己内酰胺浓缩工艺废水的回收利用_段忖捷
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通过以上分析,提出浓缩工艺废水往前回收,修 改原方案。增加氨水塔、第一、第二萃取塔新回收水用 户,可全部或部分取代 CLC 用于冲洗或制备己内酰胺 溶液。
3 工艺废水直接回收的工业应用
3. 1 试运实施过程 2007 年 7 月份,按照工艺废水回收方案二进行
工艺改造,利用装置原有工艺水管线和 CLC 管线,将 浓缩工艺废水和萃取装置 CLC 管线相连。7 月底完成 施工并投用。通过优化萃取装置和精制装置各工艺操 作参数,进而保证中间产品己内酰胺水溶液及最终产 品质量指标稳定在一定范围;通过新改造流程,将浓 缩工艺废水引入萃取装置,分别将氨水塔、第一苯萃 取塔和第二苯萃取塔所使用的 CLC 缓慢切换为碱性 浓缩工艺废水;逐步加大原水萃取塔工艺废水回用
经 过 一 年 来 的 运 行 表 明 ,节 约 了 生 产 用 水
88 000 t/a,可满足不同处理量时生产需要。污水排
放量大大减少,达到了安全环保和职业卫生要求。
总之,通过一年多的实践表明,浓缩工艺废水直
接回收利用于生产中经济可行,具有显著的环保效 益、社会效益和经济效益。 3. 4 效益分析 3. 4. 1 直接经济效益
8 月 14 日 1.55 0.419 27.16 38.5 18 000 0.25 0.079
8 月 15 日 1.77 0.39 30.71 39 18 000 0.27 0.073
8 月 16 日 1.47 0.405 29.32 39 18 000 0.28 0.068
8 月 17 日 1.76 0.43 29.56 38 18 000 0.24 0.059
中间产品 RIC 值
Байду номын сангаас
25.6 29.0
己内酰胺溶液 混苯 /%
1.5
1.4
光密度
0.36 0.39
高锰酸钾值 /s 18 000 成品
挥发碱 /meq·kg-1 0.20 己内酰胺
光密度
0.061
18 000 0.21 0.062
从表 6 可以看出,在工艺废水回收后,中间产品及
成品质量指标也控制在正常范围内。
1 工艺废水回收方案一
通过对浓缩工艺废水和萃取装置 CLC 使用情况 进行分析后,提出初步方案,即利用装置废弃设备增 设小型水净化设施,再送往萃取装置为水萃取塔提供 反萃水。 1. 1 工艺废水水质分析
2007 年 5 月份,委托武汉大学对萃取水水质进 行分析(表 1),并进行吸附水质净化实验。
[ 收稿日期] 2009-04-24 [ 作者简介] 段忖捷(1973-),女,工程师,从事己内酰胺生产
8 月 22 日 1.84 0.384 30.58 38.5 18 000 0.28 0.066
8 月 23 日 1.77 0.369 30 40 18 000 0.3 0.067
·78·
河北化工
第 10 期
表 6 回用前后各指标对比(分别采用平均值)
项目
前
后
CPL 浓度 /% 38.5 38.3
12 517 mg/L)。造成这种现象的主要原因是水中含有
少量的己内酰胺。
1. 2 活性炭吸附实验
1. 2. 1 直接吸附
将工艺废水直接过活性炭柱。使用活性炭 20 g,
每 500 mL 测一次 COD,结果见表 2。
表2 废水通过量 /mL
COD/mg·L-1
500
7 224
1 000
9 353
1 500
(1)工艺废水回用后,工艺废水全部被送往 06 单 元各用户消化掉。减少了污水 COD 排放,污水处理成 本下降,COD 外排量以 11 000 L/h 计,外排水中 COD 含量 0.011 285 kg/L,环保处理费 2.2 元 /kg COD, 年效益为 218.47 万元。(2)工艺废水回收后,CLC 耗 量下降,节约了水资源。CLC 按 5.2 元 /t(厂内结算 价)计算,年效益为 45.76 万元。(3)工艺废水中约有 0.33%己内酰胺被回收。按照己内酰胺年度均价 19 146 元 /t 计算,年效益 551.76 万元。 3. 4. 2 环保效益
[ 中图分类号] X 703
[ 文献标识码] A
[ 文章编号] 1003-5095(2009)10-0076-03
工业废水大量排放会给环境带来严重的污染。企 业的发展和装置规模的扩大,造成生产污水水量增 加。随着国家环保政策日益加强对污染物排放总量的 控制,石家庄炼化分公司污水处理形势比较严峻。污 水处理能力的限制,严重制约了公司己内酰胺生产的 持续健康发展。所以,在发展生产的同时,如何降低生 产成本,降低生产用水消耗,减少废水外排,走低成本 可持续发展道路,就成为石家庄炼化分公司必须尽快 解决好的一件大事。回收再利用一切可利用的工业废 水是实现这一目标的重要手段。采取对工业废水的回 用是实现节能节水和减少运行费用的最有效方法。
SNIA 甲苯法己内酰胺精制装置的浓缩工艺是将 萃取装置产生的 35%己内酰胺水溶液提浓,以利于后 面再脱水精馏等操作。在浓缩过程中副产大量的工艺 废水,主要组成为水、少量的己内酰胺及微量副产物。 原工艺设计中除部分水回收外,每小时约十吨工艺废 水外送环保。外送工艺废水增大了环保装置的处理负 荷,对环保形成一定影响。而萃取装置萃取过程需连 续补入 CLC 用于冲洗或制备己内酰胺水溶液。综合考 虑,可将外送工艺废水进行处理并回用至萃取装置, 在节能减排方面均具有重要意义。
3. 3 运行评价
己内酰胺浓缩工艺废水回收后,可最大回收工艺
废水 88 000 t/a,操作弹性大,各项操作参数指标都
在设计范围内,产品质量指标在可控范围内。回收了
工艺废水中的己内酰胺,节约了生产用水,降低了污
水排放量,节水节能环保意义明显。
该工艺技术安全可靠,投资少,回收快,取得了良
好的经济效益和社会效益。
2 工艺废水回收方案二
通过对工艺废水及萃取装置展开更深入的分析 与讨论,总结出以下几点:(1)工艺废水 COD 值较高。 主要是其中夹带少量己内酰胺、苯造成,而此两种物 质,均是萃取装置需要的,如果处理掉将造成一定的 物质损耗。(2)工艺废水 pH 值高、氨氮含量高。主要是 苛化过程中游离氨或产生的氨类物质影响。萃取装置 的苛化及萃取、反萃取过程中物料需要控制在碱性条 件下。在此意义上,保留工艺废水的碱性并回用对萃 取装置的操作有利。(3)工艺废水中含有微量副产物。 可通过萃取装置中的副产物出口部分甩出。萃取装置 中副产物有两个出口:P-0608 和 P-0623。原方案中工 艺水回收利用于水萃取塔,副产物出口只有通过 P-0623。而工艺废水中含有微量水溶性副产物,理论 上,P-0608 为水溶性副产物出口,若将工艺水引至萃 取,可将其中的部分副产物甩出,从而提高工艺废水 直接回用的可能性。
技术管理工作。
表1
项目
指标
pH
10.80
电导 /μs·cm-1 酚酞碱度 /g·L-1 甲基橙碱度 /g·L-1
471 4.97 5.23
硬度
0
氨氮 /mg·L-1 铁 /mg·L-1 COD/mg·L-1
1 350 1.15 12 517
从分析结果可知,浓缩工艺废水的碱度及氨
氮含量高,并且有机物含量也很高 (COD 含量可达
1. 2. 3 实验结果
第 10 期
段忖捷:己内酰胺浓缩工艺废水的回收利用
·77·
通过水质分析结果和活性炭的吸附实验,从活性 炭对工艺废水 COD 的吸附效果来看,pH 值调整后,出 水的 COD 仍然高。 1. 3 结论
通过水质分析结果和活性炭的吸附实验,发现常 规方法处理后废水中 COD 只能下降 40%,净化处理效 果不理想。由于浓缩工艺废水 COD 及氨氮太高,没有 较经济的方法对该水进行处理。因此,工艺废水回收 方案一未能实施。
8 月 2 日 1.65 0.398 26.44 38 18 000 0.21 0.067
8 月 3 日 1.01 0.416 24.04 37.5 18 000 0.21 0.072
8 月 4 日 1.65 0.364 29.66 40.5 18 000 0.25 0.053
8 月 5 日 1.56 0.441 32.37 38.5 18 000 0.18 0.056
8 月 6 日 1.52 0.392 31.49 38.5 18 000 0.2 0.051
8 月 7 日 1.66 0.439 29.89 38 18 000 0.21 0.06
8 月 8 日 0.7 0.436 32.05 39 18 000 0.24 0.052
8 月 9 日 0.86 0.417 33.78 38 18 000 0.21 0.053
9 584
2 000
11 015
1. 2. 2 加酸吸附( 表 3)
表3 废水通过量 /mL
COD/mg·L-1
500
3 076
1 000
4 649
1 500
8 726
2 000
9 728
pH 值会影响活性炭的吸附,对工艺废水加酸处
理,调溶液 pH 值为 8.5~9.0。使用活性炭 20 g,每
500 mL 测一次 COD。
第 32 卷第 10 期 2009 年 10 月
Vol.32 No.10 Oct . 2009
己内酰胺浓缩工艺废水的回收利用
段忖捷
(石家庄炼化分公司,河北 石家庄 050032)
[ 摘 要] 通过对己内酰胺浓缩工艺废水回收的研究,提出了废水直接回收措施不但节能环保,而且效益可观。
[ 关键词] 己内酰胺;浓缩工艺;废水;回收利用
The Reclaiming and Utilizing of the Wastewater in the Caprolactam Concentrating Process
DUAN Cun-jie
(Sinopec Shijiazhuang Refining Chemical Company,Shijiazhuang 050032,China) Abstract:Through studing on the reclaiming and utilizing of the wastewater in caprolactam concentrating process ,the paper has raised the direct reclamation of the wastewater to save energy and protect environment and obtained good eco- nomic effect. Key words:caprolactam;concentrating process;wastewater;reclamation
8 月 10 日 1.53 0.409 29.3 37.5 18 000 0.28 0.065
8 月 11 日 1.22 0.399 30.63 38.5 18 000 0.23 0.061
8 月 12 日 1.57 0.41 30.56 39 18 000 0.22 0.071
8 月 13 日 1.61 0.408 28 37 18 000 0.24 0.073
量,同时减少原水萃取塔 CLC 水量。直至浓缩工艺废
水全部回用到原萃取装置;适当调整萃取塔盘转速和
外甩量等参数,保证萃取分离效果,稳定中间产品及
最终产品的质量指标在正常范围内。
3. 2 试运结果
3. 2. 1 工艺废水回用前后各主要 CLC用户用量对比
( 表 4)
表4 用户
用量 /t·h-1
前
后
水萃取塔
PM 值 /s
挥发碱 光密度 /meq·kg-1 (290 nm)
7 月 30 日 1.55 0.41 29.61 38.5 18 000 0.19 0.067
7 月 31 日 1.39 0.401 29.79 39 18 000 0.25 0.063
8 月 1 日 1.65 0.42 27.11 38.5 18 000 0.23 0.069
浓 缩 工 艺 废 水 外 排 量 为零,节约 CLC 消 耗 88 000 t/a,减少工艺废水外排 88 000 t/a,为节约 资源、保护环境做出了贡献。
4 结束语
浓缩工艺废水回收利用是经济效益和环境保护 的完美结合,不仅有经济效益,而且有着很大的社会 效益。工艺废水回收后,大大降低了公司的污水排放 量,使企业节能减排的工作见到实效。
8 月 18 日 1.68 0.427 28.92 38.5 18 000 0.22 0.053
8 月 19 日 1.49 0.382 30.95 39 18 000 0.22 0.06
8 月 20 日 1.5 0.387 29.95 38.5 18 000 0.25 0.062
8 月 21 日 1.4 0.39 29.89 37 18 000 0.23 0.059
9~10
0
苯萃取塔 1
0.6
0
苯萃取塔 2
0.3
0
氨水塔
1
0
工艺废水回收后,萃取装置 CLC 主要用户均被切
换为浓缩工艺废水。
3. 2. 2 工艺废水回收前后中间产品及最终产品质量
情况( 表 5、表 6)
表 5 回用后各质量指标
中间产品
最终产品
取样日期
混苯 /%
光密度 (290 nm)
RIC
值
CPL/%
3 工艺废水直接回收的工业应用
3. 1 试运实施过程 2007 年 7 月份,按照工艺废水回收方案二进行
工艺改造,利用装置原有工艺水管线和 CLC 管线,将 浓缩工艺废水和萃取装置 CLC 管线相连。7 月底完成 施工并投用。通过优化萃取装置和精制装置各工艺操 作参数,进而保证中间产品己内酰胺水溶液及最终产 品质量指标稳定在一定范围;通过新改造流程,将浓 缩工艺废水引入萃取装置,分别将氨水塔、第一苯萃 取塔和第二苯萃取塔所使用的 CLC 缓慢切换为碱性 浓缩工艺废水;逐步加大原水萃取塔工艺废水回用
经 过 一 年 来 的 运 行 表 明 ,节 约 了 生 产 用 水
88 000 t/a,可满足不同处理量时生产需要。污水排
放量大大减少,达到了安全环保和职业卫生要求。
总之,通过一年多的实践表明,浓缩工艺废水直
接回收利用于生产中经济可行,具有显著的环保效 益、社会效益和经济效益。 3. 4 效益分析 3. 4. 1 直接经济效益
8 月 14 日 1.55 0.419 27.16 38.5 18 000 0.25 0.079
8 月 15 日 1.77 0.39 30.71 39 18 000 0.27 0.073
8 月 16 日 1.47 0.405 29.32 39 18 000 0.28 0.068
8 月 17 日 1.76 0.43 29.56 38 18 000 0.24 0.059
中间产品 RIC 值
Байду номын сангаас
25.6 29.0
己内酰胺溶液 混苯 /%
1.5
1.4
光密度
0.36 0.39
高锰酸钾值 /s 18 000 成品
挥发碱 /meq·kg-1 0.20 己内酰胺
光密度
0.061
18 000 0.21 0.062
从表 6 可以看出,在工艺废水回收后,中间产品及
成品质量指标也控制在正常范围内。
1 工艺废水回收方案一
通过对浓缩工艺废水和萃取装置 CLC 使用情况 进行分析后,提出初步方案,即利用装置废弃设备增 设小型水净化设施,再送往萃取装置为水萃取塔提供 反萃水。 1. 1 工艺废水水质分析
2007 年 5 月份,委托武汉大学对萃取水水质进 行分析(表 1),并进行吸附水质净化实验。
[ 收稿日期] 2009-04-24 [ 作者简介] 段忖捷(1973-),女,工程师,从事己内酰胺生产
8 月 22 日 1.84 0.384 30.58 38.5 18 000 0.28 0.066
8 月 23 日 1.77 0.369 30 40 18 000 0.3 0.067
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河北化工
第 10 期
表 6 回用前后各指标对比(分别采用平均值)
项目
前
后
CPL 浓度 /% 38.5 38.3
12 517 mg/L)。造成这种现象的主要原因是水中含有
少量的己内酰胺。
1. 2 活性炭吸附实验
1. 2. 1 直接吸附
将工艺废水直接过活性炭柱。使用活性炭 20 g,
每 500 mL 测一次 COD,结果见表 2。
表2 废水通过量 /mL
COD/mg·L-1
500
7 224
1 000
9 353
1 500
(1)工艺废水回用后,工艺废水全部被送往 06 单 元各用户消化掉。减少了污水 COD 排放,污水处理成 本下降,COD 外排量以 11 000 L/h 计,外排水中 COD 含量 0.011 285 kg/L,环保处理费 2.2 元 /kg COD, 年效益为 218.47 万元。(2)工艺废水回收后,CLC 耗 量下降,节约了水资源。CLC 按 5.2 元 /t(厂内结算 价)计算,年效益为 45.76 万元。(3)工艺废水中约有 0.33%己内酰胺被回收。按照己内酰胺年度均价 19 146 元 /t 计算,年效益 551.76 万元。 3. 4. 2 环保效益
[ 中图分类号] X 703
[ 文献标识码] A
[ 文章编号] 1003-5095(2009)10-0076-03
工业废水大量排放会给环境带来严重的污染。企 业的发展和装置规模的扩大,造成生产污水水量增 加。随着国家环保政策日益加强对污染物排放总量的 控制,石家庄炼化分公司污水处理形势比较严峻。污 水处理能力的限制,严重制约了公司己内酰胺生产的 持续健康发展。所以,在发展生产的同时,如何降低生 产成本,降低生产用水消耗,减少废水外排,走低成本 可持续发展道路,就成为石家庄炼化分公司必须尽快 解决好的一件大事。回收再利用一切可利用的工业废 水是实现这一目标的重要手段。采取对工业废水的回 用是实现节能节水和减少运行费用的最有效方法。
SNIA 甲苯法己内酰胺精制装置的浓缩工艺是将 萃取装置产生的 35%己内酰胺水溶液提浓,以利于后 面再脱水精馏等操作。在浓缩过程中副产大量的工艺 废水,主要组成为水、少量的己内酰胺及微量副产物。 原工艺设计中除部分水回收外,每小时约十吨工艺废 水外送环保。外送工艺废水增大了环保装置的处理负 荷,对环保形成一定影响。而萃取装置萃取过程需连 续补入 CLC 用于冲洗或制备己内酰胺水溶液。综合考 虑,可将外送工艺废水进行处理并回用至萃取装置, 在节能减排方面均具有重要意义。
3. 3 运行评价
己内酰胺浓缩工艺废水回收后,可最大回收工艺
废水 88 000 t/a,操作弹性大,各项操作参数指标都
在设计范围内,产品质量指标在可控范围内。回收了
工艺废水中的己内酰胺,节约了生产用水,降低了污
水排放量,节水节能环保意义明显。
该工艺技术安全可靠,投资少,回收快,取得了良
好的经济效益和社会效益。
2 工艺废水回收方案二
通过对工艺废水及萃取装置展开更深入的分析 与讨论,总结出以下几点:(1)工艺废水 COD 值较高。 主要是其中夹带少量己内酰胺、苯造成,而此两种物 质,均是萃取装置需要的,如果处理掉将造成一定的 物质损耗。(2)工艺废水 pH 值高、氨氮含量高。主要是 苛化过程中游离氨或产生的氨类物质影响。萃取装置 的苛化及萃取、反萃取过程中物料需要控制在碱性条 件下。在此意义上,保留工艺废水的碱性并回用对萃 取装置的操作有利。(3)工艺废水中含有微量副产物。 可通过萃取装置中的副产物出口部分甩出。萃取装置 中副产物有两个出口:P-0608 和 P-0623。原方案中工 艺水回收利用于水萃取塔,副产物出口只有通过 P-0623。而工艺废水中含有微量水溶性副产物,理论 上,P-0608 为水溶性副产物出口,若将工艺水引至萃 取,可将其中的部分副产物甩出,从而提高工艺废水 直接回用的可能性。
技术管理工作。
表1
项目
指标
pH
10.80
电导 /μs·cm-1 酚酞碱度 /g·L-1 甲基橙碱度 /g·L-1
471 4.97 5.23
硬度
0
氨氮 /mg·L-1 铁 /mg·L-1 COD/mg·L-1
1 350 1.15 12 517
从分析结果可知,浓缩工艺废水的碱度及氨
氮含量高,并且有机物含量也很高 (COD 含量可达
1. 2. 3 实验结果
第 10 期
段忖捷:己内酰胺浓缩工艺废水的回收利用
·77·
通过水质分析结果和活性炭的吸附实验,从活性 炭对工艺废水 COD 的吸附效果来看,pH 值调整后,出 水的 COD 仍然高。 1. 3 结论
通过水质分析结果和活性炭的吸附实验,发现常 规方法处理后废水中 COD 只能下降 40%,净化处理效 果不理想。由于浓缩工艺废水 COD 及氨氮太高,没有 较经济的方法对该水进行处理。因此,工艺废水回收 方案一未能实施。
8 月 2 日 1.65 0.398 26.44 38 18 000 0.21 0.067
8 月 3 日 1.01 0.416 24.04 37.5 18 000 0.21 0.072
8 月 4 日 1.65 0.364 29.66 40.5 18 000 0.25 0.053
8 月 5 日 1.56 0.441 32.37 38.5 18 000 0.18 0.056
8 月 6 日 1.52 0.392 31.49 38.5 18 000 0.2 0.051
8 月 7 日 1.66 0.439 29.89 38 18 000 0.21 0.06
8 月 8 日 0.7 0.436 32.05 39 18 000 0.24 0.052
8 月 9 日 0.86 0.417 33.78 38 18 000 0.21 0.053
9 584
2 000
11 015
1. 2. 2 加酸吸附( 表 3)
表3 废水通过量 /mL
COD/mg·L-1
500
3 076
1 000
4 649
1 500
8 726
2 000
9 728
pH 值会影响活性炭的吸附,对工艺废水加酸处
理,调溶液 pH 值为 8.5~9.0。使用活性炭 20 g,每
500 mL 测一次 COD。
第 32 卷第 10 期 2009 年 10 月
Vol.32 No.10 Oct . 2009
己内酰胺浓缩工艺废水的回收利用
段忖捷
(石家庄炼化分公司,河北 石家庄 050032)
[ 摘 要] 通过对己内酰胺浓缩工艺废水回收的研究,提出了废水直接回收措施不但节能环保,而且效益可观。
[ 关键词] 己内酰胺;浓缩工艺;废水;回收利用
The Reclaiming and Utilizing of the Wastewater in the Caprolactam Concentrating Process
DUAN Cun-jie
(Sinopec Shijiazhuang Refining Chemical Company,Shijiazhuang 050032,China) Abstract:Through studing on the reclaiming and utilizing of the wastewater in caprolactam concentrating process ,the paper has raised the direct reclamation of the wastewater to save energy and protect environment and obtained good eco- nomic effect. Key words:caprolactam;concentrating process;wastewater;reclamation
8 月 10 日 1.53 0.409 29.3 37.5 18 000 0.28 0.065
8 月 11 日 1.22 0.399 30.63 38.5 18 000 0.23 0.061
8 月 12 日 1.57 0.41 30.56 39 18 000 0.22 0.071
8 月 13 日 1.61 0.408 28 37 18 000 0.24 0.073
量,同时减少原水萃取塔 CLC 水量。直至浓缩工艺废
水全部回用到原萃取装置;适当调整萃取塔盘转速和
外甩量等参数,保证萃取分离效果,稳定中间产品及
最终产品的质量指标在正常范围内。
3. 2 试运结果
3. 2. 1 工艺废水回用前后各主要 CLC用户用量对比
( 表 4)
表4 用户
用量 /t·h-1
前
后
水萃取塔
PM 值 /s
挥发碱 光密度 /meq·kg-1 (290 nm)
7 月 30 日 1.55 0.41 29.61 38.5 18 000 0.19 0.067
7 月 31 日 1.39 0.401 29.79 39 18 000 0.25 0.063
8 月 1 日 1.65 0.42 27.11 38.5 18 000 0.23 0.069
浓 缩 工 艺 废 水 外 排 量 为零,节约 CLC 消 耗 88 000 t/a,减少工艺废水外排 88 000 t/a,为节约 资源、保护环境做出了贡献。
4 结束语
浓缩工艺废水回收利用是经济效益和环境保护 的完美结合,不仅有经济效益,而且有着很大的社会 效益。工艺废水回收后,大大降低了公司的污水排放 量,使企业节能减排的工作见到实效。
8 月 18 日 1.68 0.427 28.92 38.5 18 000 0.22 0.053
8 月 19 日 1.49 0.382 30.95 39 18 000 0.22 0.06
8 月 20 日 1.5 0.387 29.95 38.5 18 000 0.25 0.062
8 月 21 日 1.4 0.39 29.89 37 18 000 0.23 0.059
9~10
0
苯萃取塔 1
0.6
0
苯萃取塔 2
0.3
0
氨水塔
1
0
工艺废水回收后,萃取装置 CLC 主要用户均被切
换为浓缩工艺废水。
3. 2. 2 工艺废水回收前后中间产品及最终产品质量
情况( 表 5、表 6)
表 5 回用后各质量指标
中间产品
最终产品
取样日期
混苯 /%
光密度 (290 nm)
RIC
值
CPL/%