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        蒽醌法雙氧水生產(chǎn)裝置的環(huán)保改造

        2014-04-26 14:42:52佘林源劉繼前高傳平李華吳小平
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年13期
        關(guān)鍵詞:雙氧水環(huán)保改造

        佘林源 劉繼前 高傳平 李華 吳小平

        摘 要:公司15萬噸/年蒽醌法雙氧水裝置運(yùn)行半年以來,發(fā)現(xiàn)隔油池內(nèi)工作液量較多,導(dǎo)致后續(xù)污水處理壓力大等環(huán)保難題。在檢修期間對(duì)生產(chǎn)裝置內(nèi)部氧化殘液分離器、工作液分離器、排污退料系統(tǒng)及隔油池等多處涉及環(huán)保的源頭部位進(jìn)行了改造。經(jīng)過改造之后隔油池內(nèi)工作液量明顯減少,環(huán)境得以改善。

        關(guān)鍵詞:蒽醌法;雙氧水;環(huán)保;改造

        現(xiàn)今科技發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的同時(shí),也造成了環(huán)境污染、水資源破壞等一系列嚴(yán)重后果,改善環(huán)境、采用綠色環(huán)保的工藝和原料是今后發(fā)展的方向[1]。雙氧水(過氧化氫H2O2)作為一種重要的綠色化工原料,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于造紙、紡織、化學(xué)合成、廢水處理、電子等領(lǐng)域[2]。近年來部分科研機(jī)構(gòu)對(duì)高濃度過氧化氫作為綠色液體推進(jìn)劑也進(jìn)行了大量研究,有望在航天工程中應(yīng)用以替代部分傳統(tǒng)的有毒推進(jìn)劑[3]。如果雙氧水生產(chǎn)裝置本身在設(shè)計(jì)、操作及控制等存在不足就可能產(chǎn)生有機(jī)相的工作液泄漏、污水中工作液含量高等環(huán)境污染問題,因而如何使這種綠色化工原料的生產(chǎn)裝置更加環(huán)保和清潔生產(chǎn),進(jìn)行必要的環(huán)保改造就顯得尤為重要。

        1 蒽醌法雙氧水生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介

        目前國(guó)內(nèi)的雙氧水裝置大多采用蒽醌法工藝。該工藝以蒽醌為工作液載體、重芳烴及三辛酯為溶劑,工作液經(jīng)氫化、氧化、萃取、凈化及后處理等工序連續(xù)生產(chǎn)雙氧水,工作液在系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)。部分蒽醌和氫氣在氫化塔內(nèi)反應(yīng)生成氫蒽醌;氫蒽醌和空氣在氧化塔內(nèi)反應(yīng)生成含有過氧化氫的氧化液而氫蒽醌轉(zhuǎn)化為蒽醌;氧化液在萃取塔內(nèi)和純水進(jìn)行逆流萃取塔底出料即得雙氧水,經(jīng)凈化塔處理后進(jìn)入雙氧水儲(chǔ)罐;萃取塔頂出來的工作液經(jīng)萃余分離器分離水分后進(jìn)入堿塔進(jìn)行干燥、分解雙氧水等處理,再經(jīng)堿分離器除堿除水、白土床再生后進(jìn)入氫化塔進(jìn)行工作液循環(huán)。

        2 裝置環(huán)保部位挖掘

        公司15萬噸/年雙氧水裝置于2013年8月投料生產(chǎn),運(yùn)行近半年后發(fā)現(xiàn)隔油池內(nèi)始終有較多的工作液,使得每個(gè)運(yùn)行班均要從隔油池抽取工作液到配制釜進(jìn)行清洗,浪費(fèi)人力物力;隔油池最后的混合池內(nèi)COD維持在3000~4000mg/L且表面漂浮有工作液,導(dǎo)致周邊氣味大,后續(xù)污水站內(nèi)的污水處理難度大。經(jīng)分析隔油池污水的工藝來源及相關(guān)的設(shè)備,在檢修期間對(duì)如下部位進(jìn)行了改造:(1)氧化殘液分離器和工作液分離器;(2)排污及退料系統(tǒng);(3)隔油池的混合池。

        3 環(huán)保改造措施

        環(huán)保不僅關(guān)系到員工的身體健康,同時(shí)與安全生產(chǎn)、產(chǎn)品成本等相關(guān)。技術(shù)人員在細(xì)化分析了隔油池內(nèi)工作液來源及產(chǎn)生原因等后對(duì)部分位置進(jìn)行了改進(jìn),改造之后隔油池內(nèi)的工作液量明顯減少。

        3.1 工作液油水分離系統(tǒng)改造

        工作液分離系統(tǒng)改造主要涉及的設(shè)備有氧化殘液分離器和工作液分離器。兩個(gè)分離器均采用中間帶分離隔板的柱形筒體結(jié)構(gòu)。氧化殘液分離器用于分離氧化塔底部含工作液、雜質(zhì)、雙氧水的殘液(粗雙氧水),工作液分離器用于分離堿分離器底部排污產(chǎn)生的含工作液的堿液(碳酸鉀溶液)。

        改造前兩個(gè)分離器的重組分排液側(cè)出口管道是水平直管段,安裝的液位計(jì)是磁翻板式,操作人員在排污時(shí)稍不注意就可能將輕組分(工作液)夾帶出去,導(dǎo)致部分工作液進(jìn)入隔油池。改造時(shí)將重組分排液側(cè)出口管道改為倒U型結(jié)構(gòu),將液位計(jì)由磁翻板改為玻璃管,這樣操作人員在排污時(shí)能清楚的分辨輕重組分的界面,不會(huì)將工作液排出。改造前后的具體結(jié)構(gòu)見圖1。

        3.2 排污及退料系統(tǒng)系統(tǒng)改造

        雙氧水裝置的退料及排污系統(tǒng)分為酸性和堿性兩種,各設(shè)立支管直接進(jìn)入隔油池。由于排污中含有部分工作液,特別是退料全部為工作液,如果直接進(jìn)入隔油池將會(huì)使隔油池內(nèi)的工作液含量大,需要用真空泵從隔油池表層將工作液抽到配制釜進(jìn)行清洗,操作極不方便。改造后將酸性和堿性退料及排污分別設(shè)置分離回收罐,使物料先在罐內(nèi)油水分離,然后將水相排至隔油池,而油相經(jīng)管道過濾后送至配制釜進(jìn)行清洗。改造后不僅減少了隔油池的工作液量,而且回收工作液更加方便,減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度,改善了周邊環(huán)境。改造后的流程見圖2。

        圖2 排污及退料系統(tǒng)改造后流程圖

        3.3 隔油池混合池改造

        隔油池兩級(jí)混合池之間和污水去污水站之間相連的短管都是水平直管段,導(dǎo)致混合池I表層漂浮的工作液可直接進(jìn)入混合池II,最終夾帶工作液的污水流入污水站導(dǎo)致處理難度加大。改造時(shí)將直管段加裝了彎頭,使混合池I底層的水相進(jìn)入混合池II,表層的工作液可用真空泵抽取清洗后再次使用,混合池II底層水相進(jìn)入污水站,減少去污水站的工作液量。改造前后的具體結(jié)構(gòu)見圖3。

        圖3 隔油池混合池改造前后結(jié)構(gòu)圖

        4 結(jié)束語

        通過對(duì)裝置油水分離系統(tǒng)、排污退料系統(tǒng)及隔油池的混合池等處進(jìn)行改造后,進(jìn)入污水站前的污水COD從原先的3000~4000mg/L下降至500~1000mg/L,大大降低了后續(xù)污水處理的難度,且使車間增加了工作液的回收量,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和隔油池周邊的異味,具有良好的環(huán)保效益,降低了產(chǎn)品的原料消耗及成本,提升了裝置的清潔生產(chǎn)水平和整體競(jìng)爭(zhēng)力。

        參考文獻(xiàn)

        [1]丁彤,等.環(huán)境友好材料-雙氧水[J].天津化工,2002,(4):14-16.

        [2]張國(guó)臣.過氧化氫生產(chǎn)技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2012,51.

        [3]胡長(zhǎng)誠(chéng).過氧化氫在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用[J].無機(jī)鹽工業(yè),2005,37(4):50-52.

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