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）

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(guò)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(kāi)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(kāi)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(wèn)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(wèn)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(wàn)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(wèn)題。

本文擬通過(guò)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(guò)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(wèn)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(mǎn)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(lái)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(lái)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(guò)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(guò)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(wàn)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(wàn)元/年。

合計(jì)63%硝酸和48%液堿共節(jié)約原材料約686.62萬(wàn)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(wàn)元/年。

3.5 消耗電

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

4 結(jié)語(yǔ)

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(guò)程無(wú)三廢產(chǎn)生。