干法乙炔與母液水處理技術(shù)在PVC生產(chǎn)中的應(yīng)用

楊秀嶺，常永城，李建功

（山東新龍集團(tuán)有限公司，山東 壽光 262709）

干法乙炔與母液水處理技術(shù)在PVC生產(chǎn)中的應(yīng)用

楊秀嶺，常永城，李建功

（山東新龍集團(tuán)有限公司，山東 壽光 262709）

介紹了干法乙炔生產(chǎn)工藝，分析了其安全性、經(jīng)濟(jì)性及環(huán)境影響，并與濕法乙炔發(fā)生工藝進(jìn)行了對(duì)比。闡述了PVC母液水處理技術(shù)的運(yùn)行效果。

乙炔；干法工藝；PVC；母液；廢水治理

隨著中國(guó)PVC產(chǎn)能的擴(kuò)大及石油價(jià)格的上漲，電石法PVC仍然是發(fā)展的主流，濕法發(fā)生乙炔產(chǎn)生的環(huán)境污染日益受到國(guó)家和有關(guān)部門(mén)的高度重視，干法發(fā)生乙炔裝置的研發(fā)擺上了議事日程。經(jīng)過(guò)2年多的努力，山東新龍集團(tuán)的干法發(fā)生乙炔裝置試車(chē)成功，并于2006年12月29日通過(guò)了中國(guó)氯堿協(xié)會(huì)和山東省科技廳組織的科技成果鑒定。

PVC生產(chǎn)中離心機(jī)母液廢水的產(chǎn)生量較大，母液水中含有大量的懸浮物，若直接排放，不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，而且還會(huì)造成產(chǎn)品和熱能的浪費(fèi)，為此，針對(duì)回收母液中的懸浮物，減少母液含固量，并回收部分熱能進(jìn)行了一系列改造。

1 干法乙炔技術(shù)

1.1 干法乙炔工藝簡(jiǎn)介

干法發(fā)生乙炔技術(shù)是用略多于理論量的水以霧態(tài)噴在電石粉上，使之水解，產(chǎn)生的電石渣為含水量4%~10%的干粉末，粗乙炔含水量為75%，反應(yīng)溫度，氣相為90~100℃，固相為100~110℃，水與電石的比例約為（1.0~1.8）∶1.0，反應(yīng)熱由水汽化帶走，經(jīng)由非接觸式換熱器傳給循環(huán)水 （沒(méi)有溶解損失），電石的粒徑小于5 mm，水解率大于99.5%，乙炔收率大于98.5%。

1.2 干法乙炔生產(chǎn)工藝的經(jīng)濟(jì)性

以10萬(wàn)t/a電石法PVC為例，通過(guò)比較干法乙炔生產(chǎn)工藝與濕法乙炔生產(chǎn)工藝的差異來(lái)說(shuō)明干法乙炔生產(chǎn)工藝的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2.1 基本建設(shè)投資比較

干法乙炔工藝相對(duì)濕法乙炔工藝無(wú)需沉降及壓濾處理。僅此一項(xiàng)，即可節(jié)約設(shè)備及土建投資約865萬(wàn)元（以2004年價(jià)格計(jì)算），減少占地面積1 800 m2。具體費(fèi)用包括：壓濾工段廠房120萬(wàn)元、沉降池土建450萬(wàn)元、渣漿處理土建25萬(wàn)元、壓濾機(jī)170萬(wàn)元、設(shè)備費(fèi)用80萬(wàn)元、其他配套設(shè)施20萬(wàn)元。乙炔發(fā)生工段的廠房沒(méi)有差異，設(shè)備投資相差無(wú)幾。

1.2.2 運(yùn)行費(fèi)用比較

濕法乙炔工藝僅壓濾一項(xiàng)需要總裝機(jī)容量達(dá)600 kW、電費(fèi)240萬(wàn)元、工人工資約80萬(wàn)元、設(shè)備維護(hù)費(fèi)約50萬(wàn)元，共節(jié)約370萬(wàn)元。由于干法乙炔工藝無(wú)需渣漿處理，降低了人工費(fèi)用和設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用。

1.2.3 乙炔收率比較

由于加料是連續(xù)的，無(wú)需置換，加料時(shí)沒(méi)有乙炔氣體排出，排出電石渣是干的，沒(méi)有溶解損失，干法工藝比濕法工藝提高收率2.5%，電石水解率高達(dá)99.85%，沒(méi)有生電石排出。按照生產(chǎn)1 t PVC消耗1.5 t電石、電石價(jià)格按2 300元/t計(jì)算，采用干法工藝的成本要下降85.2元/t，10萬(wàn)t/a PVC節(jié)約成本825萬(wàn)元。

1.2.4 水消耗比較

干法工藝所需要的水量只為0.7 t/t·電石，其余全部循環(huán)使用。所加入的水為廢次氯酸鈉水溶液，經(jīng)一次循環(huán)使用后剛好與干法工藝用水量達(dá)到平衡，使乙炔車(chē)間廢水達(dá)到零排放。濕法工藝耗水量為7~9 t/t電石，全年廢水排放量達(dá)42萬(wàn)t。

1.2.5 電石渣處理費(fèi)用比較

干法工藝產(chǎn)生的電石渣的含水量比濕法工藝經(jīng)壓濾后的濾餅含水量低30%。用濕法工藝1 t PVC產(chǎn)生電石渣1.8 t，含水量1.2 t，每除掉1 t水需要150 kg標(biāo)準(zhǔn)煤。以標(biāo)準(zhǔn)煤價(jià)格450元/t，若用電石渣生產(chǎn)水泥，生產(chǎn)1 t/a PVC的電石渣處理費(fèi)為81元，而干法工藝產(chǎn)生的電石渣用于生產(chǎn)水泥無(wú)需干燥，10萬(wàn)t/a PVC節(jié)約成本810萬(wàn)元。

1.3 干法乙炔工藝的環(huán)境影響

（1）無(wú)廢水排放。干法乙炔生產(chǎn)裝置所需的水為廢次氯酸鈉，不僅保護(hù)了環(huán)境，還回收了溶解乙炔。與干法乙炔工藝配套的還有次氯酸鈉廢水循環(huán)利用工藝，能實(shí)現(xiàn)整個(gè)車(chē)間無(wú)廢水排放。

（2）無(wú)粉塵排放。用電石渣生產(chǎn)水泥，可將其密閉輸送至水泥廠。若用于制磚，可適當(dāng)調(diào)整排渣濕度，避免揚(yáng)塵。

（3）氣體污染物排放少。只有在排渣機(jī)出口處的水蒸氣中能檢測(cè)出0.02%的乙炔氣體。

（4）固體污染物。所排出的電石渣為制作水泥的優(yōu)良材料，亦可做其他建筑材料。

1.4 干法乙炔工藝與濕法乙炔工藝對(duì)照

干法乙炔工藝與濕法乙炔工藝對(duì)照表見(jiàn)表1。

1.5 干法乙炔發(fā)生裝置鑒定結(jié)論

1.5.1 檢定測(cè)試報(bào)告內(nèi)容

（1）乙炔產(chǎn)量：2 500 m3/h

表1 干法乙炔工藝與濕法工藝對(duì)照表

（2）乙炔純度：＞99%

（3）電石水解率：99.85%

（4）乙炔收率：＞98.5%

（5）粗乙炔雜質(zhì)含量：H2S，O2，PH30.03%~0.05%

（6）排渣機(jī)出口氣體中乙炔含量：0.02%

（7）清凈次氯酸鈉消耗量：需質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.12%的次氯酸鈉 7 m3/（1 000 m3乙炔）

（8）粗乙炔溫度：42~60 ℃

（9）發(fā)生器壓力：7~11 kPa

（10）氣相溫度：85~100 ℃

1.5.2 鑒定結(jié)論（部分）

（1）該項(xiàng)技術(shù)采用干法發(fā)生乙炔工藝，有效解決了濕法乙炔生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的電石渣漿污染問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了乙炔的連續(xù)生產(chǎn)，自動(dòng)化程度高，提高了生產(chǎn)裝置的安全性。

（2）該項(xiàng)技術(shù)節(jié)能、節(jié)水效果顯著，減少占地面積，節(jié)約投資，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

（3）該項(xiàng)技術(shù)有利于電石法PVC生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，在行業(yè)中有很好的推廣價(jià)值。

（4）環(huán)保節(jié)能干法乙炔新技術(shù)屬?lài)?guó)內(nèi)領(lǐng)先，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。

（5）建議

a.進(jìn)一步完善生產(chǎn)裝置并標(biāo)準(zhǔn)化，盡快在行業(yè)推廣。

b.針對(duì)現(xiàn)有濕法乙炔生產(chǎn)工藝改造提出切實(shí)可行的實(shí)施方案。

2 母液水處理技術(shù)

2.1 母液水處理工藝說(shuō)明

離心后的母液水先經(jīng)過(guò)樹(shù)脂沉降罐除去殘留樹(shù)脂，再通過(guò)涼水塔使母液水溫度（72℃左右）降至40℃以下，然后，經(jīng)過(guò)混凝沉淀池，在藥劑的作用下降低有機(jī)物含量。出水進(jìn)入HUSB水解厭氧池，此步為生化處理的限制步驟，在定向培養(yǎng)微生物水解酶、酸化酶的分解下，將難降解物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易降解物質(zhì)、大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可溶性小分子。然后，經(jīng)過(guò)一級(jí)接觸氧化池的生物降解，中間臭氧強(qiáng)化池的強(qiáng)化作用提高可生化性，二級(jí)接觸氧化池的生物降解，最后，通過(guò)砂濾、臭氧氧化和活性炭過(guò)濾，達(dá)到地表三類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)入陰陽(yáng)床處理成脫離子水。一級(jí)、二級(jí)氧化池后分別設(shè)置沉淀池，沉淀的少量活性污泥、脫落生物膜等通過(guò)排泥管道進(jìn)入壓濾機(jī)進(jìn)行脫水。

2.2 運(yùn)行效果

通過(guò)連續(xù)運(yùn)行，證實(shí)該工藝在處理母液水回用中效果非常好，母液原水水質(zhì)見(jiàn)表2。

表2 工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

經(jīng)過(guò)生化、臭氧處理后水質(zhì)見(jiàn)表3。

經(jīng)過(guò)生化、臭氧、砂濾、炭濾后的母液處理水已經(jīng)達(dá)到地表三類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，再通過(guò)陰陽(yáng)床處理后完全達(dá)到聚合用脫鹽水標(biāo)準(zhǔn)。最終回用水分析結(jié)果見(jiàn)表4。

表3 處理后出水水質(zhì)

表4 深度處理系統(tǒng)出水水質(zhì)（回用水指標(biāo)）

2.3 母液處理后的用途

目前，眾多廠家都把處理后的母液用于循環(huán)水補(bǔ)水、汽提塔及聚合釜的沖洗水、或者用作乙炔用水，用于聚合加料用水的廠家很少。此項(xiàng)技術(shù)能把母液水深度處理后用作聚合加料用水，大大提高了母液回用的價(jià)值。

目前，該項(xiàng)技術(shù)在山東新龍集團(tuán)聚氯乙烯有限公司已投入工業(yè)化運(yùn)行，日處理母液廢水1 600 t，可完全消化聚合生產(chǎn)廢水并全部回用聚合釜生產(chǎn)，處理水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，通過(guò)整體運(yùn)行，成品質(zhì)量穩(wěn)定，未發(fā)現(xiàn)任何質(zhì)量問(wèn)題。PVC下游加工用戶使用未發(fā)現(xiàn)異常。

Application of dry acetylene and mother liquor water treatment technology in PVC production

YANG Xiu-ling，CHANG Yong-cheng,LI Jian-gong
(Shandong Xinlong Group Co.,Ltd.,Shouguang 262709,China)

The acetylene by dry process technology was introduced,the safety,economy,and en vironmental impact were analysed,and compared with wet process.The application effect of mother liquor water treatment technology were introduced.

acetylene;dry process;PVC；mother liquor water；waste water treatment

TQ085

B

1009－1785(2011)12-0025-03

2011-08-10