蛋氨酸生產(chǎn)廢水的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工工藝系統(tǒng)和方法，具體涉及工業(yè)廢水的處理方法和處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]蛋氨酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位之一，其應(yīng)用廣泛，可以作為醫(yī)藥、營養(yǎng)品、食品添加劑、飼料添加劑等。
[0003]每生產(chǎn)一噸蛋氨酸會產(chǎn)生約0.5噸的廢水，其中含有有機酸(例如丙烯酸、乙酸、馬來酸)、醛(例如丙烯醛、甲醛)和烯丙醇、對苯二酚等有機物。有機物總含量可以達(dá)到5-20%左右。
[0004]這種工業(yè)廢水無法用微生物法處理，因為其化學(xué)需氧量過高，或者有機物的濃度過高?，F(xiàn)有的處理方法是將廢水焚燒，即，通過高壓噴頭將廢水噴入燃燒區(qū)，燒掉廢水中的有機物。由于廢水中主要成分是水，徹底燒掉有機物也會汽化其中的水，會消耗大量的天然氣，在能源緊張的中國，急需要一種較低能耗的方法來處理蛋氨酸生產(chǎn)廢水。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出一種新的處理蛋氨酸生產(chǎn)廢水的方法，以解決現(xiàn)有方法能耗高、物質(zhì)利用率低的問題。
[0006]本發(fā)明的蛋氨酸生產(chǎn)廢水的處理方法包括下述步驟:1)用萃取劑萃取所述廢水，分離后得到第一有機相和第一水相；2)精餾所述第一有機相，從提餾段側(cè)線采出丙烯酸、從塔底得到重組分，從塔頂?shù)玫胶休p組分的萃取劑；3)用脫輕組分塔處理所述含有輕組分的萃取劑，分離得到所述輕組分和萃取劑；4)去除所述第一水相的甲醛；5)將所述第一水相生化處理。
[0007]在一種【具體實施方式】中，步驟2)分離得到的所述輕組分和/或重組分被焚燒。另一種方法是將重組分酯化后再進(jìn)行分離。
[0008]優(yōu)選地，在進(jìn)行步驟4)之前，先汽提所述第一水相，從中回收萃取劑。
[0009]在一種【具體實施方式】中，步驟4)是通過加入堿并加熱對甲醛進(jìn)行糖化處理。
[0010]在另一種【具體實施方式】中，其中，步驟4)中使用甲醛糖化法去除甲醛，并且所述糖化是在汽提塔中進(jìn)行。
[0011]在一種【具體實施方式】中，在進(jìn)行步驟3)之前，先用堿溶液除去所述含有輕組分的萃取劑中的有機酸。
[0012]通過本發(fā)明的方法，可以從蛋氨酸生產(chǎn)廢水中回收50-80%的有機物，提高了物質(zhì)利用率，只需將分離出來的少量有機廢料焚燒，含少量雜質(zhì)的廢水可以通過生化手段進(jìn)行處理，整套方法可以將能源消耗降低60%以上。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明一個典型實施例的廢水處理方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0014]下面分步驟對本發(fā)明一個具體實施例的操作進(jìn)行說明，本領(lǐng)域人員可以根據(jù)公知常識或者常用手段對一些技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行變化而不偏離本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求書的限定及其等同替換來決定。
[0015]莖取
[0016]該步驟是將廢水與其中的有機物分離的根本步驟。通過萃取，不僅回收大部分丙烯酸，也將大部分其它有機物從水中帶出，減輕后續(xù)水處理的作業(yè)負(fù)擔(dān)。作為優(yōu)選方式，用于本發(fā)明的萃取劑可以從甲基異丁基酮(MIBK)、二異丁基酮，乙酸乙酯、醋酸異丙酯、醋酸異丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、二甲苯、甲苯、庚烷、甲基環(huán)己烷和異丁醚中選擇。其中，最優(yōu)選使用MIBK，使用該萃取劑，留在水相中的萃取劑最少。
[0017]萃取是在萃取塔中進(jìn)彳丁。萃取條件可以是:萃取劑與廢水重量比1:3_10:1 ;萃取溫度:10-60°C ;攪拌時間:15-150分鐘；靜置時間:15-150min ;萃取的次數(shù):1_5次。優(yōu)選的條件是萃取劑與廢水重量比1:2-3，在10-30°C溫度下進(jìn)行，每次攪拌15-20min再靜置15-30min，優(yōu)選重復(fù)操作3_5次。
[0018]采用上述優(yōu)選萃取條件和MIBK，經(jīng)過萃取，甲醛全部留在水相(第一水相)，有機相(第一有機相)中幾乎沒有，有機酸在水相和有機相中都有分配。
[0019]精餾
[0020]用精餾塔精餾第一有機相，第一有機相中主要是萃取劑，另外含有丙烯酸、乙酸、丙烯醛、烯丙醇和馬來酸等。通過精餾，丙烯酸的大部分從提餾段側(cè)線采出，馬來酸從塔底采出，輕組分從塔頂分出，輕餾分中包含萃取劑、丙烯酸、烯丙醇、乙酸等。在使用MIBK溶劑的情況下，第一有機相中少量的水與萃取劑共沸，被一并蒸出。
[0021]該步驟中分離出的丙烯酸純度達(dá)到98.0%以上，可以作為工業(yè)原料直接使用。塔底采出的重組分主要成分是馬來酸，可能還含有其他有機酸，例如少量丙烯酸，這些酸的分離較為困難，可以送去焚燒，產(chǎn)出蒸汽可作為熱源利用。一種更優(yōu)選的方法，將這些有機酸作為工業(yè)原料出售。該重組分雖然是混合物，但是成分固定且比較單一，僅僅由少數(shù)含量穩(wěn)定的有機酸組成，具有一定的工業(yè)用途。一種利用方式是，將他們與同一種物質(zhì)反應(yīng)，制成不同的產(chǎn)物，這些產(chǎn)物通常比有機酸同系物容易分離。典型的例子是酯化反應(yīng)，使有機酸混合物在某一酯化條件下與一種醇反應(yīng)，生成的酯較容易分離，且皆有工業(yè)應(yīng)用性。
[0022]在另一種優(yōu)選的實施方式中，選用MIBK為萃取劑，并且在步驟2)的精餾中向塔釜加入適量的水，使水與MIBK萃取劑形成共沸物從塔頂蒸出，其中不含乙酸，這是選取MIBK作為萃取劑的特別優(yōu)勢。在這種實施方式中，根據(jù)萃取劑的量引入相應(yīng)量的水，并控制好塔溫，可以將大多數(shù)的萃取劑以共沸物從塔頂蒸出。少部分萃取劑夾帶著乙酸從塔上部的側(cè)線分出。這樣，第一有機相在精餾步驟中被分成四部分，即從塔頂蒸出的萃取劑-水共沸物、從塔上部側(cè)線分出的萃取劑-乙酸混合物和分別從中間側(cè)線和塔底分出的丙烯酸與重組分。采用這種實施方式，可以大大減輕加堿除乙酸的作業(yè)負(fù)荷，而且，上部側(cè)線的餾出物成分單一，只含有乙酸和萃取劑，用少量體積的堿水溶液即可以除去乙酸，所得到的乙酸鈉水溶液可以通過濃縮制得可以工業(yè)應(yīng)用的乙酸鈉，不必作為廢水被丟棄。
[0023]輕組分處理
[0024]該步驟的目的是從來自精餾塔塔頂?shù)妮p組分中回收萃取劑，通常是在一個脫輕組分塔中進(jìn)行。從該塔的塔頂分出沸點或者密度小于萃取劑的輕組分后，剩下的基本為萃取劑，萃取劑被循環(huán)使用。該步驟中脫出的輕組分被焚燒，產(chǎn)出的蒸汽作為熱源。
[0025]在上述輕組分含有乙酸的情況下，乙酸的沸點與萃取劑接近，難以與萃取劑分離，優(yōu)選將其從萃取劑中除去，否則，在萃取過程中會富集在萃取劑中，腐蝕設(shè)備。一種具體的做法是，在送入脫輕組分塔精餾之前加入適量的水，使乙酸進(jìn)入水相中，分出的水相(第二水相)可以與第一水相合并，進(jìn)入后續(xù)處理。另一種優(yōu)選的做法的是，向輕組分中加入堿的水溶液，優(yōu)選使用氫氧化鈉，中和掉其中的酸，有機酸轉(zhuǎn)變成鈉