соотношения (до 5-10 ; 1) с практической точки зрения нецелесообразно, так как при этом возрастает расход полиалкилбензола и процесс экстракции алкилбензолов из сточных вод не сможет быть обеспечен полностью экстрагентом.

Таким образом, оптимальными условиями проведения процесса экстракции алкилбензолов из сточных вод производства этилбензола являются следующие: объемное соотнощение Н2О : ПАБ, равное 20- 30:1, время перемешивания 15-20 мин.

После проведения процесса экстракции при этих условиях содержание алкилбензолов в очищенной сточной воде составляет 33,6- 39,2 мг/л.

Пример 1. Сточные воды производства этилбензола указанного состава перемешивают с кубовым остатком (ПАБ) в объемном соотношении Н2О : ПАБ 30 : 1 при нормальных условиях в течение 15 мин в двугорлой колбе емкостью 0,5 л, снабженной мешалкой с гидрозатвором и нижним спуском. Общий объем реакционной массы 186 мл. После отстаивания отбирают пробу сточной воды и определяют в ней содержание алкилбензолов после экстракции. Степень очистки сточной воды от алкилбензолов составляет 97,2%, а содержание растворенных алкилбензолов в сточной воде после экстракции - 39,2 мг/л.

Пример 2. Сточные воды (состав тот же) с рН 3,5 перемещивают с полиалкилбензолом в объемном соотнощении 20: 1 при нормальных условиях в течение 15 мин в той же колбе. Общий объем реакционной

массы 109 мл. Степень очистки в этом случае составляет 97,6%, а содержание растворенных алкилбензолов в сточной воде после экстракции - 33,6 мг/л.

В промышленных условиях верхний слой

после отстаивания (раствор алкилбензолов в полиалкилбензоле) может быть возвращен на стадию ректификации с целью получения дополнительного количества товарных продуктов (например, в производстве

этилбензола - этилбензола и изопропилбензола) и регенерации экстрагента. Нижний слой - сточная вода в промышленных условиях направляется на дальнейшую очистку от соединений алюминия.

Данный способ очистки сточных вод от алкилбензолов экстракцией их кубовым остатком от производства соответствующего алкилбензола позволяет повысить степень очистки. Так, при очистке сточных вод

производства этилбензола степень извлечения алкилбензолов составляет 97,2-97,6%, в то время как известный способ (прототип) позволяет извлечь лишь 85-89% алкилбензолов из сточных вод.

При эксплуатации экстракционной установки по очистке сточных вод от алкилбензолов предлагаемым способом уменьшаются капитальные затраты на оборудование, сокращается использование пара и оборотной воды, т. е. уменьшаются энергетические затраты, Кроме того, полиалкилбензол, являющийся отходом производства соответствующего алкилбензола, имеет низкую стоимость и может найти квалифицированное применение в то время как сейчас его сжигают.

Формула изобретения

1. Способ очистки сточных вод от алкилбензолов экстракцией, отличающийся

тем, что, с целью повышения степени очистки и снижения стоимости очистки, в качестве экстрагента используют полиалкилбензол.

1, отличающийся

2.Способ по п. полиалкилбензола истем, что в качестве пользуют кубовый остаток производства алкилбензола.

1, отличающийся

3.Способ по п.

тем, что экстракцию проводят при объемном соотношении вода и полиалкилбензол, равном 20-30: 1, при перемешивании в течение 15-20 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Юкельсон И. И. Технология основного органического синтеза. М., «Химия, 1968, с. 244.

2.Труды ГИАП, вып. II, ч. 2, 1969, с. 72-77 (прототип).