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        乙二醇裝置酯化工藝廢水處理技術(shù)分析

        2017-03-03 14:12:58桑國(guó)春安徽淮化股份有限公司安徽淮南232038
        化工管理 2017年6期
        關(guān)鍵詞:工藝

        桑國(guó)春(安徽淮化股份有限公司,安徽 淮南 232038)

        乙二醇裝置酯化工藝廢水處理技術(shù)分析

        桑國(guó)春(安徽淮化股份有限公司,安徽 淮南 232038)

        通過對(duì)乙二醇裝置酯化工藝廢水處理技術(shù)的分析,利用原有酯化塔進(jìn)行改造,處理酯化系統(tǒng)釜液中副產(chǎn)的含4-5%稀硝酸,使廢液達(dá)標(biāo)排放,消除稀硝酸及硝酸鹽對(duì)管道設(shè)備的腐蝕,減輕高含鹽水中硝酸鹽的處理量,并減少處理成本,為乙二醇裝置創(chuàng)造更大的效益,推動(dòng)乙二醇技術(shù)更好的向前發(fā)展。

        乙二醇;酯化廢水;硝酸

        煤基乙二醇工藝技術(shù)屬于煤的清潔利用關(guān)鍵前沿技術(shù),五大新型煤化工技術(shù)之一,是現(xiàn)在國(guó)內(nèi)重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)。煤基乙二醇工藝技術(shù)的開發(fā)符合我國(guó)缺油、少氣、煤炭資源相對(duì)豐富的能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn),符合現(xiàn)代新型煤化工產(chǎn)業(yè)政策。近幾年,煤基乙二醇技術(shù)國(guó)內(nèi)外都取得了重大進(jìn)展,相關(guān)研究工作逐步轉(zhuǎn)向工業(yè)化技術(shù)開發(fā),隨著煤基合成氣制乙二醇關(guān)鍵技術(shù)的突破,全國(guó)迅速掀起煤基乙二醇的建設(shè)熱潮,國(guó)內(nèi)乙二醇裝置運(yùn)行的結(jié)果證明了技術(shù)的可行性,但同時(shí)也暴露出一些問題,如酯化系統(tǒng)釜液相存在副產(chǎn)含硝酸的工藝液處理問題,所以如何處理含硝酸的工藝液,并實(shí)現(xiàn)硝酸資源的綜合利用,使廢液達(dá)標(biāo)排放,減少處理成本獲得最大收益,是目前乙二醇技術(shù)需要改進(jìn)的一個(gè)方向。

        1 處理現(xiàn)狀

        以年產(chǎn)10萬噸規(guī)模的合成氣制乙二醇為基礎(chǔ),其酯化塔釜液中含硝酸工藝液為4~5%,工藝液中的稀硝酸原處理技術(shù)是:在廢水處理廠進(jìn)行處理前,向其中加入大量液堿進(jìn)行中和,再去廢水處理反硝化裝置,處理合格后外排。這種處理方式既浪費(fèi)原材料,還消耗大量的蒸汽,同時(shí)又存在設(shè)備腐蝕問題。

        本文擬通過酯化塔技術(shù)改造,利用硝酸還原催化劑將工藝液中的硝酸,與乙二醇生產(chǎn)系統(tǒng)中的甲醇、工藝合成氣中的NO在一定的溫度、壓力下進(jìn)行催化反應(yīng)生成亞硝酸甲酯(MN),反應(yīng)生成的亞硝酸甲酯(MN)作為乙二醇生產(chǎn)過程中的一個(gè)中間體返回乙二醇生產(chǎn)系統(tǒng)中使用。這樣既能解決裝置的環(huán)保問題,又能節(jié)省乙二醇生產(chǎn)的原材料消耗,從而使公司既做到了節(jié)能減排,又做到降耗增效,同時(shí)滿足環(huán)保達(dá)標(biāo)排放要求。稀硝酸催化反應(yīng)原理如下:

        HNO3+2NO+3CH3OH=3CH3ONO+2H2O

        2 主要技術(shù)方案

        2.1 工藝流程簡(jiǎn)述

        來自壓縮機(jī)增壓后的的工藝氣相,送入酯化塔下部,與再沸器出口物料混合,與酯化塔上部下來的液相逆流而行,氣液兩相逆流接觸進(jìn)行反應(yīng),硝酸與一氧化氮及甲醇反應(yīng)生成亞硝酸甲酯。液相通過塔釜液輸送泵送去甲醇回收系統(tǒng),氣相與酯化塔的主氣流一起上升,從酯化塔塔頂出去。

        2.2 技術(shù)參數(shù)

        稀硝酸還原工藝,利用系統(tǒng)工藝合成氣中的還原性物質(zhì)和工藝廢水中的甲醇與稀硝酸在催化劑的作用下,反應(yīng)生成亞硝酸甲酯和水。主要工藝條件為:

        反應(yīng)溫度:60~90℃,反應(yīng)壓力:0.4~0.45 MPa。

        液相流量:12t/h,氣相流量:6000m3/h。

        2.3 反應(yīng)器改造

        利用酯化塔下部Φ1400筒體進(jìn)行技術(shù)改造,裝填催化劑,上下安裝催化劑格柵,并安裝擱放液體分布器,將液體直接引入液體分布器內(nèi)。

        2.4 硝酸回收率及回收效果

        工藝廢水中的稀硝酸回收率超過45%,出口工藝液中的硝酸含量可以達(dá)到2.5%以下。

        3 效益分析

        3.1 節(jié)省硝酸費(fèi)用

        12t/h液相中含有折為63%硝酸857 kg/h。以此推測(cè)全年損耗63%硝酸為6857噸/年(一年按8000h計(jì)算);

        根據(jù)計(jì)算回收硝酸(折百)262.17kg/h,年回收63%硝酸約3329.1噸/年,按每噸63%硝酸現(xiàn)在市場(chǎng)采購(gòu)價(jià)格1200元/噸,計(jì)節(jié)約399.49萬元/年。

        3.2 節(jié)省液堿費(fèi)用

        3329.1 噸/年63%硝酸理論上減少48%液堿添加量:

        3329.1 ×0.63×40÷63÷0.48=2774.25噸/年

        實(shí)際按增大15%考慮則為:2774.25×1.15=3190.39噸/年,按每噸48%堿液采購(gòu)價(jià)格900元/噸,合計(jì)節(jié)約287.13萬元/年。

        合計(jì)63%硝酸和48%液堿共節(jié)約原材料約686.62萬元/年。

        3.3 減少N2O4消耗

        由3N2O4+2H2O=4HNO3+2NO得年回收63%硝酸約3329.1噸/年,可減少N2O4消耗:2297.08噸/年。

        3.4 消耗蒸汽

        增加0.3Mpa(g)低壓蒸汽消耗量約12000噸/年:12000噸/年×95元/噸=114萬元/年。

        3.5 消耗電

        年增加電耗6.4萬kwh,折合人民幣約3.1萬元/年。合計(jì)蒸汽和電增加消耗:117.1萬元/年。

        3.6 經(jīng)濟(jì)效益

        乙二醇裝置酯化工藝廢水處理裝置改造完成后,可節(jié)約費(fèi)用為686.62-117.1=569.52萬元/年。

        4 結(jié)語

        本技術(shù)方案利用原有酯化塔進(jìn)行改造,將乙二醇酯化工藝廢水中稀硝酸還原的新型綠色環(huán)保節(jié)能技術(shù)具有較好的效益:節(jié)省乙二醇生產(chǎn)原材料消耗,減少了N2O4及液堿的消耗,消除稀硝酸及硝酸鹽對(duì)管道設(shè)備的腐蝕,消除了安全隱患;減輕了高含鹽水中硝酸鹽的處理量;可為合成氣制乙二醇裝置創(chuàng)造更好的效益;而且整個(gè)處理過程無三廢產(chǎn)生。

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