[发明专利]一种精对苯二甲酸生产废水的回收利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工传质和分离技术领域，尤其涉及了一种精对苯二甲酸生产废水的回收利用方法。

背景技术

精对苯二甲酸(PTA)是一种重要聚酯(PET)生产原料，主要采用对二甲苯(PX)空气液相催化氧化法生产。首先由PX氧化生产的粗对苯二甲酸(CTA)产品，CTA在250～300℃下溶解于水中，经钯碳(Pd/C)催化加氢精制、多级结晶、固液分离等过程，获得精对苯二甲酸(PTA)产品。由于在PTA精制过程中采用水为溶剂，会产生大量含有芳香羧酸的废水，废水处理一直是一个PTA工艺过程亟需解决的难题。

目前，活性污泥生化法是PTA精制废水处理的主要方法，利用活性污泥中各种微生物的新陈代谢作用除去废水中的芳香羧酸污染物，目前工业实施的主要是厌氧/好氧两段活性污泥法。由于芳香羧酸的可生化代谢性能较差，活性污泥法的处理效率较低。因此，目前的PTA废水处理单元不可避免的存在处理效率低、占地面积大、能耗高、剩余污泥产量大等缺点。

迄今为止，也有专利报道了大量的改进生化法。CN200410091131提出了一种采用多孔柔性载体构建的厌氧/好氧活性污泥共存的生物反应器，可有效减少污水处理单元占地面积；CN200810020993提出了一种二级膜反应器生化处理PTA废水的方法；CN200610097902、CN200610041561和CN200810243708等也提出了多种采用化学氧化强化的PTA废水生化处理法，这些方法虽然提高了废水处理的效率，但要消耗大量的双氧水、氯酸钠等化学品，且添加的化学品会对水产生二次污染。

采用液—液萃取法处理PTA精制废水也是一个相当不错的选择，三井化学公司在专利CN200610001441中提出了一种采用对二甲苯(PX)萃取法来回收PTA精制废水中芳香有机羧酸。通过普通的倾析器的静置分层，乳化的PX不能完全由水相分离，因而水中会有一定量的PX残余，含有PX的水如果返回用作加氢精制水，不但会影响加氢反应从而影响PTA的产品质量，同时还会增加PX原料消耗。因此，在萃取过程中，由于液—液两相分离的不完全水中不可避免地引入萃取剂污染，也会影响水的回收利用。

近年来，膜分离技术发展迅速，已有相关膜分离技术应用于PTA精制废水处理的专利。CN00105478提出了一种采用微滤膜和树脂吸附结合的PTA精制废水处理方法，该方法可有效回收废水中的芳香羧酸组分；CN200410086297提出了一种采用超滤、反渗透和离子交换结合的废水处理方法，该方法可有效实现废水的70％回用，减少了废水排放；CN200810242729和CN200810103270等也提出了相似的膜分离处理PTA精制废水方法。由于PTA精制废水中的对甲基苯甲酸、对苯二甲酸等芳香羧酸化合物一般处于饱和状态，在膜分离过程中，为了防止膜界面芳香羧酸的浓差极化导致的芳香羧酸结垢，PTA精制废水在进入膜组件之前，通过添加碱(如氢氧化钠或碳酸钠)来防止芳香羧酸在膜组件上的结垢。由于有钠离子的加入使水的回收利用带来新的污染物，需要增加相关的换热、清洗和离子交换系统。因此，现有的PTA精制废水的膜分离处理系统较复杂，投资和运行成本也非常高。

综上所述，以上方法均存在一定的局限性。生化法处理效率低，占地面积大，浪费了大量的水资源；膜分离法虽然可循环利用水，但投资和运行成本过高经济效益低。因此，有必要改进现有PTA精制废水处理方法，开发出一种更为高效、廉价、简单的PTA精制废水回收利用方法。

发明内容

本发明针对现有技术中处理效率低，占地面积大，浪费大量的水资源，投资和运行成本过高，经济效益低的缺点，提供了一种可循环利用水，处理高效、成本廉价、操作简单的精对苯二甲酸生产废水的回收利用方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种精对苯二甲酸生产废水的回收利用方法，包括下列步骤：

步骤a：通过微滤去除精对苯二甲酸生产废水中的固体有机芳香羧酸，滤出的固体芳香羧酸返回氧化单元；

步骤b：精对苯二甲酸生产废水和对二甲苯由泵输送到膜萃取单元，水相和油相分别通过膜组件中多孔有机膜两侧，保持含有芳香羧酸的废水相压力略高于对二甲苯萃取相，废水和对二甲苯两相在膜组件内接触、传质，萃取废水中的大部分芳香羧酸并由对二甲苯萃取剂带出；

步骤c：将膜萃取后富集有芳香羧酸的对二甲苯萃取相输送到氧化单元，用作氧化反应的对二甲苯原料；

步骤d：经过膜萃取后的水相经过树脂吸附回收金属离子后返回精制单元用作精制原料水；