TWI642628B - 水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之方法及裝置 - Google Patents

Abstract

一種水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之方法及裝置，該方法包含：提供含有苯、甲苯及二甲苯之一待處理水；將該待處理水通入一熱整合元件的一受熱管路，以對該待處理水進行預熱，以減少能耗；將預熱後之該待處理水通入一蒸餾組件，並升高該待處理水之溫度，達到苯、甲苯及二甲苯之沸點，或達到水與苯、水與甲苯、或水與二甲苯之共沸點，以去除該待處理水中的部分苯、甲苯及二甲苯，進而在蒸餾組件獲得一塔底液及一塔頂液；使該塔底液通過該熱整合元件的一放熱管路，以預熱剛通入該熱整合元件之該待處理水；以及對該塔頂液所含之高濃度苯、甲苯及二甲苯進行回收使用或再純化處理。

Description

水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之方法及裝置

本發明係關於水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之方法及裝置，特別是關於一種藉由結合熱整合元件與蒸餾組件，以做為水中苯、甲苯及二甲苯混合物減量及回收之方法及裝置。

在石油煉油和石化工業中，芳香烴是生產石油化工產品重要的基礎原料之一，其中苯、甲苯及二甲苯(三者合稱為BTX)為非常重要的石油化工原料，主要用於生產製造塑膠、人工樹脂、尼龍及其他人造纖維，也用來製造橡膠、潤滑油、染劑、洗滌劑、藥物，以及殺蟲劑等。根據研究顯示，若飲水中含有苯，則會造成嘔吐、胃不適、暈眩、嗜睡、痙攣、心跳加速。且苯會危害骨髓、使紅血球的數目降低而導致貧血，也會造成出血不止、影響免疫系統。國際癌症研究機構(IARC)及美國國家環境保護局(EPA)已確定苯是人類致癌物質。而甲苯因很多性质與苯類似，常常被當做苯的替代物，例如作為有機溶劑使用，甲苯還是一種常用的化工原料，可用於製造塗料、油漆稀釋劑、指甲油、油漆、黏著劑、橡膠、炸藥、農藥、苯甲酸、染料、合成樹脂及滌綸等。雖然目前研究甲苯不會導致癌症，但會導致疲憊、虛弱、醉酒狀態、記憶力降低、嘔吐、食慾降 低和聽覺及顏色辨識度減少，且會導致小孩出生缺陷、心智能力延緩及成長遲緩。二甲苯常作為溶劑、油漆稀釋劑和油漆與亮光漆，也被用於印刷、塑膠和皮革等工業。二甲苯會少量累積在魚類、貝類、植物和其他生活在受二甲苯汙染的水中生物體內。而隨著氣候的變遷，造成可利用的水資源大幅下降，因此各國政府會越加重視水環境問題，加強廢水處理及回收再利用技術。目前現有水中苯、甲苯及二甲苯的處理方法主要為使用微生物處理方法，例如活性污泥法、連續式(CSTR)活性污泥法或厭氧消化法等，但生物處理法往往受限於水中苯、甲苯及二甲苯的濃度。但當水中苯、甲苯及二甲苯的濃度太高時，會造成有機負荷率太高而使得處理效率降低，更嚴重者會造成整個處理系統癱瘓。

舉例來說，中華民國公告第I405724號發明專利揭示一種廢水處理方法，其中下列步驟：以一蒸餾處理程序處理一廢水以形成一蒸出液；以及於該蒸出液流至一收集槽之過程中，添加一反應物，使該反應物利用該蒸出液之餘溫與該蒸出液進行反應以形成一處理液。

然而，上述現有之廢水處理在實際使用上仍具有下述問題，例如：蒸出液的熱能未充分利用，未做不同管路流體間的熱整合。蒸出液溫度難以有效蒸餾分離水中的苯、甲苯及二甲苯。以及需要額外添加過氧化物(如硫酸鈉)，在缺乏催化劑的狀況下，難以分解帶有苯環的苯、甲苯及二甲苯。再者，無法回收具經濟價值的苯、甲苯及二甲苯。

另外，Farhadian等人提出的通過生物淋洗過程從污染水中去除BTX(應用生物化學及生物科技期刊，2008，第151卷，第2期，第295-306頁)，利用空氣噴射可以在1小時的過程中將芳香烴化合物從140,000微克/升 降低到約5微克/升，放氣率為0.33VVM。並使用顆粒活性炭(GAC)吸附BTX，再通過生物淋洗(Bioleach)過程再生GAC。顯示GAC對二甲苯、甲苯和苯吸附最大值分別達到350、250和150毫克/克GAC。

然而，上述的處理方法活性碳不易再生，僅適用於濃度較低的苯、甲苯及二甲苯。水中苯、甲苯及二甲苯濃度高時，此方法不符合經濟效益。

故，有必要提供一種水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之方法及裝置，以解決習用技術所存在的問題。

本發明之主要目的在於提供一種水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之方法及裝置，其係利用熱整合與蒸餾技術，以便對待處理水進行預熱，進而有效回收水中苯、甲苯及二甲苯，並減少能源耗用。

本發明之次要目的在於提供一種水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之方法及裝置，其係利用經處理後之塔底液通過熱整合元件以預熱剛通入該熱整合元件之該待處理水，以便降低能源使用，進而降低處理成本。

為達上述之目的，本發明提供一種水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之方法，其包含步驟：(A)提供含有苯、甲苯及二甲苯之一待處理水；(B)將該待處理水通入一熱整合元件的一受熱管路，以對該待處理水進行預熱；(C)將預熱後之該待處理水通入一蒸餾組件，另以熱源升高該蒸餾組件中該待處理水之溫度，達到苯、甲苯及二甲苯之沸點，或達到水與苯、水與甲苯、或水與二甲苯之共沸點，以去除該待處理水中的部分苯、甲苯 及二甲苯，進而獲得一塔底液及一塔頂液，其中該塔頂液包含之苯、甲苯及二甲苯的濃度相對高於該待處理水，該塔底液之苯、甲苯及二甲苯的濃度則低於該待處理水；(D)使該塔底液通過該熱整合元件的一放熱管路，以預熱剛通入該熱整合元件之該待處理水；以及(E)應用另一蒸餾組件對該塔頂液所含之高濃度苯、甲苯及二甲苯進行回收使用或再純化處理。

在本發明之一實施例中，該步驟(D)，用於預熱該待處理水的塔底液溫度至少高於該待處理水10℃以上。

在本發明之一實施例中，該步驟(D)預熱後的該待處理水管路溫度小於98℃。

在本發明之一實施例中，該步驟(C)之該蒸餾組件為一蒸餾塔，其蒸餾溫度大於或等於85℃。

在本發明之一實施例中，該步驟(C)之該塔底液中的苯、甲苯及二甲苯之總含量相對於待處理水降低達90%，該塔底液的苯、甲苯及二甲苯之總濃度小於415毫克/升。

在本發明之一實施例中，一種水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之裝置，其包含：一熱整合元件，將含有苯、甲苯及二甲苯之一待處理水通入該熱整合元件的一受熱管路，以對該待處理水進行預熱；一蒸餾組件，將預熱後之該待處理水通入該蒸餾組件，可另加入熱源升高該蒸餾組件中該待處理水之溫度，達到苯、甲苯及二甲苯之沸點，或達到水與苯、水與甲苯、或水與二甲苯之共沸點，以去除該待處理水中的部分苯、甲苯及二甲苯，進而獲得一塔底液及一塔頂液，其中該塔頂液包含之苯、甲苯及二甲苯的濃度相對高於該待處理水，該塔底液之苯、甲苯及二甲苯的濃 度則低於該待處理水；一放熱管路，使該塔底液通入該熱整合元件，以預熱剛通入該熱整合元件之該待處理水；以及一儲槽單元，使該塔頂液通過該回收單元，以對該塔頂液所含之較高濃度的苯、甲苯及二甲苯進行回收使用或再純化處理。

在本發明之一實施例中，該熱整合元件為一熱交換器，用於預熱該待處理水的塔底液溫度至少高該待處理水10℃以上。

在本發明之一實施例中，其中預熱後的該待處理水溫度小於98℃。

在本發明之一實施例中，該蒸餾組件為一蒸餾塔，該蒸餾塔具有一個或數個塔板，其中該塔板之一頂板之溫度大於或等於85℃。

在本發明之一實施例中，該蒸餾組件處理後之該塔底液中苯、甲苯及二甲苯之總含量相對於待處理水降低達90%，該塔底液的苯、甲苯及二甲苯之總濃度小於或等於415毫克/升。

11~15‧‧‧步驟

201‧‧‧待處理水

21‧‧‧熱整合元件

211‧‧‧受熱管路

212‧‧‧放熱管路

213‧‧‧預熱後之待處理水

22‧‧‧蒸餾組件

221‧‧‧塔底液

222‧‧‧收集管

223‧‧‧塔頂液

23‧‧‧下游處理單元

231‧‧‧塔底液

24‧‧‧熱源

25‧‧‧儲槽單元

26‧‧‧降溫單元

第1圖：本發明第一實施例之水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之方法流程方塊圖。

第2圖：本發明第一實施例之水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之裝置的示意圖。

為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。 再者，本發明所提到的方向用語，例如上、下、頂、底、前、後、左、右、內、外、側面、周圍、中央、水平、橫向、垂直、縱向、軸向、徑向、最上層或最下層等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。

請參照第1圖所示，本發明第一實施例係以商業化工程模擬軟體AspenPlus進行，水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之方法主要包含下列步驟：提供含有苯、甲苯及二甲苯之一待處理水；將該待處理水通入一熱整合元件的一受熱管路，以對該待處理水進行預熱；將預熱後之該待處理水通入一蒸餾組件，另以熱源升高該蒸餾組件中該待處理水之溫度，達到苯、甲苯及二甲苯之沸點，或達到水與苯、水與甲苯、或水與二甲苯之共沸點，以去除該待處理水中的部分苯、甲苯及二甲苯，進而獲得一塔底液及一塔頂液，其中該塔頂液包含之苯、甲苯及二甲苯的濃度相對高於該待處理水，該塔底液之苯、甲苯及二甲苯的濃度則低於該待處理水；使該塔底液通過該熱整合元件的一放熱管路，以預熱剛通入該熱整合元件之該待處理水；以及應用另一蒸餾組件對該塔頂液所含之高濃度苯、甲苯及二甲苯進行回收使用或再純化處理。

本發明將於下文利用第1至2圖逐一詳細說明第一實施例之上述各步驟的實施細節及其原理。

請參照第1圖之步驟11所示，本發明第一實施例之水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之方法首先係：提供含有苯、甲苯及二甲苯之一待處理水。在本實施例中，該待處理水中苯含量為3.72克/升、甲苯含量為0.18克/升及二甲苯含量為0.25克/升，其他沸點較高的重質有機成分合計不 超過0.3克/升。該待處理水進流流量為2.65立方公尺/小時，水溫為40℃。該待處理水可以為一工業製程水。該工業製程水可以為石油裂解廠、鋼鐵煉焦下游現場或石化工業之製程處理水。部分此類製程處理水中含有較高濃度的苯、甲苯及二甲苯，遠超過微生物的苯、甲苯及二甲苯濃度的忍受上限，必須要經過苯、甲苯及二甲苯減量前處理，才能送往廢水處理的微生物系統。

接著，請參照第1圖之步驟12所示，本發明第一實施例之水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之方法接著係：將該待處理水通入一熱整合元件的一受熱管路，以對該待處理水進行預熱。在本步驟中，該熱整合元件可整合生產製程之熱能以對該待處理水進行預熱。也可整合本發明苯、甲苯及二甲苯回收之方法程序中所產生之熱量，對該待處理水進行預熱。在本實施例中，將該待處理水進行預熱至71.6℃。

再者，請參照第1圖之步驟13所示，本發明第一實施例之水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之方法接著係：將預熱後之該待處理水通入一蒸餾組件，另以熱源升高該蒸餾組件中該待處理水之溫度，達到苯、甲苯及二甲苯之沸點，或達到水與苯、水與甲苯、或水與二甲苯之共沸點，以去除該待處理水中的部分苯、甲苯及二甲苯，進而獲得一塔底液及一塔頂液，其中該塔頂液包含之苯、甲苯及二甲苯的濃度相對高於該待處理水，該塔底液之苯、甲苯及二甲苯的濃度則低於該待處理水。在本步驟中，該蒸餾組件可以為一蒸餾塔，該蒸餾塔使用一中壓蒸汽條件：200℃，15公斤/平方公分計示壓力，該蒸餾塔具有一個或數個塔板，其中該塔板之一頂板之溫度大於或等於85℃。在本實施例中，該蒸餾塔為單層塔板，該塔板蒸 餾溫度大於或等於85℃，否則蒸餾速率會很慢將難以有效蒸餾分離製程水中的苯、甲苯及二甲苯，在蒸餾後，較高濃度之苯、甲苯及二甲苯往塔頂集中並被分離出成為該塔頂液，該塔頂液之苯、甲苯及二甲苯的濃度相對高於該塔底液，例如，該塔頂液之BTX濃度可高於50wt%，甚至高於90wt%，會隨著不同蒸餾條件而變動。在本實施例中，經過該蒸餾塔處理過後之其餘廢水往塔底集中並分離成為該塔底液，該塔底液中的苯、甲苯及二甲苯之總含量相對於待處理水可降低達90%，該塔底液的苯、甲苯及二甲苯之總濃度可小於415毫克/升(換算成理論化學需氧量約為1245毫克/公升)。如此，可送到下游廢水處理系統，而不會因廢水進料中的苯、甲苯及二甲苯之含量過高而抑制微生物之生長。

請參照第1圖之步驟14所示，本發明第一實施例之水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之方法接著係：使該塔底液通過該熱整合元件的一放熱管路，以預熱剛通入該熱整合元件之該待處理水。在本步驟中，該塔底液經由管路導回至該熱整合元件的該放熱管路，以預熱剛通入該熱整合元件之該待處理水。在本實施例中，將剛通入該熱整合元件之該待處理水預熱至71.6℃。用於預熱該待處理水的塔底液溫度至少高於該待處理水10℃以上，否則熱交換元件無法發揮效能。由模擬結果可知，未經過熱整合的處理方式需使用的蒸汽量高，耗費之能源高且產生之廢水量也較多，造成後續處理成本增加。預熱後的該待處理水管路溫度小於98℃，否則會造成管路之壓力過大，需要使用高價位之特殊壓力管，造成設置成本較高，經濟效益較差。

接著，本發明可選擇性地實施一步驟：將通過該熱整合元件 後之該塔底液通入一第二處理單元，以去除該塔底液中剩餘之苯、甲苯及二甲苯。在本步驟中，該第二處理單元為一生物處理單元，例如為一活性污泥床、一連續式(CSTR)活性污泥床或厭氧消化槽等。該第二處理單元更可為多個生物處理單元串聯使用，以降低最終排放之廢水之苯、甲苯及二甲苯含量。

接著，請參照第1圖之步驟15所示，本發明第一實施例之水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之方法最後係：應用另一蒸餾組件對該塔頂液所含之高濃度苯、甲苯及二甲苯進行回收使用或再純化處理。該塔頂液可以通入一降溫組件冷凝後，直接送至上游製程回收使用，或是再純化成為輕油化學品。本發明為熱整合低溫工業製程水進料與高溫排放液，可同時降低製程所需的蒸汽的耗用量(或電量)與廢水增加量，有效降低節省能源耗用量與廢水處理成本。

下表1為上述相同條件下，使用熱整合及未使用熱整合之操作結果比較。根據下表所示，未經過熱整合之處理結果，雖然可以將水之苯、甲苯及二甲苯含量降至408ppm，但未熱整合的操作相對的蒸汽用量及廢水增加比例為經熱整合的操作的約兩倍。因此經過熱整合的處理方式可提升水中苯、甲苯及二甲苯(即塔頂液)的回收效率，並降低蒸汽用量，減少耗能。並能夠降低廢水(即塔底液)的產生量，進而降低後續之處理成本。

請參照第2圖所示，本發明第一實施例之一種水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之裝置，其包含：一熱整合元件21，將含有苯、甲苯及二甲苯之一待處理水201通入該熱整合元件21的一受熱管路211，以對該待處理水201進行預熱；一蒸餾組件22，將預熱後之該待處理水213通入該蒸餾組件22，並以蒸汽或電熱升高該蒸餾組件22中預熱後之該待處理水213之溫度，達到苯、甲苯及二甲苯之沸點，或達到水與苯、水與甲苯、或水與二甲苯之共沸點，以去除該待處理水201中的部分苯、甲苯及二甲苯，進而獲得一塔底液221及一塔頂液223，其中該塔頂液223包含之苯、甲苯及二甲苯的濃度相對高於待處理水201，該塔底液221之苯、甲苯及二甲苯的濃度則低於該待處理水201；一放熱管路212，使該塔底液221通入該熱整合元件21，以預熱剛通入該熱整合元件21之該待處理水201；另一蒸餾組件，對該塔頂液所含之高濃度苯、甲苯及二甲苯進行回收使用或再純化處理。於本實施例中一降溫單元26，使該塔頂液223通過該降溫單元26，以對該塔頂液所含之較高濃度的苯、甲苯及二甲苯進行回收使用或再純化處理。一儲槽單元25，使該塔頂液223進入該儲槽單元25，以利於後續對該塔頂液所含之較高濃度的苯、甲苯及二甲苯進行回收使用或再純化處理。

在本實施例中，將含有苯、甲苯及二甲苯之一待處理水201通入該熱整合元件21的一受熱管路211，以對該待處理水201進行預熱。在本實施例中，該待處理水201中苯含量為3.72克/升、甲苯為0.18克/升及二甲苯為0.25克/升，其他沸點較高的重質有機成分合計不超過0.3克/升。該待處理水201進流流量為2.65立方公尺/小時，水溫為40℃。任選地，該熱整合元 件21可整合本發明苯、甲苯及二甲苯回收之方法程序中所產生之熱量，對該待處理水201進行預熱。在本實施例中，將該待處理水201進行預熱至71.6℃。在本實施例中，該熱整合元件21為一熱交換器，該熱整合元件21通過一管線連接一蒸餾組件22，將預熱後之該待處理水213通入該蒸餾組件22，另以熱源升高該蒸餾組件22中該預熱後之該待處理水213之溫度，以去除該待處理水中的部分苯、甲苯及二甲苯，以獲得一塔底液221。其中該塔頂液223包含之苯、甲苯及二甲苯的濃度相對高於待處理水201，該塔底液221之苯、甲苯及二甲苯的濃度則低於該待處理水201。在本實施例中，該蒸餾組件22可以為一蒸餾塔；該另一蒸餾組件可以為另一蒸餾塔，該蒸餾塔使用一中壓蒸汽條件：200℃，15公斤/平方公分計示壓力，該蒸餾塔具有一個或數個塔板，其中該塔板之一頂板之溫度大於或等於85℃。

在本實施例中，該蒸餾塔為單層塔板，於該蒸餾塔通入經由一熱源24處理後之流體，該熱源24可以為一熱電裝置或較佳者可以高溫蒸汽直接通入該蒸餾塔內。在本實施例中，該蒸餾塔的該塔板的蒸餾溫度需大於或等於85℃，否則難以有效蒸餾分離製程水中的苯、甲苯及二甲苯。在本實施例中，經過該蒸餾塔處理過後之該塔底液221(亦即，塔底排放液)，其中該蒸餾組件處理後之該塔底液221中苯、甲苯及二甲苯之總含量相對於待處理水可降低達90%，該塔底液的苯、甲苯及二甲苯之總濃度可小於或等於415毫克/升(換算成理論化學需氧量約為1245毫克/公升)。如此，可進行後續之生物處理，而不會因生物處理的水中苯、甲苯及二甲苯之含量過高而抑制微生物之生長或造成微生物大量死亡。在本實施例中，該蒸餾塔之塔頂液223(塔頂餾出液)經由一收集管222收集並輸送至一儲槽單 元25，以利於後續將蒸餾出之苯、甲苯及二甲苯回收使用及/或再純化。

任選地，該收集管222輸送至該儲槽單元25中間更包含一降溫單元26，例如另一座熱交換器，以使該塔頂液223降溫。在本實施例中，該蒸餾組件22連接一塔底液221，通入該熱整合元件21的一放熱管路212，以預熱剛通入該熱整合元件21之該待處理水201。

在本實施例中，將剛通入該熱整合元件21之該待處理水201預熱至71.6℃。其中該熱整合元件21用於預熱該待處理水201的塔底液221溫度至少高該待處理水201溫度10℃以上，否則熱交換元件無法發揮效能。未經過熱整合的處理方式需使用的蒸汽量高，耗費之能源高且產生之廢水量也較多，造成後續處理成本增加。預熱後的該待處理水213管路溫度宜小於98℃，否則會造成預熱後的該待處理水213管路之壓力過大，需要使用高價位之特殊壓力管，造成設置成本較高，經濟效益較差。於該塔底液通向該熱整合元件21的外露管線更可包覆一隔熱層，以避免該塔底液221的熱能逸散。

在本實施例中，該塔底液221通入該熱整合元件21的該放熱管路212後塔底液231通入一下游處理單元23，以去除該塔底液231中剩餘之苯、甲苯及二甲苯。該下游處理單元23可包含一生物處理單元，例如為一活性污泥床、一連續式(CSTR)活性污泥床或厭氧消化槽等，更可為多個生物處理單元串聯使用，以降低最終排放之廢水之苯、甲苯及二甲苯含量。

該蒸餾組件可以依據組件頂部進料的溫度、流量與各成分含量，調控進入組件底部的蒸汽量(或電量)。若待處理水中苯、甲苯及二甲苯的含量易大幅波動，則另外具有有機成份檢測設備檢測水中苯、甲苯及 二甲苯的含量，並經過電腦模擬先預估所需的蒸汽耗用量(或電量)。根據蒸汽流量(或電量)之調整，可調控蒸餾組件塔頂液與塔底液的流量與各成份含量，該待處理水(或工業製程水)中的苯、甲苯及二甲苯可以減量回收達90%以上。

本發明第二實施例之水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之方法及其裝置係相似於本發明第一實施例，其差異處為該蒸餾組件22為一多板蒸餾塔，該蒸餾塔具有二個或以上之數個塔板，因此相對具有蒸餾效能較佳、耗能較低且能夠分離不同蒸餾成份(分餾)等優點。在本實施例中，該蒸餾塔具有六個塔板。下表2為使用六個塔板的蒸餾塔搭配熱整合元件21將待處理水201預熱至不同溫度的處理效率。組別D提升六個塔板精餾系統的預熱溫度到90℃，使進料經過預熱後超過苯、甲苯及二甲苯混合物沸點，呈現兩相流體狀態(管路需要使用較耐壓材質)，再進入蒸餾塔，其處理效果塔頂管路苯、甲苯及二甲苯總質量分率可達67wt%，具有經濟價值。而蒸餾後的塔底排放液苯、甲苯及二甲苯總含量低於進料的待處理水201的10%。換言之，苯、甲苯及二甲苯回收率可達90%。整體的蒸汽耗用量為222.2公斤/小時且廢水增加比例為8.4%，大幅優於組別C與上述之組別A及組別B。組別E為將待處理水201預熱至95℃，可以發現需要使用的蒸汽量為預熱至71.6℃需要使用的蒸汽量的五分之一，且廢水增加比例僅增加3.7%，遠低於前述之組別A未熱整合的廢水增加比例50.7%。

相較於該第一實施例，該第二實施例係進一步增加蒸餾塔塔板數及待處理水之預熱溫度。藉此，不但可降低蒸汽使用量，並可減少廢水增加比例，因而進一步相對增加處理效率及降低處理成本。再者，可將原本工業製程水中具有危害性的苯、甲苯及二甲苯分離回收成較具經濟價值的化學品混合物，使得經過蒸餾處理過的製程水能夠送往下游微生物系統處理。

本發明為從工業製程水中蒸餾分離水中苯、甲苯及二甲苯，將富含苯、甲苯及二甲苯的工業製程水，預熱送到蒸餾組件，另使用蒸汽(或電熱)作為蒸餾塔熱源，水中苯、甲苯及二甲苯含量減量之後的塔底液與進料在熱整合元件中做熱交換而降溫後，因水中苯、甲苯及二甲苯濃度能低於下游廢水處理系統的進料要求，可送往下游微生物處理系統。塔頂餾出液為物理分離後的較高濃度的苯、甲苯及二甲苯，在通過降溫組件冷凝降溫後，可直接送到上游製程回收使用，或是再純化成為輕油化學品。

雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

1. 一種水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之方法，其包含步驟：(A)提供含有苯、甲苯及二甲苯之一待處理水；(B)將該待處理水通入一熱整合元件的一受熱管路，以對該待處理水進行預熱；(C)將預熱後之該待處理水通入一蒸餾組件，另以熱源升高該蒸餾組件中該待處理水之溫度，達到苯、甲苯及二甲苯之沸點，或達到水與苯、水與甲苯、或水與二甲苯之共沸點，以去除該待處理水中的部分苯、甲苯及二甲苯，進而獲得一塔底液及一塔頂液，其中該塔頂液包含之苯、甲苯及二甲苯的濃度相對高於該待處理水，該塔底液之苯、甲苯及二甲苯的濃度則低於該待處理水；(D)使該塔底液通過該熱整合元件的一放熱管路，以預熱剛通入該熱整合元件之該待處理水；以及(E)對該塔頂液所含之高濃度苯、甲苯及二甲苯進行回收使用或再純化處理。
2. 如申請專利範圍第1項所述之水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之方法，其中該步驟(D)，用於預熱該待處理水的塔底液溫度至少高於該待處理水10℃以上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之方法，其中該步驟(D)預熱後的該待處理水管路溫度小於98℃。
4. 如申請專利範圍第1項所述之水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之方法，其中該步驟(C)之該蒸餾組件為一蒸餾塔，其蒸餾溫度大於或等於85℃。
5. 如申請專利範圍第1項所述之水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之方法，其中該步驟(C)之該塔底液中的苯、甲苯及二甲苯之總含量相對於待處理水降低達90%，該塔底液的苯、甲苯及二甲苯之總濃度小於415毫克/升。
6. 一種水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之裝置，其包含：一熱整合元件，將含有苯、甲苯及二甲苯之一待處理水通入該熱整合元件的一受熱管路，以對該待處理水進行預熱；一蒸餾組件，將預熱後之該待處理水通入該蒸餾組件，另加入熱源升高該蒸餾組件中該待處理水之溫度，達到苯、甲苯及二甲苯之沸點，或達到水與苯、水與甲苯、或水與二甲苯之共沸點，以去除該待處理水中的部分苯、甲苯及二甲苯，進而獲得一塔底液及一塔頂液，其中該塔頂液包含之苯、甲苯及二甲苯的濃度相對高於該待處理水，該塔底液之苯、甲苯及二甲苯的濃度則低於該待處理水；一放熱管路，使該塔底液通入該熱整合元件，以預熱剛通入該熱整合元件之該待處理水；以及一儲槽單元，使該塔頂液通過該儲槽單元，以對該塔頂液所含之較高濃度的苯、甲苯及二甲苯進行回收使用或再純化處理。
7. 如申請專利範圍第6項所述之水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之裝置，其中該熱整合元件為一熱交換器，用於預熱該待處理水的塔底液溫度至少高該待處理水10℃以上。
8. 如申請專利範圍第6項所述之水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之裝置，其中預熱後的該待處理水溫度小於98℃。
9. 如申請專利範圍第6項所述之水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之裝 置，其中該蒸餾組件為一蒸餾塔，該蒸餾塔具有一個或數個塔板，其中該塔板之一頂板之溫度大於或等於85℃。
10. 如申請專利範圍第6項所述之水中苯、甲苯及二甲苯減量及回收之裝置，其中該蒸餾組件處理後之該塔底液中苯、甲苯及二甲苯之總含量相對於待處理水降低達90%，該塔底液的苯、甲苯及二甲苯之總濃度小於或等於415毫克/升。