汽油碱洗精制废碱液中酚的回收与萃余液的生物处理

【摘要】：石油炼制过程中，为获得精制产品，常使用氢氧化钠等碱溶液对产出的液化气、汽油进行洗涤，从而产生大量的废碱液。由于废碱液成分复杂，含有高浓度的酚类、硫化物、油类等物质，难以有效处理。从循环经济的角度考虑，若先将部分具有经济价值的组分通过适当的手段进行富集分离，不仅可以降低废碱液中污染物浓度，便于后续无害化处理，还能获得可观的经济效益。本项目以催化裂解汽油碱洗精制废碱液为研究对象，重点研究废碱液中酚类物质的高效提取技术及提取后废碱液的生物处理，为废碱液处理技术的改进和应用提供理论和实验依据。本文以磷酸三丁酯为络合剂,环己烷为稀释剂,采用络合萃取法对废碱液中的苯酚进行富集分离。实验考察了TBP浓度、pH值、萃取时间和温度对萃取率的影响,获得了萃取的最佳实验条件。利用层流恒界面槽,考察了两相接触面积、搅拌速率、初始苯酚浓度、硫酸盐浓度、温度对萃取率的影响,并在此基础上探讨了萃取过程的控制因素。实验还在萃取剂循环使用的基础上,对萃取剂的反萃取进行了相应的研究。当废碱液中苯酚浓度为12~14g/L,萃取剂中磷酸三丁酯的体积分数为1/4~3/10,pH值在3~8范围内,温度为20~30℃时,酚类化合物的萃取率可达98%以上。在温度为50℃、NaOH溶液与反萃液比为1∶1的条件下，用10%NaOH溶液对萃取相进行分析再生，酚类化合物的分析率可达90%左右。萃取过程中萃取剂的损失率小于0.1%，磷酸三丁酯使用10次时萃取率仍可达97%以上。研究了磷酸三丁酯萃取废碱液中酚类物质的相应动力学，确定萃取过程属扩散控制，得到相应的动力学方程为：R=kf1[AroH(w)]·[TBP(o)]-kb[ArOH(o)]。萃取反应为一级可逆放热反应。采用SBR反应器对萃取后的废碱液进行生化处理，得到了最佳实验条件。在温度为27±2℃、pH值控制在7.0～8.5之间、DO为2～4mg/L的条件下，以苯酚和废碱液为碳源，成功驯化活性污泥，污泥对有机物有稳定的降解效果，当进水COD浓度为500m/gL时，出水COD浓度在120mg/L左右，COD去除率超过76%，整个系统运行良好。SBR反应器生化系统具有一定的耐盐性，当含盐量为60g/L时，出水COD维持在160mg/L，COD去除率保持在65%以上。