高先明 ， 代世磊

(河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司 ， 河南 平頂山 467013)

己二酸是一種重要的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品，能夠參與成鹽反應(yīng)、酯化反應(yīng)、酰胺化反應(yīng)，還能與二元胺或二元醇縮聚成高分子聚合物，作為主要原料生產(chǎn)尼龍66纖維和尼龍66樹脂、聚氨酯和增塑劑等，應(yīng)用價值很高。目前，國內(nèi)己二酸產(chǎn)能約272萬t/a，但平均開工率只有一半左右，產(chǎn)能處于過剩狀態(tài)[1]。只有進一步降低成本，提升產(chǎn)品競爭力，才有可能在激烈的市場競爭中占得一席之地。

通過對河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司己二酸裝置中脫色過濾系統(tǒng)的使用現(xiàn)狀進行系統(tǒng)分析，探討設(shè)計優(yōu)化活性炭過濾系統(tǒng)新工藝，新工藝的實施降低了高純水單耗，減輕了員工作業(yè)強度，同時減少了生產(chǎn)廢水排放量，解決了外排水指標(biāo)超標(biāo)的問題。

1 活性炭脫色過濾系統(tǒng)現(xiàn)狀

國內(nèi)己二酸生產(chǎn)裝置普遍采用硝酸環(huán)己醇氧化法工藝制備己二酸，經(jīng)反應(yīng)、結(jié)晶、離心分離和洗滌后的己二酸濾餅中含有少量的有色雜質(zhì)。因此需要脫色凈化處理來去除雜質(zhì)，脫色凈化一般采用活性炭，在脫色處理后如何去除掉活性炭成為己二酸結(jié)晶前必須解決的問題。

目前的生產(chǎn)過程中，在活性炭脫色罐中加入活性炭的濃度一般為0.5%左右?；钚蕴课诫s質(zhì)后，由脫色罐泵送往活性炭過濾器，活性炭過濾器是一個燭式過濾器，內(nèi)含多根過濾元件，每個元件上覆蓋有聚丙烯濾布，吸附有色雜質(zhì)后的廢活性炭不能通過過濾介質(zhì)，留在過濾器內(nèi)，經(jīng)過活性炭脫色后的液體則通過過濾介質(zhì)，成為精己二酸溶液。精己二酸溶液在過濾器出口流量計的控制下，通過出料流量計調(diào)節(jié)閥進入結(jié)晶進料罐。

活性炭過濾器一般為兩臺，當(dāng)出口流量計流量不斷下降，且增大閥開度仍不能滿足流量需求時，說明過濾器內(nèi)廢活性炭已積累較多，需要進行切換清洗作業(yè)。此時，現(xiàn)場操作人員手動對活性炭過濾器備臺進行預(yù)熱(采用熱母液進行預(yù)熱，從燭式過濾器的底部進入，通過過濾元件從頂部排出)，預(yù)熱后將過濾器手動切換至已預(yù)熱的備臺。切出的活性炭過濾器首先打開底部的置換管道，將過濾器內(nèi)的物料置換至脫色罐內(nèi)，15 min后置換結(jié)束，關(guān)閉相關(guān)閥門。再打開頂部置換管道及底部排污閥，將過濾器內(nèi)的廢活性炭排至廢炭收集池。最終，廢炭收集池內(nèi)的廢活性炭溶液，過濾后固體廢活性炭外送至有資質(zhì)的廠家處理，液體流向地溝。原己二酸活性炭過濾系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 原己二酸活性炭過濾系統(tǒng)

2 存在問題及解決思路

目前活性炭過濾系統(tǒng)存在以下問題：①過濾器的切換及清洗純手動進行，操作步驟多，導(dǎo)致人員勞動強度大，且容易誤操作。②清洗時造成大量的水浪費，且廢水排往地溝，導(dǎo)致外排水指標(biāo)高，對污水處理廠造成沖擊。③過濾系統(tǒng)無檢測漏炭裝置，在出現(xiàn)異常漏炭時無法第一時間發(fā)現(xiàn)，易導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不合格。④活性炭過濾單元采用骨筋+濾網(wǎng)的支撐方式，濾網(wǎng)的毛刺易造成濾布破損，從而導(dǎo)致漏炭現(xiàn)象的發(fā)生。基于以上考慮，需要對活性炭過濾系統(tǒng)進行優(yōu)化，達到降低高純水單耗、降低員工勞動強度、實現(xiàn)長周期穩(wěn)定運行的目的。

3 實施優(yōu)化過程

3.1 增加自動化清洗時序

將現(xiàn)場手閥更換為時序控制的氣動開關(guān)閥，將脫色罐泵加入時序控制中，并在活性炭過濾器前后增加差壓檢測儀，通過壓力差來判斷過濾器內(nèi)部的廢活性炭堆積情況，當(dāng)壓力差>0.2 MPa時(泵的出口壓力為0.6 MPa)，清洗時序自動投用。首先，脫色罐泵入口來自于脫色罐的閥門關(guān)閉，來自熱母液的閥門打開，泵啟動，將活性炭過濾器內(nèi)物料置換進入結(jié)晶器進料罐。然后，關(guān)閉以上閥門，并停止泵的運轉(zhuǎn)，打開活性炭過濾器頂部加壓開關(guān)閥(使用工廠風(fēng)進行加壓)，加壓后，活性炭過濾器底部排污開關(guān)閥打開，在壓縮空氣的作用下，廢炭溶液被迅速排往廢炭收集池。待以上步驟完成后，對該過濾器進行預(yù)熱，預(yù)熱后恢復(fù)進料至正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)。以上閥門的動作，泵的啟停全部編寫進入自動化清洗時序中，時序自動運行，避免了人員的誤操作可能導(dǎo)致的異?，F(xiàn)象，大大減輕了職工的勞動強度。

3.2 對廢炭收集池內(nèi)排出的廢水進行回收

將廢炭收集池原排往地溝的管道改至活性炭脫色罐，對高純水進行回收，降低了高純水單耗，避免了廢水直排地溝對污水處理系統(tǒng)造成的影響。

3.3 增加漏炭檢測裝置

在活性炭過濾器出口至結(jié)晶進料罐的管道上增加漏炭檢測裝置，如發(fā)生漏炭現(xiàn)象，可第一時間觸發(fā)報警，工藝人員可迅速前往處置，進行切換活性炭過濾器等操作，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

3.4 改造骨筋+濾網(wǎng)濾棒為鋼管開孔濾棒

原骨筋+濾網(wǎng)+濾布的組合濾棒，因濾網(wǎng)易出現(xiàn)毛刺，容易導(dǎo)致濾布破損，進而導(dǎo)致漏炭現(xiàn)象的發(fā)生，故經(jīng)與廠家技術(shù)交流，將其改為不銹鋼鋼管，開Φ5 mm小孔的方式。新改造的濾棒表面光滑，強度高，避免了濾布經(jīng)常損壞的現(xiàn)象，保證了裝置的長周期穩(wěn)定運行?，F(xiàn)己二酸活性炭過濾系統(tǒng)見圖2。

圖2 現(xiàn)己二酸活性炭過濾系統(tǒng)

3.5 將過濾器進料管從底部封頭改至排放管線上

目前生產(chǎn)中過濾器的進料方式普遍采用底部封頭處進料。此種進料方法容易造成高濃度的己二酸漿料在封頭底部與出渣管之間管線發(fā)生堵塞，需要人工對其進行排堵，不僅增加了人員的勞動強度，還容易產(chǎn)生外排水指標(biāo)超標(biāo)等問題。

排渣管線與封頭底部物料不流通，高濃度的己二酸漿料再次結(jié)晶是發(fā)生堵塞的根本原因?，F(xiàn)考慮對活性炭過濾器進行技術(shù)改造，將進料管線由下封頭位置改至排渣管線上。通過上述措施，徹底解決了管線堵塞問題，減輕了職工的勞動強度及儀表的損壞率，提高了己二酸生產(chǎn)的運行時間，從而提高了產(chǎn)品的產(chǎn)量。己二酸活性炭過濾系統(tǒng)進料口改造見圖3。

圖3 己二酸活性炭過濾系統(tǒng)進料口改造

4 結(jié)論

活性炭過濾系統(tǒng)優(yōu)化改造投入后，目前已穩(wěn)定運轉(zhuǎn)近一年。排放指標(biāo)均值COD由450 mg/m3降低至370 mg/m3，實現(xiàn)了達標(biāo)排放，減輕了污水處理廠的壓力，未出現(xiàn)濾布破損的情況。濾布脫落等現(xiàn)象可通過漏炭檢測設(shè)備及時測出。產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)等品率由99.2%提升至99.7%，達到了減少高純水消耗，裝置長周期穩(wěn)定運行，降低產(chǎn)品單耗成本的目的。 通過設(shè)計與優(yōu)化，不僅大大提高了清洗效率，減輕了員工的勞動強度，提高了活性炭過濾系統(tǒng)自動化水平，解決了濾袋易破損的現(xiàn)象，也解決了廢活性炭濾液直排地溝給污水處理帶來的壓力及環(huán)保難題。為整套裝置的安全穩(wěn)定長周期運行提供了保障，提高了公司己二酸產(chǎn)品的競爭力。