硝基苯單元廢酸提濃尾氣吸收工藝研究

薛克虎，江迎寶，孫紅強，王偉

（蘭州石化公司化肥廠苯胺車間，甘肅蘭州730060）

硝基苯單元廢酸提濃尾氣吸收工藝研究

薛克虎，江迎寶，孫紅強，王偉

（蘭州石化公司化肥廠苯胺車間，甘肅蘭州730060）

在硝化反應(yīng)產(chǎn)生的廢酸提濃過程中釋放出大量含有苯、硝基苯、氮氧化物的有毒有害氣體，這些氣體是主要的大氣污染源，對人體和動植物的危害極大。在生產(chǎn)實際中，廢酸提濃尾氣和硝化反應(yīng)尾氣同時采取提取釜吸收反應(yīng)，使N O和N O2與廢酸反應(yīng)變成混酸，從而達到去除氮氧化物的目的。廢酸尾氣吸收自2015年7月改造后運行至2016年2月，N Ox含量采樣分析后已低于240m g/m3，苯含量小于12m g/m3，硝基苯含量小于16m g/m3，完全達到了合格排放標(biāo)準(zhǔn)。

氮氧化物；廢酸尾氣；環(huán)境；吸收塔

國家標(biāo)準(zhǔn)GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》[1]，對于硝基苯生產(chǎn)裝置廢氣排放嚴格規(guī)定最高允許苯排放濃度為12mg/m3，最高允許硝基苯排放濃度為16mg/m3，最高允許NOx排放濃度為240mg/m3。

10萬t硝基苯裝置是年產(chǎn)7萬t苯胺裝置的配套裝置，采用的是四釜串聯(lián)，等體積低溫硝化法技術(shù)，由提取、硝化、中和水洗、廢水處理及硝基苯精制組成。配套廢酸提濃單元的廢酸提濃法采用英國QVF公司技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備，對稀硫酸精制采用減壓精餾，減少蒸汽消耗。但受資金等因素影響，未采納QVF公司提供的加壓水吸收技術(shù)[1]，自行設(shè)計了一套堿吸收工藝，在實際生產(chǎn)運行中效果不理想。

廢酸提濃尾氣中的氮氧化物主要是NO、N2O3、NO2、N2O4和N2O5，其中N2O3、NO2、N2O4和N2O5不穩(wěn)定，很容易轉(zhuǎn)化成NO和NO2，所以，對氮氧化物的脫除主要考慮如何脫除這兩種物質(zhì)的問題。采用硝基苯吸收塔脫除尾氣中的有機物廢氣，使尾氣中的大量苯和硝基苯得到回收利用，但脫除不徹底，達不到國家標(biāo)準(zhǔn)排放要求。

1　原設(shè)計廢酸提濃尾氣吸收工藝

1.1原設(shè)計廢酸提濃尾氣吸收流程

廢酸提濃尾氣吸收原設(shè)計為液體氫氧化鈉吸收，基本工藝流程為：從廢酸提濃蒸發(fā)器蒸出的氣相物料由真空泵抽真空引出，經(jīng)除霧塔進入尾氣冷卻器冷卻，不凝氣進入尾氣冷凝冷卻器進行深冷卻，最后不凝氣經(jīng)真空泵進入液體氫氧化鈉尾氣吸收系統(tǒng)[2]，吸收后直接放空?，F(xiàn)場觀察到放空氣體帶有大量黃色煙霧。從環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)看，吸收后的氣體氮氧化物和有機物嚴重超標(biāo)。工藝流程圖見圖1。

圖1　工藝流程圖

1.2原設(shè)計廢酸提濃尾氣吸收效果

苯胺車間廢酸提濃裝置廢氣監(jiān)測結(jié)果表明，苯最高濃度達到1.9×105mg/m3，硝基苯最高濃度達到3750mg/m3，NOx最高濃度達到66300mg/m3，尾氣排放依舊超標(biāo)。

2　改造后工藝

2.1改造后工藝流程

根據(jù)相似相融原理，車間先用粗硝基苯對尾氣中的有機氣體進行吸收，然后改用循環(huán)廢酸對尾氣中的氮氧化物進行吸收，吸收后排的尾氣基本看不到黃色煙霧。改造后流程簡圖見圖2。

圖2　改造后工藝流程簡圖

2.2四臺硝化釜排放的尾氣吸收

四臺硝化釜和ST402及F405排放的尾氣成分中的氮氧化物主要是NO、NO2。將廢酸提濃尾氣（主要是NO、NO2）并入硝化反應(yīng)尾氣吸收系統(tǒng)，從而達到全吸收是可行的，流程的改變也比較容易。

因為廢酸提濃尾排放的尾氣和四臺硝化釜成分中的氮氧化物一樣，主要是NO和NO2，將廢酸提濃同樣成分的尾氣引入提取塔[3]，利用NO和NO2的上升和循環(huán)廢酸從上往下加入，二者充分接觸并在填料中尾氣吸收是連續(xù)的，將氮氧化物和廢酸形成混酸，混酸又和純苯在提取釜內(nèi)繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)生成少量硝基苯，此過程也是連續(xù)所以不易達到飽和。因此，廢酸提濃尾氣和硝化反應(yīng)尾氣同時進入提取吸收塔吸收是可行的。使NO和NO2與廢酸反應(yīng)變成混酸，與純苯進一步反應(yīng)生成少量硝基苯，從而達到去除氮氧化物的目的，達到完全吸收。

2.3改造前后尾氣吸收比較

將改造前后尾氣吸收比較，列出具體變化，并與國家標(biāo)準(zhǔn)對照，進行分析論述。

3　結(jié)論

兩單元的尾氣同時進入提取，連續(xù)吸收長周期運行不易達到飽和。廢酸尾氣吸收自2015年7月改造后運行至2016年2月，NOx含量采樣分析后已低于240mg/m3，苯含量小于12mg/m3，硝基苯含量小于16mg/m3，完全達到了合格排放標(biāo)準(zhǔn)。

[1]馬騰蛟.廢酸提濃裝置尾氣吸收方案對比及選擇[J].甘肅科技,2013,29(6):23-25.

[2]楊鑫,李陽.廢酸尾氣吸收[J].甘肅科技,2014,30(22):23-25,36.

[3]豆丁網(wǎng).7萬噸年苯胺生產(chǎn)裝置(建筑工程)施工方案[EB/OL]. (2012-11-27)[2016-07-26].http://www.docin.com/p-538632066.html.

Nitrobenzene Unit of Spent Acid Concentrates Scrubber Method

Xue Ke-hu,Jiang Ying-bao,Sun Hong-qiang,Wang Wei
(Lanzhou Petrochemical Company Fertilizer Plant Aniline Workshop,Gansu Lanzhou 730060)

Waste acid in the nitration reaction concentrates produced during the release of large amount of benzene,nitrobenzene,poisonous gases nitrogen oxides,these gases are an important source of air pollution on the human body,animals and plants of great harm. Spent acid concentrate exhaust and exhaust nitration reaction kettle while taking the extract absorption reaction of NO and NO2reaction with the spent acid into a mixed acid,so as to achieve the purpose of removing nitrogen oxides. Spent acid Scrubber run since July 2015 to February 2016 transformation,NOxcontent of the samples after analysis has been less than 240mg/m3,benzene content of less than 12mg/m3,nitrobenzene content of less than 16mg/m3,fully meet the eligibility Emission Standards.

Nitrogen oxides; Spent acid exhaust; Environment; Absorber

TQ246

A

2096-0387（2016）05-0055-03

薛克虎（1962-），男，甘肅蘭州人，大專，高級技師，研究方向：化學(xué)工程與工藝。