一种针对精对苯二甲酸生产过程的资源化回收利用系统的制作方法

1.本实用新型涉及水处理的技术领域，具体为一种针对精对苯二甲酸生产过程的资源化回收利用系统。


背景技术：

2.精对苯二甲酸(pure terephthalic aicd)常温下是白色晶体，pta是其的英文缩写，常压下在300℃以上升华，无毒、无味，若与空气混合，在一定限度内遇火即燃烧。pta易溶于有机溶剂，不溶于酸和水，是重要的化工原料之一。
3.精对苯二甲酸的生产一般是以对二甲苯为原料，以金属钴、锰离子为催化剂，氢溴酸为助催化剂，醋酸为溶剂，在一定的温度和压力下，利用空气中的氧气氧化制得对苯二甲酸，然后结晶、分离、干燥，得到粗对苯二甲酸，粗对苯二甲酸再经加氢精制反应，结晶、分离和干燥即可制得精对苯二甲酸。
4.目前pta生产中的废水主要是高浓度cod的cru(催化剂回收)废水、氧化尾气碱液洗涤废水以及系统脱水的外排水。pta氧化尾气一般采用碱液吸收的方法处理，吸收过后的废水称氧化尾气碱液洗涤废水，废水的ph在9～10之间，主要成分以溴化钠为主，含有碳酸钠、碳酸氢钠。装置系统脱水通常呈酸性，ph在3～4之间，该废水中醋酸、脂类、醇类等有机物。cru废水主要是催化剂回收过程中产生的废水，含有大量的各种钠盐，高cod，高碱性。碱洗废水主要是在pta生产装置停车或者事故清洗时产生，ph高达12～14。
5.pta生产中一部分热能由于工艺需要的原因，会被冷却循环水以废热冷却的形式带走，不但提高了单位产品的能耗而且又白白浪费了资源。因此，开发一种既可以将pta生产中的废热资源充分利用起来，同时可以将废水处理后综合利用的废水零排放处理系统是目前一个重要的研究方向。


技术实现要素：

6.本实用新型提供一种针对精对苯二甲酸生产过程的资源化回收利用系统，具体实施方式如下：
7.一种针对精对苯二甲酸生产过程的资源化回收利用系统，包括精对苯二甲酸生产装置，所述系统还包括用于实现对精对苯二甲酸生产装置产生废水进行处理的汽提单元、多效蒸发单元和焚烧单元，所述汽提单元、多效蒸发单元和焚烧单元按照处理顺序依次连接，其中，所述精对苯二甲酸生产装置的废水排放口通过管道与汽提单元设置的废水入口连接，所述焚烧单元设置高压蒸汽排放口，该高压蒸汽排放口通过管道精对苯二甲酸生产装置相应蒸汽产生部分连接；所述资源化回收利用系统还包括利用精对苯二甲酸生产中产生的废热形成废热蒸汽的废热回收利用子系统，所述废热回收利用子系统对应精对苯二甲酸生产装置设置用以吸收精对苯二甲酸生产装置运行过程中产生的废热形成废热蒸汽，所述废热回收利用子系统通过管路分别与汽提单元和多效蒸发单元连接，将废热蒸汽用于汽提单元和多效蒸发单元的运行过程中。
8.进一步的，所述焚烧单元设有蒸汽收集装置，所述蒸汽收集装置通过回用管路与精对苯二甲酸生产装置的蒸汽使用部分连接，所述焚烧单元运行过程中产生的高压蒸汽由蒸汽收集装置收集并通过回用管路输送至精对苯二甲酸生产装置中使用。
9.进一步的，焚烧单元后端设有分盐单元，分盐单元用于从焚烧单元焚烧后得到的灰分中分别提取出碳酸钠和溴化钠，所述分盐单元通过管路与精对苯二甲酸生产装置中碳酸钠使用部分连接。
10.进一步的，所述汽提单元包括汽提塔，废热回收利用子系统为汽提塔提供废热蒸汽，废热蒸汽由汽提塔塔底向塔顶流动，废水由汽提塔的塔顶向塔底流动。
11.进一步的，所述多效蒸发单元包括将废水进行浓缩的多级换热器，多级换热器依次连接，废热回收利用子系统为多级换热器提供与废水进行热交换的废热蒸汽。
12.进一步的，多效蒸发单元还设有冷凝装置，冷凝装置将多效蒸发单元产生的蒸汽冷凝后将冷凝水输送至精对苯二甲酸生产装置。
13.进一步的，多效蒸发单元还包括废水生化处理装置，废水生化处理装置用于将冷凝装置冷凝后的冷凝水进行生化处理后输送至精对苯二甲酸生产装置。
14.进一步的，资源化回收利用系统还包括固液分离单元，所述固液分离单元设于精对苯二甲酸生产装置与汽提单元之间，精对苯二甲酸生产装置的废水排放口通过管道与固液分离单元设置的废水入口连接，固液分离单元设置的废水出口与汽提单元的废水入口连接。
15.由于采用了以上技术方案，本实用新型的有益技术效果是：
16.1.本实用新型一方面充分利用了精对苯二甲酸生产过程中产生的废热而得到的废热蒸汽，将废热蒸汽用于精对苯二甲酸生产中废水的汽提单元、多效蒸发单元，另一方面，焚烧单元中焚烧产生的热量又用于精对苯二甲酸生产过程中，做到了资源有效利用；
17.2.本实用新型分盐单元提取的碳酸钠回用于精对苯二甲酸生产过程中的催化剂的回收，同时精对苯二甲酸生产过程中的催化剂回收产生的废水也会进入精对苯二甲酸生产过程的资源化回收利用系统进行废水处理，碳酸钠可循环使用无需外购碳酸钠，节约了成本；
18.3.本实用新型针对精对苯二甲酸生产过程的资源化回收利用可行性高，运行稳定，操作方便；
19.4.本实用新型中汽提单元、多效蒸发单元所需热能可完全由精对苯二甲酸生产过程产生的废热而得到的废热蒸汽提供，精对苯二甲酸生产过程产生的废热利用率可达到50％以上。
附图说明
20.图1为本实用新型针对精对苯二甲酸生产过程的资源化回收利用系统示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的
所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.一种针对精对苯二甲酸生产过程的资源化回收利用系统，包括精对苯二甲酸生产装置，所述系统还包括用于实现对精对苯二甲酸生产装置产生废水进行处理的汽提单元、多效蒸发单元和焚烧单元，所述汽提单元、多效蒸发单元和焚烧单元按照处理顺序依次连接，其中，所述精对苯二甲酸生产装置的废水排放口通过管道与汽提单元设置的废水入口连接，所述焚烧单元设置高压蒸汽排放口，该高压蒸汽排放口通过管道精对苯二甲酸生产装置相应蒸汽产生部分连接；所述资源化回收利用系统还包括利用精对苯二甲酸生产中产生的废热形成废热蒸汽的废热回收利用子系统，所述废热回收利用子系统对应精对苯二甲酸生产装置设置用以吸收精对苯二甲酸生产装置运行过程中产生的废热形成的废热蒸汽，所述废热回收利用子系统通过管路分别与汽提单元和多效蒸发单元连接，将废热蒸汽用于汽提单元和多效蒸发单元的运行过程中。资源化回收利用系统充分利用精对苯二甲酸生产装置以及汽提单元、多效蒸发单元和焚烧单元，将精对苯二甲酸生产装置产生的废热蒸汽提供给汽提单元、多效蒸发单元，焚烧单元产生的高压蒸汽还输送至精对苯二甲酸生产装置，实现了资源的有效利用。
23.具体的，废热回收利用子系统对应精对苯二甲酸生产装置设置，用以吸收精对苯二甲酸生产装置运行过程中产生的废热形成废热蒸汽，废热回收利用子系统具有换热器，精对苯二甲酸生产装置在运行过程中产生大量的热蒸汽通过换热器的管程，洁净的水经过换热器的壳程，洁净的水通过与大量的热蒸汽产生换热吸收巨大热能由液态转化为废热蒸汽，废热蒸汽为汽提单元和多效蒸发单元提供热能。
24.焚烧单元后端设有分盐单元，分盐单元用于从焚烧单元焚烧后得到的灰分中分别提取出碳酸钠和溴化钠，所述分盐单元通过管路与精对苯二甲酸生产装置中碳酸钠使用部分连接。提取的碳酸钠回用于精对苯二甲酸生产过程中。具体地，精对苯二甲酸生产中金属钴、锰离子的催化剂需要进行回收，催化剂回收过程中需要碳酸钠，所需碳酸钠可由分盐单元中提取的碳酸钠提供，另外，催化剂回收过程中产生的废水也会进入精对苯二甲酸生产过程的资源化回收利用系统进行废水处理，碳酸钠可循环使用无需外购碳酸钠，节约了成本。具体地，在分盐单元，灰分经打浆后，经过蒸发浓缩，溶解度相对较小的盐首先结晶，经过固液分离、干燥后，得到盐产品。蒸发浓缩的一次母液经过冷冻结晶，得到含有结晶盐的溶液与二次母液，其中溶液回用，二次母液再经过蒸发浓缩，得到含有结晶盐的溶液与三次母液。其中溶液回用，三次母液进行冷冻结晶。得到结晶溶液与四次母液。其中结晶溶液经过固液分离、干燥后，得到另一类盐产品，四次母液返回前序，作为灰分打浆液。
25.焚烧单元设有蒸汽收集装置，所述蒸汽收集装置通过回用管路与精对苯二甲酸生产装置的蒸汽使用部分连接，所述焚烧单元运行过程中产生的高压蒸汽由蒸汽收集装置收集并通过回用管路输送至精对苯二甲酸生产装置中使用。经过多效蒸发单元进行蒸发浓缩后得到的浆液进入焚烧单元进行焚烧，由于废水中有机物含量较高，蒸发浓缩后热值较高，能够满足在焚烧单元的燃烧的要求，焚烧温度大于等于1100℃，焚烧时间大于1秒，焚烧后co浓度不大于90mg/nm3。具体地，焚烧单元包括焚烧炉，经过多效蒸发单元进行蒸发浓缩后得到的浆液进入焚烧炉，经过焚烧炉焚烧处理后，烟气脱硫脱硝达标排放，剩余的灰分及炉渣(主要为金属盐)处理后送入分盐单元。
26.所述汽提单元包括汽提塔，废热回收利用子系统为汽提塔提供废热蒸汽，废热蒸
汽由汽提塔塔底向塔顶流动，废水由汽提塔的塔顶向塔底流动。混合废水进行简单预热后送入汽提塔，汽提塔在常压下运行。汽提单元还包括轻组分收集装置，废水经汽提分离后，沸点低于水(100℃)的轻组分呈有机气状态从塔顶蒸出，进入轻组分收集装置，用以回收利用；轻组分主要包括甲醇、丙醇、乙酸甲酯、醋酸丙酯等醇酯类成分。轻组分收集装置包括但不仅限于存储类容器。
27.进一步地，资源化回收利用系统还包括固液分离单元，所述固液分离单元设于精对苯二甲酸生产装置与汽提单元之间，精对苯二甲酸生产装置的废水排放口通过管道与固液分离单元设置的废水入口连接，固液分离单元设置的废水出口与汽提单元的废水入口连接。精对苯二甲酸生产装置的废水经过加入碱性物质调节至碱性(ph为7～10)后，进行固液分离，含有固体的浆料进行焚烧，滤液进行汽提分离。
28.所述多效蒸发单元包括将废水进行浓缩的多级换热器，多级换热器依次连接，废热回收利用子系统为多级换热器提供与废水进行热交换的废热蒸汽。多效蒸发单元还设有冷凝装置，冷凝装置将多效蒸发单元产生的蒸汽冷凝后将冷凝水输送至精对苯二甲酸生产装置。多效蒸发单元还包括废水生化处理装置，废水生化处理装置用于将冷凝装置冷凝后的冷凝水进行生化处理后输送至精对苯二甲酸生产装置。汽提塔塔底废水进入多效蒸发单元，通过对精对苯二甲酸生产装置内利用废热产生的废热蒸汽对其进行多效蒸发。多效蒸发器的第一级换热器由废热蒸汽和废水换热，一次蒸发温度为85～120℃，压力为0.01～0.2mpa；将废水中的水进行蒸发后留下浓度提高的废水进入下一级换热器，依次下去，将余留废水浓缩比例控制在10～20倍，提浓后的废水浓度则达到20～40％，80％以上的水能得到蒸发。多效蒸发蒸出的水蒸气进入冷凝器，冷凝成液态水，收集后，通过耗氧等生化处理，水质成分完全达到相关工业用水标准要求，送回精对苯二甲酸生产装置循环水系统，实现回收利用。
29.实施例1
30.上述系统的工作流程，结合图1对本实用新型的具体实施方式进行说明。
31.精对苯二甲酸生产装置间歇排放的废水从精对苯二甲酸生产装置的废水排放口通过管道进入固液分离单元设置的废水入口，精对苯二甲酸生产装置间歇排放的废水经过加入氢氧化钠调节至碱性(ph为8)后，在固液分离单元进行固液分离，含有固体的浆料送至后续焚烧单元，滤液与精对苯二甲酸生产装置连续排放的废水混合后通过管道送至汽提单元。
32.滤液与精对苯二甲酸生产装置连续排放的废水从固液分离单元设置的废水出口通过管道进入汽提单元的废水入口。滤液与精对苯二甲酸生产装置连续排放的废水经过预热后送入汽提塔进行汽提分离，滤液与精对苯二甲酸生产装置连续排放的废水从汽提塔的塔顶向塔底流动，此时，废热回收利用子系统为汽提塔提供的废热蒸汽由汽提塔塔底向塔顶流动，沸点低于水的轻组分从塔顶蒸出，进入轻组分收集罐。塔底废水进入多效蒸发单元。
33.多效蒸发单元包括将废水进行浓缩的多级换热器，塔底废水进入多级换热器，第一级换热器由废热回收利用子系统提供的废热蒸汽与废水换热，一次蒸发温度为100℃，压力为0.1mpa；将废水中的水进行蒸发后留下浓度提高的废水进入下一级换热器，依次下去，经过第五级换热器后，将余留废水浓缩比例控制在15倍，提浓后的废水浓度则达到30％，
80％以上的水能得到蒸发。多效蒸发蒸出的水蒸气进入冷凝器，冷凝成液态水，收集后，通过耗氧的生化处理以及cod控制，水质成分完全达到相关工业用水标准要求，送回精对苯二甲酸生产装置的循环水系统，实现回收利用。多效蒸发得到的蒸发浓缩液以及固液分离单元的得到的含有固体的浆料从多效蒸发单元的浆料出口进入焚烧单元。
34.蒸发浓缩液以及含有固体的浆料放入焚烧炉通过天然气进行点燃焚烧，焚烧温度为1100℃，焚烧时间为5秒，焚烧后co浓度为90mg/nm3。焚烧单元运行过程中产生的高压蒸汽由蒸汽收集装置收集，高压蒸汽从蒸汽收集装置的高压蒸汽排放口通过回用管路输送至精对苯二甲酸生产装置中的精制单元对进料浆料加热过程中使用。焚烧过程中产生的烟气经脱硫脱硝达标排放，剩余的灰分(主要为金属盐)送入分盐单元。
35.灰分经打浆后，经过蒸发浓缩，溶解度相对较小的盐首先结晶，经过固液分离、干燥后，得到碳酸钠。蒸发浓缩的一次母液经过冷冻结晶，得到含有结晶盐的溶液与二次母液，其中溶液回用，二次母液再经过蒸发浓缩，得到含有结晶盐的溶液与三次母液。其中溶液回用，三次母液进行冷冻结晶。得到结晶溶液与四次母液。其中结晶溶液经过固液分离、干燥后，得到溴化钠，四次母液返回前序，作为灰分打浆液。提取的碳酸钠通过管路输送至精对苯二甲酸生产的催化剂回收过程中，同时催化剂回收过程中产生的废水通过管路进入汽提单元的废水入口。精对苯二甲酸生产过程产生的废热利用率可达到50％以上。
36.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种针对精对苯二甲酸生产过程的资源化回收利用系统，包括精对苯二甲酸生产装置，其特征在于，所述系统还包括用于实现对精对苯二甲酸生产装置产生废水进行处理的汽提单元、多效蒸发单元和焚烧单元，所述汽提单元、多效蒸发单元和焚烧单元按照处理顺序依次连接，其中，所述精对苯二甲酸生产装置的废水排放口通过管道与汽提单元设置的废水入口连接，所述焚烧单元设置高压蒸汽排放口，该高压蒸汽排放口通过管道精对苯二甲酸生产装置相应蒸汽产生部分连接；所述资源化回收利用系统还包括利用精对苯二甲酸生产中产生的废热形成废热蒸汽的废热回收利用子系统，所述废热回收利用子系统对应精对苯二甲酸生产装置设置用以吸收精对苯二甲酸生产装置运行过程中产生的废热形成废热蒸汽，所述废热回收利用子系统通过管路分别与汽提单元和多效蒸发单元连接，将废热蒸汽用于汽提单元和多效蒸发单元的运行过程中。2.根据权利要求1所述的一种针对精对苯二甲酸生产过程的资源化回收利用系统，其特征在于，所述焚烧单元设有蒸汽收集装置，所述蒸汽收集装置通过回用管路与精对苯二甲酸生产装置的蒸汽使用部分连接，所述焚烧单元运行过程中产生的高压蒸汽由蒸汽收集装置收集并通过回用管路输送至精对苯二甲酸生产装置中使用。3.根据权利要求1所述的一种针对精对苯二甲酸生产过程的资源化回收利用系统，其特征在于，焚烧单元后端设有分盐单元，分盐单元用于从焚烧单元焚烧后得到的灰分中分别提取出碳酸钠和溴化钠，所述分盐单元通过管路与精对苯二甲酸生产装置中碳酸钠使用部分连接。4.根据权利要求1所述的一种针对精对苯二甲酸生产过程的资源化回收利用系统，其特征在于，所述汽提单元包括汽提塔，废热回收利用子系统为汽提塔提供废热蒸汽，废热蒸汽由汽提塔塔底向塔顶流动，废水由汽提塔的塔顶向塔底流动。5.根据权利要求1所述的一种针对精对苯二甲酸生产过程的资源化回收利用系统，其特征在于，所述多效蒸发单元包括将废水进行浓缩的多级换热器，多级换热器依次连接，废热回收利用子系统为多级换热器提供与废水进行热交换的废热蒸汽。6.根据权利要求1所述的一种针对精对苯二甲酸生产过程的资源化回收利用系统，其特征在于，多效蒸发单元还设有冷凝装置，冷凝装置将多效蒸发单元产生的蒸汽冷凝后将冷凝水输送至精对苯二甲酸生产装置。7.根据权利要求6所述的一种针对精对苯二甲酸生产过程的资源化回收利用系统，其特征在于，多效蒸发单元还包括废水生化处理装置，废水生化处理装置用于将冷凝装置冷凝后的冷凝水进行生化处理后输送至精对苯二甲酸生产装置。

技术总结
本实用新型提供一种针对精对苯二甲酸生产过程的资源化回收利用系统，包括精对苯二甲酸生产装置，所述系统还包括汽提单元、多效蒸发单元和焚烧单元，所述汽提单元、多效蒸发单元和焚烧单元按照处理顺序依次连接，所述资源化回收利用系统还包括废热回收利用子系统，所述废热回收利用子系统对应精对苯二甲酸生产装置设置用以吸收精对苯二甲酸生产装置运行过程中产生的废热形成废热蒸汽。本实用新型一方面充分利用了精对苯二甲酸生产过程中产生的废热而得到的废热蒸汽，将废热蒸汽用于汽提单元、多效蒸发单元程，另一方面，焚烧过程中焚烧产生的热量又用于精对苯二甲酸生产装置，做到了资源有效利用，本方法可行性高，运行稳定，操作方便。操作方便。操作方便。


技术研发人员：林文才 卜庆骅 刘洪杰
受保护的技术使用者：上海巨群化工有限公司
技术研发日：2023.05.12
技术公布日：2023/8/26