乙二醇裝置酯化工藝廢水處理技術(shù)

　　乙二醇裝置酯化工藝其工作原理是利用原有的酯化塔來對廢水進(jìn)行一定程度的改造，但是在處理酯化系統(tǒng)的溶液中，其自身副產(chǎn)含3%-5%的稀硝酸，雖然能使需要進(jìn)行排放的廢液達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)，但是其自身所含有的稀硝酸以及硝酸鹽會對排放管道以及相關(guān)設(shè)備造成一定的腐蝕，如何消除這種腐蝕情況，并且有效的減輕廢液中的硝酸鹽的含量、減少工藝使用過程中的處理成本，利用乙二醇裝置創(chuàng)造出更大的效益，并且有效的推動乙二醇工藝更好的前進(jìn)和發(fā)展，是我們現(xiàn)階段需要做的。

　　1、技術(shù)方案的改進(jìn)

　　在本次方案的設(shè)計(jì)過程中，主要是通過對原有的技術(shù)進(jìn)行改造使其在使用的過程中可以更加方便。在原有的技術(shù)中，其所產(chǎn)生的稀硝酸以及硝酸鹽對于管道的腐蝕是原工藝中最令人頭疼的事情，為了有效的改變這一問題，在對工藝方案進(jìn)行改造的過程中，利用硝酸能夠參加還原反應(yīng)這一點(diǎn)來將工藝中所存的硝酸與與乙二醇工藝生產(chǎn)系統(tǒng)中所產(chǎn)生的甲醇、工藝合成氣中所產(chǎn)生的NO，在一定的溫度與一定的壓力下進(jìn)行催化反應(yīng)，這樣可以使其生成新的反應(yīng)物亞硝酸甲酯(MN)，所生成的亞硝酸甲酯(MN)其自身就是乙二醇工藝在進(jìn)行生產(chǎn)的過程中所需要使用的一個(gè)材料。這樣一來就能夠有效的解決這一問題，然這一工藝變得更加環(huán)保，符合當(dāng)下我國政府對于環(huán)境保護(hù)的要求，同時(shí)由于在反應(yīng)的過程中出現(xiàn)了原本反應(yīng)所需要的原材料，直接減少了反應(yīng)所需的材料成本，有效的降低了反應(yīng)所消耗的成本，無論從哪一點(diǎn)來看都是有利于現(xiàn)階段我國的發(fā)展的，在改進(jìn)過程中稀硝酸的催化反應(yīng)原理為：HNO3+2NO+3CH3OH=3CH3ONO+2H2O。

　　1.1 工藝流程

　　將廢水通過壓縮機(jī)進(jìn)行增壓，在將進(jìn)行增壓處理后成氣體狀態(tài)的廢水，送入酯化塔的下部是其與工藝系統(tǒng)中的沸器出口中的物料進(jìn)行均勻的混合，在確?；旌辖Y(jié)束后，處理中的與酯化塔中從上部下來液體的逆流而行，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)氣液接觸的反應(yīng)。在進(jìn)行反應(yīng)的過程中會出現(xiàn)，硝酸在與一氧化氮和甲醇進(jìn)行反應(yīng)逐步生成亞硝酸甲酯。在反應(yīng)的過程中，生成的液相會通過酯化塔的釜液再一次輸送到泵中，將液體送去甲醇的回收系統(tǒng)，而所生成的氣相則會與酯化塔中的主氣流一起進(jìn)行上升，其他將從酯化塔的塔頂出去。

　　1.2 在反應(yīng)過程中的相關(guān)參數(shù)

　　本次方案的主要改變就是將原有的對管道產(chǎn)生腐蝕的稀硝酸進(jìn)行還原反應(yīng)，使其變成能夠應(yīng)用的亞硝酸甲酯和水。利用廢水中本身就存在的甲醇以及催化劑，在一定壓強(qiáng)下幫助其進(jìn)行有效的反應(yīng)，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)，讓其進(jìn)行反應(yīng)的主要溫度和壓強(qiáng)以及其他相關(guān)參數(shù)，將這些參數(shù)進(jìn)行整理和歸納，方便以后在使用這一工藝的過程中更好的生成亞硝酸甲酯和水。

　　其反應(yīng)所需要的溫度條件為：65℃～90℃;反應(yīng)所需要的壓力為：0.4MPa～0.45MPa;在反應(yīng)的過程中其液相的流量為：12t/h;氣相的流量為：6000m3/h。

　　1.3 對反應(yīng)器的改造

　　想要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在的工藝過程，那么對已有的工藝進(jìn)行一定的改造是必然的。為了達(dá)到HNO3+2NO+3CH3OH=3CH3ONO+2H2O這一化學(xué)方程式的反應(yīng)條件，我們需要對酯化塔的下塔筒體進(jìn)行一定的改造，填裝一定份額的催化劑。在進(jìn)行改造的時(shí)候需要在下塔的筒體內(nèi)部上下分別安裝催化劑的格柵，并且安裝放置液體的分布器，這樣可以直接將反應(yīng)所用的液體引入液體的分布器內(nèi)，方便反應(yīng)的進(jìn)行。

　　1.4 硝酸的回收率以及回收的效果

　　在對乙二醇裝置酯化工藝原有方案進(jìn)行改造后，用這一工藝來進(jìn)行廢水的處理可以發(fā)現(xiàn)原先工藝廢水中所含有的稀硝酸在利用新的方法進(jìn)行反應(yīng)后，其自身的回收率超過了45%，而在進(jìn)行廢水的排放時(shí)可以檢測到，現(xiàn)如今從出口工藝液中進(jìn)行檢測，其自身的硝酸含量基本控制在了2.5%以下，完全達(dá)到了國家的標(biāo)準(zhǔn)，并且對于環(huán)境保護(hù)以及提高我國的水質(zhì)狀態(tài)都有很大的益處。

　　2、改造后的效益分析

　　改造的目的是為了保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，提高這一工藝技術(shù)自身的效益，在應(yīng)用這一方案時(shí)，可以得到怎么樣的效益是我們在進(jìn)行工藝改造后最為關(guān)注的問題，以年產(chǎn)量為10萬t規(guī)模的合成氣制乙二醇來作為實(shí)驗(yàn)分析的基礎(chǔ)。

　　2.1 節(jié)省的硝酸的費(fèi)用

　　根據(jù)事前的數(shù)據(jù)調(diào)查和分析可以知道，在12t/h的液相中，其自身所含有折為63%的硝酸，約為856kg/h。通過這一數(shù)據(jù)可以繼續(xù)推斷，應(yīng)用未改進(jìn)之前的工藝來進(jìn)行處理，其全年所損耗63%的硝酸實(shí)際約為6856t/年，其中一年按照8000h來進(jìn)行計(jì)算。而應(yīng)用改進(jìn)后的工藝方式來進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)可以知道其所回收的硝酸在進(jìn)行折百之后的數(shù)量為262.23kg/h，可以發(fā)現(xiàn)在應(yīng)用這一方案后，年回收的63%硝酸其實(shí)際重量約為3328.8t/年。根據(jù)市場調(diào)研可以知道，在當(dāng)前的市場每噸含量為63%的硝酸，其在市場上的采購價(jià)格多為1200元/t，這樣一來通過計(jì)算可以知道，應(yīng)用新的方案其在資金上每年可以節(jié)約約為399.49萬元/年。所節(jié)省下來的資金可以投入到下一次的使用中，或是應(yīng)用這些資金進(jìn)行更好的方案的研究，幫助我國在污廢水的處理上有著更大的進(jìn)步。

　　2.2 節(jié)省液堿的費(fèi)用

　　通過計(jì)算和分析可以知道，3328.8t/年的含量為63%的硝酸，按照反應(yīng)的理論來進(jìn)行計(jì)算和分析，可以清楚的知道，相對于未改進(jìn)的工藝體制，其自身減少了47%的液堿的添加量。

　　那么對其進(jìn)行計(jì)算可以知道：3328.8×0.63×40÷63÷0.47=2833.02t/年，但是在進(jìn)行實(shí)際的反應(yīng)中通常會出現(xiàn)增大15%的情況，那么按照這一情況來對當(dāng)前問題進(jìn)行考慮則為：2833.02×1.15=3257.97t/年。

　　根據(jù)對市場的調(diào)查可以知道，目前每噸含量為48%的堿液其采購價(jià)格約為900元/t，合計(jì)節(jié)約292.13萬元/年。

　　2.3 減少了N2O4的消耗

　　通過化學(xué)反應(yīng)方程式可以知道：3N2O4+2H2O=4HNO3+2NO。根據(jù)計(jì)算可以知道，每年回收的含量為63%硝酸約3328.8t/年，那么將數(shù)字套入化學(xué)方程式可以知道，每年可以減少N2O4的消耗約為2287.08t/年。

　　2.4 電量和蒸汽的消耗

　　在使用新的方案時(shí)會增加一定量的蒸汽和電的消耗，通過數(shù)據(jù)可以知道使用新的工藝每年會增加消耗0.3MPa(g)低壓蒸汽約為12000t/年，通過計(jì)算可知12000t/年×94元/t=112.8萬元/年。每年會增加電的消耗量為6.3萬kWh，通過計(jì)算折合人民幣約為3.2萬元/年。

　　2.5 整體的經(jīng)濟(jì)效益

　　通過以上的分析和計(jì)算可一直知道，在對工藝設(shè)備改造完成之后，每年所節(jié)約的費(fèi)用為691.62萬元/年，每年所消耗的費(fèi)用116萬元，共節(jié)約575.62萬元/年。

　　3、結(jié)語

　　根據(jù)本文所述可以知道，在進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們所做的不是要推翻原有的方案，而是需要將其進(jìn)行保留，然后對其進(jìn)行更好的改造。本文所述方案指的就是利用原有的酯化塔來對方案進(jìn)行一些改造，改造的目的是，將利用乙二醇酯化工藝所處理后的廢水中所含有的稀硝酸進(jìn)行還原，這樣做可以提高乙二醇酯化工藝的環(huán)保節(jié)能技術(shù)，同時(shí)由于不會再出現(xiàn)腐蝕管道的情況，對于自身的效益來講也有了大幅度的提高，并且其自身也節(jié)省了對于乙二醇工藝在進(jìn)行生產(chǎn)的過程中對原材料的消耗，以及有效的減少了N2O4的消耗、液堿的消耗，消除了原工藝中稀硝酸以及硝酸鹽這兩種化學(xué)藥劑對于管道設(shè)備的腐蝕，整個(gè)工藝流程無三無廢品產(chǎn)出。(來源：江蘇金聚合金材料有限公司)