[发明专利]一种费托合成废水处理方法

说明书

本发明公开一种费托合成废水处理方法，费托合成废水进入反应器，在费托合成废水处理反应条件下与含金属催化剂接触发生反应，反应流出物进入分离器进行气液分离，所得气体物流进入气体提纯单元，得到氢气，所得液体物流直接排出，或者部分液体物流作为循环物料返回反应器，剩余部分排放，本发明提供的方法，反应条件温和、过程简单、污染小、消耗少，得到的氢气、水等产品都可以回用，经济性高。

技术领域

本发明涉及一种废水的处理方法，更具体地说，是一种采用含金属催化剂处理费托合成废水的方法。

背景技术

将一氧化碳和氢气经过催化作用转化为脂肪烃类的方法是1923年由德国科学家Frans Fischer和Hans Tropsch发现的，因此该反应被命名为 Fischer-Tropsch合成(费托合成)反应。通过该反应可以大规模地将煤炭、天然气、生物质等含碳资源转换为洁净燃料和其它高附加值化学品，开辟了一条非石油燃料的技术路线。由于费托合成的反应特点，在得到烃类的同时会产生大量的合成废水。每生产1吨油品将产生约1.3吨的废水，水中含有大约5％～10％左右的含氧有机化合物，这其中包括C1～C10的醇类、酸类、醛类和酮类等。费托合成废水的pH值低(pH＝3.0)、腐蚀性强、废水处理难度大、属于难降解有机废水的范畴。

如采用生化法处理费托合成废水，曝气池所需要设计的容积负荷较高，占地面积、投入成本、运行费用均比较大。如采用加入碱中和费托合成废水的酸性，然后再进行精馏其中的醇类、醛类、酮类进行提取回收，这种方法不仅带入大量的盐分和结垢盐离子，从而导致最终的净化水回用较为困难，而且蒸馏分离能耗巨大，精馏提取后的剩余废水仍旧难以生化处理。中国专利CN105923889A提出了一种费托合成废水的处理方法，采用微电解过程对废水进行pH值调节，然后采用厌氧降解过程对有机物进行降解，该方法有利于减少结垢离子的带入，微电解过程与厌氧降解过程耦合处理费托合成废水有利于降低费托合成废水处理装置的占地面积，并降低处理成本。中国专利CN103011373B提出了一种费托废水利用的方法，采用含氨废水中和费托废水的酸性，然后用于制备水煤浆，实现两种废水的回用。中国专利CN105819603A提出了一种先采用电渗析从费托废水中分离乙酸再进行渗透汽化分离醇类的方法，可以得到比精馏更好的分离效果和较低的成本。中国专利CN104150670B提出了一种采用脱醇系统和萃取系统的费托废水处理方法，采用脱醇塔将费托废水中的醇类脱除，然后利用萃取系统萃取脱醇水中的有机酸，提高了费托废水有机物的回收利用率。

发明内容

本发明的目的是提供一种费托合成废水的处理方法。该方法反应条件温和、工艺过程简单，不仅能够降低现有技术中费托合成废水处理过程的能耗和工艺成本，还可以提供氢气。

本发明所提供的费托合成废水处理方法，其特征在于，费托合成废水进入反应器，在费托合成废水处理反应条件下与含金属催化剂接触发生反应，反应流出物进入分离器进行气液分离，所得气体物流进入气体提纯单元，得到氢气，所得液体物流排出，或者部分液体物流作为循环物料返回反应器，剩余部分排放。

所述的费托合成废水处理反应条件为：反应压力1～8MPa，优选， 2MPa～6MPa，反应温度150℃～350℃，优选，180℃～280℃，费托合成废水原料的进料液时空速0.1h^-1～15h^-1，优选0.5h^-1～8h^-1，循环物料与费托合成废水原料体积比例为0～10，优选，0～6。

所述的费托合成废水来源于费托合成反应产生的水，可以是任何费托合成催化剂或者费托合成工艺过程，例如钴基费托合成催化剂、铁基费托合成催化剂、钌基费托合成催化剂等，固定床费托合成、浆态床费托合成、微通道费托合成、流化床费托合成等。所述费托合成废水中含有C1～C10 的醇类、酸类、醛类和酮类有机物，所述费托合成废水中含氧有机物总质量分数为1％～50％。本发明采用多相催化过程，将费托合成废水中的醇类、酸类、醛类和酮类等小分子有机物转化为可以再利用的氢气。