環(huán)己酮生產(chǎn)廢水處理新工藝

王 力，申 靜，孟令兵

(1.中化泉州石化有限公司，福建 泉州 362103 ;2.山西陽(yáng)煤豐喜肥業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，山西 運(yùn)城 044000)

目前，世界上環(huán)己酮生產(chǎn)主要有苯酚加氫法、環(huán)己烷液相氧化法、環(huán)己烯水合法三種工藝，90%以上的環(huán)己酮生產(chǎn)采用環(huán)己烷氧化法。環(huán)己酮生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的廢水，該廢水COD 含量高，對(duì)微生物毒性較大，難以生化降解，國(guó)內(nèi)環(huán)己酮生產(chǎn)企業(yè)大多采用通用的的焚燒工藝，該工藝技術(shù)只解決了環(huán)己酮生產(chǎn)過(guò)程中的三廢治理問(wèn)題，并未從根本上解決治理過(guò)程中的污染問(wèn)題，其副產(chǎn)物為低價(jià)值的蒸汽和含雜質(zhì)的純堿，經(jīng)濟(jì)效益較低。

國(guó)內(nèi)某環(huán)保公司經(jīng)過(guò)多年技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)出一種新型的化學(xué)處理方法，該工藝采用中和、分離、脫水、濃縮、精制、干燥等多種工藝對(duì)廢水進(jìn)行處理，回收廢水中的碳酸鈉、硫酸鈉和有機(jī)酸等有用物質(zhì)。該化學(xué)處理法既解決了環(huán)己酮生產(chǎn)過(guò)程中廢水難處理問(wèn)題，又實(shí)現(xiàn)了資源的再生循環(huán)利用，并且有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 公司情況

山東某大型化工企業(yè)于2008 年新建了一套6萬(wàn)t/a 環(huán)己酮裝置，該裝置采用環(huán)己烷液相氧化法工藝，以苯、氫氣為主要原料，經(jīng)苯加氫、環(huán)己烷氧化、環(huán)己醇脫氫，最后蒸餾精制而得環(huán)己酮。在環(huán)己烷氧化制備環(huán)己酮生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量廢水，該廢水主要成分為氧化液中的有機(jī)酸和皂化氧化液中的有機(jī)酸酯，該廢水呈黃色成分較復(fù)雜，排放量為220 m3/d，COD 值20 000～30 000 mg/L，pH 值2～4。廢水中主要成分為二元酸、戊酸、聚丙烯酸、聚丁烯酸、聚戊烯酸及其酯類，廢水主要成分見(jiàn)表1。

表1 廢水成分組成表

該公司廢水處理工藝采用通用的焚燒工藝，雖然能解決環(huán)己酮生產(chǎn)過(guò)程中的三廢處理問(wèn)題，但經(jīng)濟(jì)效益較低。在得知國(guó)內(nèi)某環(huán)保公司已研發(fā)出一種新型的化學(xué)處理方法，不僅能有效地解決廢水處理難問(wèn)題，而且有較好的經(jīng)濟(jì)效益時(shí)，公司決定采用該化學(xué)處理工藝替代原焚燒工藝。

2 工藝流程

該化學(xué)處理法主要利用了廢水中各種物質(zhì)的物理特性不同來(lái)對(duì)各種物質(zhì)進(jìn)行分離。工藝流程如圖1 所示。

其工藝原理:NaOH 水溶液中和氧化液中的有機(jī)酸和皂化氧化液中的有機(jī)酸酯的過(guò)程中，有機(jī)酸以有機(jī)酸鹽存留于廢水中，為了保證中和徹底，一般都過(guò)量中和。在處理這股廢液時(shí)，先將附近有機(jī)酸生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的pH 值2～3，有機(jī)酸COD 100 000 mg/L 左右的廢水加入到廢液中，利用這股廢水對(duì)廢液進(jìn)行中和反應(yīng)，處理過(guò)量的NaOH，然后利用稀酸將廢水pH 值調(diào)至8.0～9.0 范圍。

圖1 工藝流程圖

將pH 值調(diào)整好的廢水進(jìn)行蒸發(fā)，一般采用三效蒸發(fā)，水去生化處理，一定濃度的皂化廢水加硫酸進(jìn)行中和反應(yīng)，收取皂化油以及硫酸鈉母液，硫酸鈉母液加入適量的NaOH 將pH 值調(diào)至6.5～7.0 范圍，送入濃縮罐濃縮，濃縮后的硫酸鈉送入離心機(jī)離心脫水，鹽進(jìn)入干燥系統(tǒng)干燥包裝，濃縮水及離心機(jī)出來(lái)的水送入廢堿預(yù)處理裝置。皂化油經(jīng)過(guò)粗蒸將里面的有機(jī)酸分離出來(lái)，分離出的有機(jī)酸通過(guò)精餾、反應(yīng)、精制得到成品。粗蒸粗酸后的尾渣經(jīng)化工合成生產(chǎn)燃料油。

3 工藝裝置

該項(xiàng)目工藝流程較復(fù)雜，所需設(shè)備較多，共需各種設(shè)備200 余臺(tái)。其中:離心機(jī)3 臺(tái)、盤式干燥器2臺(tái)，蒸發(fā)冷卻器24 臺(tái)，塔7 臺(tái)，罐64 臺(tái)，泵79 臺(tái)，反應(yīng)釜20 臺(tái)。主要設(shè)備明細(xì)如表2 所示。

4 技術(shù)效益分析

該項(xiàng)目總投資3 000 余萬(wàn)元，其中:設(shè)計(jì)費(fèi)600萬(wàn)元、土建費(fèi)245 萬(wàn)元、設(shè)備材料費(fèi)1 710 萬(wàn)元、安裝費(fèi)225 萬(wàn)元、防腐保溫費(fèi)160 萬(wàn)元、項(xiàng)目手續(xù)費(fèi)60 萬(wàn)元。

表2 主要設(shè)備一覽表

綜合利用法處理廢水年效益為2 499 萬(wàn)元，焚燒法處理廢水年效益為890 萬(wàn)元，綜合利用法高出焚燒法1 609 萬(wàn)元，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。并且綜合利用法裝置開(kāi)車后，其閑置廢堿焚燒爐可利用其他工段弛放氣燃燒，每小時(shí)可產(chǎn)12 t 蒸汽，現(xiàn)有裝置資產(chǎn)仍可以得到充分利用。由此可見(jiàn)，綜合利用法具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

表3 綜合利用法效益情況

表4 焚燒法效益情況

5 結(jié)語(yǔ)

該項(xiàng)目建成后，新的污水處理工藝運(yùn)行良好，實(shí)現(xiàn)了該新型化學(xué)處理法處理環(huán)己酮廢水的可行性。該新型廢水處理工藝不僅經(jīng)濟(jì)效益良好，而且極大程度上降低了企業(yè)的環(huán)保壓力，具有較高的工業(yè)推廣價(jià)值。