丙烯酰胺裝置污水COD減排技術(shù)研究

楊秀進(jìn)

[摘要]COD即化學(xué)需氧量，是在一定的條件下，采用一定的強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質(zhì)多少的一個(gè)指標(biāo)。水中COD越高，表明水體中還原性物質(zhì)（如有機(jī)物）含量越高，而還原性物質(zhì)可降低水體中溶解氧的含量，導(dǎo)致水生生物缺氧以至死亡，水質(zhì)腐敗變臭。我國水體中有100多種污染物，從目前水體中污染現(xiàn)狀看，最主要的代表物就是COD。我車間已在2010年末對裝置污水COD減排工作進(jìn)行探討和研究，并在2011年、2012年的實(shí)踐工作取得了良好的效果。

[關(guān)鍵詞]污水COD;丙烯酰胺裝置;有機(jī)物;含量

一、裝置簡介

5萬噸/年丙烯酰胺一車間是世界上最大的丙烯酰胺生產(chǎn)裝置，該裝置全套引進(jìn)日本三菱化學(xué)公司設(shè)備、技術(shù)，于1995年8月投產(chǎn)，并生產(chǎn)出第一批催化劑。裝置以丙烯腈、水為原料，并在自產(chǎn)金屬骨架銅催化劑作用下水合生產(chǎn)濃度為46%～50%之間的丙烯酰胺溶液。

丙烯酰胺為白色晶體化學(xué)物質(zhì)，化學(xué)式為CH：=CHCONH：，是一種不飽和酰胺，其單體為無色透明片狀結(jié)晶。我車間生產(chǎn)的丙烯酰胺主要為生產(chǎn)聚丙烯酰胺提供原料，作為油田第三次采油的化學(xué)助劑，提高采油的收率。

二、裝置2010污水排放情況

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，2010年裝置排出口污水COD含量累計(jì)平均值為995mg/l，最低值為833mg/l，最高值為1217mg/l，直接接近裝置工藝卡片<1500mg/l指標(biāo)值。

三、導(dǎo)致裝置污水COD高的因素

（一）水合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高

水合反應(yīng)中，催化劑的濃度、活性和反應(yīng)溫度是影響反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的主要因素，在反應(yīng)溫度不變的情況下，催化劑的濃度和活性高，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)副產(chǎn)物增多，同時(shí)在催化劑濃度和活性不變的情況下，反應(yīng)溫度高，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)副產(chǎn)物也相應(yīng)地增加，反應(yīng)液中副產(chǎn)物NTPA（氮基三丙酰胺）在精制系統(tǒng)塔D-324中樹脂處理，再生時(shí)排入廢水中，造成廢水COD升高。

（二）N-703中有機(jī)物、含硫化合物高

精制塔D-324中離子交換樹脂再生的含銅和NTPA等的酸性廢水儲存在N-703中，加入液堿和硫氫化鈉與含銅廢水在攪拌器攪拌狀態(tài)下反應(yīng)生成硫化銅沉淀物，攪拌時(shí)間不能過長，如果長期攪拌，反應(yīng)生成的硫化銅可能和NTPA或其他排出物反應(yīng)形成化合物，這種化合物、銅和有機(jī)物可能溶解在廢水中，造成廢水COD高。

（三）催化劑制備輔料配比和反應(yīng)溫度控制不佳

在催化劑制備中，要定期加入硝酸根離子和鉻離子，鉻離子以硝酸鉻的形式加入，控制好各原料配比和反應(yīng)溫度制備優(yōu)質(zhì)的催化劑，反之則制備出低活性綠色的不合格催化劑，同時(shí)原料比例失衡，某些原料過剩，未能完全反應(yīng)溶解在水中，并在催化劑制備程序清洗步驟進(jìn)入廢水系統(tǒng)，造成廢水COD升高。

（四）過濾器拆洗頻繁造成廢水COD高

在本裝置中，能夠影響廢水COD的過濾器有聚合物檢測器和催化劑檢測過濾器，此類過濾器拆洗次數(shù)多，引起廢水COD含量高。濃縮系統(tǒng)是本裝置聚合物產(chǎn)生較多的地方，平均每天拆洗泵前過濾器10余次，黏附在濾筐上的聚合物被沖洗到廢水池，造成廢水COD高。

四、降低污水COD措施

（一）優(yōu)化操作參數(shù)，減少聚合物的生成

通過工藝調(diào)整優(yōu)化參數(shù)使裝置各工序產(chǎn)生的聚合物量減少，以減少機(jī)泵過濾器和在線過濾器拆洗頻次，將產(chǎn)生的聚合物充分回收減少清洗水量，降低廢水池T-708廢水中的COD。

1.控制T-322入口溫度在41～42℃之間，且出入口溫差<2.5℃，T-322絕對壓力在6～9KPa，同時(shí)保證T-321鼓入的空氣量。

2.控制FC-347流量不低于6t/h，溶液進(jìn)料在D-322內(nèi)填料上分布均勻，保證丙烯酰胺溶液在塔內(nèi)的平穩(wěn)流動(dòng)，減少聚合物的形成。

3.防止有鐵等雜質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)引起聚合物的增加，從而造成過濾器拆洗頻繁。

4.將拆洗過濾器的聚合物裝袋充分回收。

（二）控制N-703的攪拌時(shí)間

在常溫下，從D-324排放的含銅酸性廢水在N-703中與液堿和硫氫化鈉反應(yīng)的時(shí)間約2～3小時(shí)，控制攪拌器攪拌時(shí)間不大于3小時(shí)，減少廢水中有機(jī)物等化合物的溶解。

（三）優(yōu)化水合反應(yīng)條件，減少副產(chǎn)物的生成

嚴(yán)格控制反應(yīng)壓力在0.15～0.3MPa，溫度在90～97℃之間，根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷調(diào)整合適的反應(yīng)溫度，精確計(jì)算催化劑配比值，準(zhǔn)確計(jì)量催化劑制備原料，控制反應(yīng)器內(nèi)催化劑濃度在20%～22%，活性在0.045～0.055的范圍內(nèi)，調(diào)整反應(yīng)器催化劑進(jìn)料量，維持反應(yīng)工器中催化劑藏量與當(dāng)前負(fù)荷相匹配，控制良好的轉(zhuǎn)化率減少反應(yīng)副產(chǎn)物。

（四）實(shí)施效果對比情況

通過2010末對裝置污水COD減排工作的研究和實(shí)施，結(jié)果顯示2011年、2012年裝置污水COD均低于2010年活動(dòng)前的數(shù)據(jù)，取得了較好的效果。

下表為2010年、2011年、2012年污水COD月平均值對比

總結(jié)

通過本文探討研究并用于實(shí)踐，取得了一定的效果，但在控制COD方面還有很大的空間，降低廢水中COD含量，減少對環(huán)境的污染，是企業(yè)首先要解決的問題，在以后的生產(chǎn)工作中，我們將繼續(xù)努力降低生產(chǎn)中COD的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂靜，郭繼鋒.5萬噸丙烯酰胺操作規(guī)程[M].黑龍江：大慶繪本出版社，2006.