丙烯腈工艺废水四效蒸发技术
丙烯腈工艺流程简述
除去氨的气体主要 是丙烯腈、HCN和 乙腈,还有N2、CO、 CO2等以及少量的 丙烯醛、丙酮、丙 烯酸等副产物,进 入水吸收塔用4℃水吸收,得到粗丙烯腈水溶液。 塔顶低温下,不凝气放空,粗丙烯腈水溶液进入 萃取精馏塔(即回收塔)。丙烯腈和水的共沸物 从塔顶馏出,乙腈由侧线采出,乙腈再到乙腈塔 精馏得到副产物。而AN-H2O共沸物冷却后分为水 相和油相两层,经分离器收集的油相含AN和HCN、 少量丙烯醛,进入脱氰化氢塔内,水相返回萃取 塔做溶剂。
丙烯、氨和空气在催化剂料层中,进行 气固相催化反应,控制反应温度在 430~450℃;由流化床内的U型冷却管通 去盐水移去反应热,生成高压蒸汽和高 压过热蒸汽作为空气透平压缩机的动力。
流化床反应后的 气体产物,经床 顶的内旋分离器 除尘,回收催化 剂后,由换热器迅速冷却至200℃左右,即 进入急冷塔进行处理。急冷塔下部由循环 水洗去夹带的粉尘,可能已经聚合的高聚 物渣滓,部分醛类和少量氨。气体由中间 隔开的泡罩进入急冷塔上半段,用工业硫 酸中和除去气体中残余的全部NH3,除沫后 由急冷塔后冷凝器将气体冷却至40℃左右。
丙烯腈工艺流程简述
07应化1班 200707302123 刘念
丙烯腈简介
丙烯腈的工艺流程示意简图
丙烯腈的工艺流程简述
丙烯氨氧化法生产丙烯腈的工艺流程主要分 为三个主要阶段:反应工段、水洗工段以及 分离精制工段。
经过滤后的洁净空气由透平 压缩机压缩至0.1MPa左右, 从流化床反应底部的下分布板 进入流化床反应器,丙烯和 氨分别进行汽化后,再过热 按一定比例混合,从流化床反应底部的上分 布板进入,混合气与空气按一定比例投入。 流化床内先已安装好固定相的催化剂并燃 丙烯将床内预热到440℃左右。
脱氰化氢塔从塔顶 分离采出,得到高纯 度的HCN,塔釜为 粗AN,釜料进入AN 精馏塔(即成品塔) 真空精馏,塔釜为高 沸物,塔顶为低沸物, AN从侧线采出,成 为合格产品进入成品 贮槽。
丙烯腈生产中的废水和废气处理
在废水贮池中混合均匀的废水进入曝气池, 由通气管激烈供气。经曝气池后进入沉淀 池,其上部清夜作为已处理好的水加氯气 杀菌后排放。一部分沉淀污泥作为剩余污 泥被排出系统外,余下的作为回流污泥再 回流到曝气池使用。
活性污泥是微生物群和被吸附的有机物、无 机物的总称,在这里微生物群体形成菌胶 团,它将废水包过在内,进行生物学的吸 附作用,继而进一步发生氧化分解生成CO2 和水。由于菌胶团容易沉降,所以就能在 较短时间内处理废水。
丙烯腈生产中的废水 和废气处理
主讲人:呼广辉
丙烯腈生产中的废水和废气处理
废水处理 1)污水来源 2)处理方法 废气处理
污水来源
1)反应生成水
因反应条件和采用的催化剂不同,各主、 副反应物的单程收率不会一样,生成水量 也会有所差别。通常合成1t(丙烯腈)产生 1.5-2.0立方米(反应生成水)。
2)工艺过程用水
工艺过程用水包括分离合成产物过程的吸 收水和萃取水,反应器用的稀释水蒸气, 和蒸馏塔用的直接水蒸气。
处理方法
1)生化处理方法 曝气池活性污泥法、生物转盘法
2)物理、化学处理方法 加压水解法、活性炭吸附法、湿空气氧化法
1)生化处理方法
当废水量较大,氰化物(包括有机氰化物) 含量较低时,则可用生化方法处理,最常 用的方法是曝气池活性污泥法
这一方法的主要的缺点是曝气过程中,转盘法今年来广泛采用生物转盘法。生物转盘由 固定在同一横轴上的间距很近的圆盘组成,可以 隔成数级,放入盛污水的氧化槽中,圆盘一半浸 在污水中,一半露在大气中,用电动机带动横轴 是圆盘慢慢转动,圆盘上先挂好生物膜,污水不 断地从氧化槽底进入氧化槽,污水中有机物吸附 在生物膜上,当转到大气中,被盘片带起的污水 薄膜,沿着生物膜往下流淌,空气中氧不断融入 水膜中,微生物吸收水膜中的氧,在酶催化下, 有机物氧化分解。本法的优点是不会造成二次污 染。
丙烯腈工艺废水四效蒸发技术研究进展
丙烯腈 是 一 种 化 学 性 质 非 常 活 泼 的 物 质,它 极 易 发 生 聚 合、水解醇解、双键加成等反应,在各个生产环节中都显得极为 重要,因此它是工业生产过程中一种重要材料。例如我们生活 中经常都能听到或者随处可见合成纤维和合成橡胶以及合成 树脂等,在它们的 原 材 料 中 都 有 丙 烯 腈 的 身 影,除 此 之 外 在 有 机合成工业和医学药学工业等其他领域中丙烯腈也在发挥着 它的作用[1]。总之对于化工行业乃至其他生产行业来说,丙烯 腈都尤为重要。
正因为丙烯腈对各个行业的不可或缺,丙烯腈的生产也要 紧跟需求的步伐。其生产方法有丙烯氨氧法、环氧乙烷法和乙 炔法等,工业上目 前 最 有 价 值 的 是 丙 烯 氨 氧 法,但 在 其 生 产 过 程中会产生氢氰 酸、乙 腈、丙 烯 醛 和 丙 烯 酸 等 有 毒 有 害 的 副 产 物。此外,在腈纶和 ABS塑料等工业生产过程中所产生的废水 中含有丙烯腈、丁 二 腈、丙 烯 酸 甲 酯、丙 烯 酰 胺、氰 化 物 的 等 污 染物以及以丙烯腈二聚体和丙烯腈衍生物的含有氖基的有机 化合物,这类废 水 处 理 起 来 很 有 难 度 [2]。 因 此,在 我 国 对 环 境 问题日益高度重视和对节能减排的严格要求下,对丙烯腈工艺 废水的处理更是迫在眉睫。
易造成二次污染,在 国 家 对 环 境 日 益 重 视 的 情 况 下,此 法 也 并 不完全适用。还有一个就是焚烧法,但是这种处理方法有一个 弊端就是需要大量燃油,并且在其处理过程中由于结垢等问题 会对设备造成损害,因此这种方法也不适用于工业上长期连续 的处理。而生物法和膜分离法这两种方法也暂时还没有在实 际生产过程中的到广泛应用[3]。总的来说,很大一部分方法在 实际生产中并不能达到完全理想的效果甚至的不到真正的实 施。
丙烯腈废水处理技术的研究进展
丙烯腈废水处理技术的研究进展摘要:介绍了丙烯腈废水的来源及其危害,并叙述了目前国内外丙烯腈废水处理技术的研究进展。
通过对比各种处理技术的优缺点,从废水资源化的角度,对丙烯腈废水的处理方法提出了一些建议和展望。
认为可将物理法、化学法、生物法3 类方法相结合,优缺点互补,组成物化法、生化法或物化生联用法。
关键词:丙烯腈废水;处理技术;资源化近年来,随着工业技术的发展,各类工业废水的大量排放导致环境污染严重,其中含氰废水是一种毒性较大的工业废水,主要来自电镀、煤气、焦化、冶金、金属加工、化纤、塑料、农药等部门。
由工业污染源进入环境的氰化物属剧毒类物质,包括以氢氰酸、氰化钠为代表的无机氰化物和以丙烯腈、丁二腈为代表的有机氰化物(或称腈化物)。
其中,丙烯腈是3 大合成材料(纤维、橡胶和塑料)的重要化工原料,在有机合成工业和人民经济生活中用途广泛。
全世界丙烯腈的生产主要集中在美国、西欧和日本等国家和地区,到2011 年底,全球丙烯腈总生产能力约为6.4 Mt/a,其中一半不到的产能出自美国[1-2]。
丙烯腈生产过程中排出的废水含有剧毒物质丙烯腈、乙腈、氢氰酸、聚合物、硫铵等,对环境危害极大[3]。
同时,丙烯腈属于我国确定的58 种优先控制和美国EPA 规定的114 种优先控制的有毒化学品之一,因此大力研发丙烯腈废水的处理技术意义重大。
本文叙述了目前国内外丙烯腈废水的处理技术,及其存在的优缺点,并且从废水资源化的角度提出了对未来丙烯腈废水处理技术的一些建议和展望。
1·丙烯腈合成工艺丙烯腈合成工艺主要有环氧乙烷法、乙炔法、丙烯氨氧化法和丙烷氨氧化法[4]。
其中环氧乙烷法是先由环氧乙烷和氢氰酸反应制得氰乙醇,再在碳酸镁的催化作用下脱水制得丙烯腈,此法生产的丙烯腈纯度相对较高,但其原料昂贵,且氢氰酸的毒性较大,现已被淘汰。
乙炔法是将乙炔和氢氰酸在氯化亚铜和氯化铵的催化作用下直接合成丙烯腈,工艺较为简单,其缺点是副产物种类较多,并且不易分离,也已经被淘汰。
年产20万吨丙烯腈项目—四效蒸发工段工艺设计
本文以20万吨/年丙烯睛生产装置中的回收和精制过程为主要研究对象。首先应用化工过程模拟软件PRO/ II模拟计算生产装置中的回收和精制过程,其中包括:适合该体系热力学方程的选取,软件中适合该过程的模块的选用和对过程的模拟,模拟结果与工业数据间的对比以进行可靠性验证。然后,应用该模拟程序考察分析影响回收和精制过程的主要工艺参数,以提高丙烯睛的回收率和更加合理的利用能量为目标,对相关的工艺参数进行分析,在保证丙烯睛收率的前提下,向消耗低的方向努力。本文的研究对于工厂的实际生产操作具有方向性和指导性意义。
5、2017年5月至6月完成设计说明书,准备答辩.
特色或创新之处
1、本论文在文献工作和充分调研的基础上,对扩能改造各种工艺路线及研究现状进行分析对比。
2、对国外20万吨/年丙烯睛装置运行现状进行分析,结合装置自身情况提出改造方案并对具体实施情况进行了描述。
3、对原装置存在的生产瓶颈问题提出解决办法。
尚需解决的问题:
1、具体流程的参数(包括物料的种类、流量,各过程的温度、压力,能源的种类、数量等)要由反应及过程的具体需要来确定;
2、设备的化工计算及选型也尚需在衡算结果上方可进行.
指导教师意见
指导教师(签名):年月日
系意见
系主任(签名):年月日
可行性分析:
通过查阅文献,并结合之前所学知识和企业实习所学经验,可以论证工艺方案和流程的可行性,此设计符合现实车间的生产工艺.
研究计划及预期成果
1、2017年1月收集整理文献,拟定课题;
2、2017年2月查阅翻译翻译文献,拟写开题报告;
3、2017年3月进行全生产工艺过程的物料、热量衡算;
4、2017年4月进行磺化工段典型非标设备的设计计算及定型设备的选型;
丙烯腈生产废水处理技术研究进展[1]
兰州化学工业公司石油化工厂丙烯腈车间焚 烧炉耗油量在 1 000 kg/h 左右, 同时处理的废水量 也很有限。为了节能, 该厂对焚烧炉进行了技术改 造, 改用乳化燃料油, 取得了显著的经济和环境效 益。
另外, 改变传统的以油和燃气为辅助燃料的 液体喷射炉、回转窑焚烧炉工艺, 采用流化床焚烧 炉技术可以低温燃烧, 这样避免了前两者燃烧中 NOX 产量较大的弊端。除此之外, 流化床燃烧技术 处理有机废水还具有燃烧效率高、限制氮氧化合物 的生成、可以有效避免装置损坏等优点。别如山 [7] 等人采用流化床燃烧技术处理尼龙 66 盐厂产生 的 废水, 成功地实现了以废治废的目标, 对治理废 气、废水对环境的污染, 保护环境有着重要意义。
丙烯腈装置节能降耗技术
丙烯腈装置节能降耗技术摘要:本文介绍了丙烯腈装置中广泛应用的节能降耗技术,包括焚烧炉余热回收技术、硫铵双效逆流蒸发技术、精制尾气回收技术、提高四效蒸发率技术、废水浓缩技术和膜法富氧助燃技术。
探讨其在丙烯腈生产中的应用和效益,旨在为相关行业的从业人员提供有益的参考和指导。
关键词:丙烯腈;装置;节能降耗;技术丙烯腈是一种重要的有机化工原料,广泛应用于合成纤维、合成橡胶、合成树脂等领域。
然而,丙烯腈的生产过程通常伴随着高能耗和大量的废气、废水排放问题。
通过采用节能降耗技术,丙烯腈装置可以实现能源的有效利用,最大程度地减少资源浪费和环境污染。
1.丙烯腈装置能耗分析在丙烯腈的生产过程中,能源消耗主要集中在压缩机、泵类设备、加热炉和分离塔等核心设备上,在原料处理的过程中,压缩机和泵类设备消耗的能源占总能源消耗量约30%,加热炉的燃烧过程和分离塔的蒸汽消耗分别占了约25%和20%的能源消耗量。
丙烯腈的合成反应都是在高温高压的条件下进行,需要耗费大量的能量,因此在反应器操作中,通过优化反应条件、提高反应效率等措施,可以降低能耗。
2.丙烯腈装置的节能降耗技术2.1焚烧炉余热回收技术该技术通过有效利用焚烧炉燃烧过程中产生的高温废气中的余热,实现能量的回收与再利用。
在丙烯腈装置中,焚烧炉是用于处理废气和废液的关键设备,传统情况下焚烧炉废气中的高温热量会直接排放到大气中,造成能量的浪费和环境的污染。
然而,通过焚烧炉余热回收技术,可以将废气中的高温热量有效地回收利用,采用余热锅炉系统将废气中的余热传递给水或其他工质,使其加热并转化为蒸汽或热水[1]。
如此产生的蒸汽或热水可以用作丙烯腈装置中其他工序的加热或蒸汽动力,不仅可以减少对传统能源的依赖,降低生产成本,还可以减少二氧化碳等温室气体的排放。
焚烧炉余热回收技术的应用还可以进一步优化能源利用效率,采用热交换器将废气中的余热与新鲜空气或进料预热,减少能源的消耗,通过余热回收系统的优化设计,使废气中的热量能够更加充分地传递给工质,提高热效率。
丙烯腈工艺废水处理技术分析
丙烯腈工艺废水处理技术分析摘要:丙烯腈是某种农药或者医药的中间流程材料,也是橡胶、纤维等合成化学物的主要原材料,生产的主要地区为美国、西欧地区等国家。
据了解,生产丙烯腈的过程会产生大量有剧毒的化学品,例如氢氰酸,这对环境十分不友好。
而这一问题,不只在我国出现,世界各国也都面临着这个问题。
本文将基于丙烯腈的生产过程,探究丙烯腈在废水中的存在成分,进而总结含有丙烯腈的废水几种常见的处理方法。
关键词:丙烯腈工艺;废水处理;技术分析我们了解到,在生产丙烯腈的过程中会产生含有剧毒的化合物,成分也十分复杂,这样的化合物在水源当中具有更大的危害,非常难以处理。
但是我国国内对于丙烯腈的需求量巨大,因此研究如何处理含有丙烯腈的废水,对于我国的化学合成产业具有重要的意义,是国家迫切需要解决的问题,符合生态环保的理念,更是符合建立环境友好型社会的需要。
1.丙烯腈的生产流程通过查阅资料,我们得知可以通过以下四种方法合成丙烯腈,分别是乙炔法、环氧乙烷法、丙烷氨氧法和丙烯氨氧法。
在四种方法中,丙烯氨氧法是现在我国乃至全球范围内最常使用的方法。
在生产过程中,按照1:5:1的摩尔比将空气、氧气和丙烯送至反应器中,以正常室温作为反应温度,混合发生反应。
整个反应体系为放热过程。
因此,为了合理的回收利用放出的热量,通常可以回收放出的热量,从而产生高压蒸汽。
主要产物,丙烯腈在反应容器冷却至室温后,经过洗涤吸收中流等方式实现产物的提纯。
这种方法整个工艺流程十分简单,生产成本比较低,适合大量生产丙烯腈。
在利用丙烯氨氧法的生产过程中,除了大量的丙烯腈这个主要产物,还会产生大量的副产物和废水,其中副产物就是前文中提到的毒性巨大的化学产品。
我们得知,主要的副产物有氢氰酸、丙烯酸和羰基化合物等等。
这样的制作方法优点是,成本较低、生产工艺简单、合成的原材料来源广、数量多。
1.丙烯腈废水的来源和成分丙烯腈废水顾名思义,本身的主要污染物就是丙烯腈,大都来源于上述的生产工艺中,对环境的破坏力非常大。
丙烯腈工艺废水处理技术研究进展
丙烯腈工艺废水处理技术研究进展发表时间:2018-11-09T17:49:26.390Z 来源:《防护工程》2018年第19期作者:徐岩赵晓伟[导读] 丙烯腈(AN)广泛应用于合成纤维、合成橡胶及化学合成等领域。
大庆石化公司化工二厂丙烯腈车间黑龙江省大庆市 163714摘要:丙烯腈(AN)广泛应用于合成纤维、合成橡胶及化学合成等领域。
丙烯腈废水成分复杂、有毒有害、难降解和COD浓度高、含低聚物,其毒性与氢氰酸类似,属于52种优先控制的有毒化学品之一。
因此,高效的丙烯腈废水处理技术已成为废水处理的研究重点。
目前,丙烯腈废水处理方法主要有物理法、化学法和生物法。
物理法包括精馏法、电解法、活性炭吸附法、溶液萃取法、辐射法和膜析法等。
化学法主要包括混凝法、氧化法、焚烧法和加压水解法。
生物法主要包括微生物处理法和膜生物反应器法。
工业化应用中最具代表性的处理方法为焚烧法和低浓度氧化-生化法。
其中,焚烧法设备投资、运行成本高;氧化-生化法对水质的可生化性要求高,需消耗大量新鲜水,运行周期长,处理不彻底,且生化系统运行不稳定。
因此,本试验探索了一种高效、实用、经济的高浓度丙烯腈废水处理工艺技术。
关键词:丙烯腊;工艺废水;处理技术;进展;分析引言:丙烯腈是合成纤维、合成树脂、合成橡胶和有机合成工业的主要原料之一,但丙烯腈装置产生的废水量大,毒性大,色度高,成分复杂。
随着国家对过程工业节水减排要求的日益严格,建设节水型和水环境友好型的化工企业,已经是我们面临的最紧迫的任务。
在丙烯腈装置中每1t丙烯腈产品会生成1.5t的废水,因此在提高丙烯腈的产能的同时,提高废水的利用率,减少环境的污染,提高节能减排的能力已成为国内丙烯腈各生产厂家的迫切的需要。
1.丙烯腈生产工艺及其副产物1.1丙烯腈主要的生产工艺丙烯腈的生产工艺在国内主要使用丙烯氨氧化法,该方法工艺简单、产品成本低。
生产过程中,除主产物丙烯腈之外,还生成多种副产物和大量废水,副产物主要为氢氰酸、乙腈、丙烯醛、丙烯酸、和少量羰基化合物。
四效蒸发系统运行中存在的问题及对策
四效蒸发系统运行中存在的问题及对策摘要:分析了影响丙烯腈装置四效蒸发系统长周期运行的因素,提出了相应的对策。
在实际生产中,取得较好效果。
关键词:丙烯腈废水四效蒸发系统蒸发率一、前言丙烯腈装置回收系废水采用加碱、提浓后,进行焚烧处理[1]。
2003年丙烯腈装置进行13万吨/年技术改造。
装置改造后,回收系废水处理采用四效蒸发处理技术,使大部分水循环使用,从而减少污水的排放量和新鲜水的用量。
上海石化丙烯腈装置2003年技改后,由于装置焚烧炉未进行相应的扩能改造,在废水平衡上碰到困难。
通过提高四效蒸发系统的蒸发率,减少了去废水焚烧炉的废水量。
四效蒸发系统运行好坏直接影响丙烯腈装置长周期运行。
本文分析了影响丙烯腈装置四效蒸发系统长周期运行的因素,提出了相应的对策。
二、四效蒸发系统操作原理及流程简述1.操作原理上海石化丙烯腈装置四效蒸发系统是4个蒸发器连成一组,每个蒸发器称为一效。
第一效通入加热蒸汽,由其产生的二次蒸汽作为第二效加热蒸汽,这时第二效充当第一效的冷凝器;第二效产生的二次蒸汽作为第三效加热蒸汽……依次类推。
为了获得必要的传热温度差,四效蒸发系统的第四效和真空装置相连。
可以说各效之间的温度差就是四效蒸发的推动力。
四效蒸发系统的蒸发率主要取决于处理的废水量和第一效通入加热蒸汽量。
当处理废水量不变时,蒸发率随第一效通入加热蒸汽量增加而提高;当第一效通入加热蒸汽量不变时,蒸发率随处理废水量增加而降低。
2.流程简述四效蒸发系统采用并流加料法,工艺流程如图1所示。
回收塔釜液进入一效蒸发器E-510,蒸发所需热量由低压蒸汽提供。
二效蒸发器E-511进料是一效蒸发器E-510未蒸发的残液,蒸发所需热量由一效蒸发器E-510顶部蒸汽提供。
三效蒸发器E-512进料是二效蒸发器E-511未蒸发的残液,蒸发所需热量由二效蒸发器E-511顶部蒸汽提供。
四效蒸发器E-513进料是三效蒸发器E-512未蒸发的残液,蒸发所需热量由三效蒸发器E-512顶部蒸汽提供,四效蒸发残液经过急冷塔循环使用后送焚烧炉处理。
丙烯腈装置四效蒸发系统运行存在问题与对策
丙烯腈装置四效蒸发系统运行存在问题与对策作者:朱力军魏强来源:《中国科技博览》2013年第26期摘要:分析了丙烯腈装置四效系统运行过程中出现的故障和异常对于装置节能降耗和废水回收利用有非常重要的实际意义。
关键词:丙烯腈四效蒸发率含氰废水 COD中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)26-354-011 前言大庆石化公司化工二厂丙烯腈装置采用美国BP化学公司的专利技术,由中石化兰州设计院设计,年产聚合级丙烯腈5万吨。
装置于1988年7月正式投产,主要原料包括丙烯、氨、硫酸;主要产品是丙烯腈,主要副产品有粗乙腈、氢氰酸、稀硫铵液等。
装置自开工以来,装置的精制回收率在90%左右,比设计值低4%,比国内最好水平低2.5%。
为此,对影响装置精制回收率的原因进行分析,对操作中采取的措施进行总结非常必要2 丙烯腈装置工艺流程简述原料丙烯、氨蒸发、空气进入反应器,混合后在催化剂床层反应生成含丙烯腈、氢氰酸、乙腈及一些杂质的反应气体。
反应气体进入急冷塔经过绝热冷却、除去杂质、除去氨后进入吸收塔。
在吸收塔内反应气体中的丙烯腈、氢氰酸、乙腈用水吸收后送入回收塔(萃取精馏塔)将乙腈分离出去,丙烯腈、氢氰酸、水蒸汽从塔顶出来经冷却、分离部分水后进入脱氰塔,将氢氰酸分离出去。
分离氢氰酸后的物料进入成品塔,脱除少量重组分和轻组分后产出优质的成品丙烯腈。
回收塔釜的水则被送至四效蒸发系统进行回收,蒸发回收的凝液被送到急冷塔上段作为上段冲洗水,另一部分被蒸发浓缩的污染物浓度较高的残液送到焚烧炉焚烧。
3 影响四效蒸发率的原因分析2010年3月份,装置四效蒸发系统温度和压力见表1,四效蒸发系统设计温度和压力见表2从表1和表2中的对比中可以看出,四效蒸发系统存在憋压,温升现象,加热蒸汽因为系统憋压无法进入四效蒸发系统进行热交换,导致四效系统蒸发量少,蒸发率低。
表3 3月1日-30日四效进料量、蒸发的凝液量、浓缩的残液量和蒸发率从表3中可以看出,3月份1日-30日随着运行时间的增加,四效蒸发器蒸发率有逐渐降低的趋势。
丙烯腈生产废水处理技术探讨
丙烯腈生产废水处理技术探讨摘要:丙烯腈生产废水处理是一个复杂的过程,它涉及众多学科领域。
本文介绍了丙烯腈的主要生产工艺和生产过程废水污染物来源,论述了当前丙烯腈生产废水的处理工艺,提高处理丙烯腈废水的经济效益和社会效益,以期望对于同类工程有一定借鉴意义。
关键词:丙烯腈生产;废水处理;污染物排丙烯腈作为合成纤维、合成树脂、合成橡胶以及有机合成工业中最重要的生产材料,但是丙烯腈装置生产的废水大部分为高浓度有机废水,含有大量的有毒有害杂质,使得丙烯腈生产的废水处理一直都是化工行业的一大难题,也是国内外化工界研究的重点和难点问题。
1.丙烯腈生产技术与废水来源丙烯腈是一种工业原料,主要在生产合成纤维、橡胶、树脂等领域应用。
丙烯腈的生产技术主要是通过铜催化剂催化氰化氢和丙烯反应而成。
废水来源主要包括以下几个方面:其一,生产废水。
丙烯腈生产中产生的废水主要包括洗涤、冷却和废气处理等环节产生的废水。
这些废水含有高浓度的氰化物、有机物和重金属等有害物质。
其二,洗涤废水。
在丙烯腈生产过程中,需要用水对设备和物料进行清洗,产生洗涤废水。
洗涤废水中会产生大量的重金属,污染环境。
其三,冷却废水。
丙烯腈生产中需要进行冷却,产生冷却废水。
冷却废水中含有一定的有机物和重金属等污染物。
其四,废气处理废水。
丙烯腈生产中需要进行废气处理,产生废气处理废水。
废气处理废水中含有大量的氰化物和有机物等污染物。
为了减少丙烯腈生产产生的环境影响,要加强废水处理技术的研究[1]。
2.丙烯腈废水处理主要方法及其研究进展2.1加压水解-生化处理法丙烯腈废水加压水解-生化处理法是一种利用加压水解技术和生物处理技术处理丙烯腈废水的方法。
该方法主要包括以下几个步骤:首先,加压水解:将丙烯腈废水加入加压水解反应器中,加入催化剂和适量的水,进行高温高压水解处理。
在水解过程中,丙烯腈被水解为丙烯酰胺和氰化氢等物质。
其次,生化处理:将水解后的废水送入生化反应器中,利用微生物降解废水中的有机物质。
丙烯腈工艺废水四效蒸发模拟流程
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一、预处理。
进水泵,提升废水至预处理池。
丙烯腈工艺废水四效蒸发技术研究进展 仪维江
丙烯腈工艺废水四效蒸发技术研究进展仪维江摘要:随着丙烯腈工业生产的扩大,丙烯腈废水的污染也日益严重,它有与氢氰酸类似的毒性,无论是吸入还是附着在皮肤上,都会产生毒害作用,甚至中毒致死,并被认为是一种可疑的致癌物,属于我国确定的58种优先控制的有毒化学品之一,属难降解有机污染物,高浓度的丙烯腈废水的处理越来越引起了环保工作者的重视,处理工艺成为工业废水处理领域的研究重点。
关键词:丙烯腈工艺;废水;蒸发技术引言本文综述了丙烯腈工艺废水处理的各种方法和新技术、新装置在丙烯腈工艺废水四效蒸发技术中的应用。
指出将膜分离、热力蒸汽再压缩、闪蒸-降膜式蒸发器等技术与四效蒸发处理工艺相结合,经过蒸发浓缩,不仅提浓了原料液,使其满足后续处理的要求,而且节省了大量的水资源和一定量的蒸汽,对整个处理系统的节能减排具有重要的实际意义。
1、丙烯腈生产工艺简述在早期,生产丙烯腈的工艺方法中主要包括乙炔法、环氧乙烷法和丙烯氨氧化法。
其中,环氧乙烷法和乙炔法已被淘汰,主要原因是前者的原料价格昂贵,后者在生产中存在较多的副产物。
目前,世界范围内丙烯腈的生产工艺以丙烯氨氧化工艺为主。
2007年,以丙烷为原料的丙烷氨氧化工艺于韩国蔚山的一条7万t/a的丙烯腈生产线上实现。
丙烷氨氧化工艺是在催化剂作用下同时进行丙烷的氧化脱氢和丙烯氨氧化制丙烯腈的过程。
以丙烷为原料的工艺与丙烯氨氧化工艺相比比,由于原料价格的降低,预计效益会更好,特别是对于拥有廉价且充足丙烷来源的地区来说。
但考虑装置的回收期和装置过高的投资费用,使得丙烷氨氧化工业化进程受到了一定的制约。
目前,泰国和沙特新建的两套丙烷氨氧化生产丙烯腈的装置一直受到广泛的关注。
国内丙烯腈生产所采用的工艺均是丙烯氨氧化生产工艺,所以下面对此工艺做简单叙述。
丙烯氨氧化法生产丙烯腈的典型工艺流程:此工艺所用原料为丙烯、氨和空气,三种原料按一定比例被送至反应器,在催化剂的作用下,原料经化学反应生成丙烯腈、乙腈、氰化氢、CO、CO2和水等。
丙烯腈生产工艺
丙烯氨氧化(氧化偶联)制丙烯腈生产工艺把烯烃、芳烃、烷烃及其衍生物与空气(或氧气)、氨气混合通过催化剂制成腈类化合物的方法称为氨氧化法,按氧化反应的分类,这类反应亦称氧化偶联。
有代表性的,已工业化的反应主要有以下几种:研究说明,氨氧化制腈类用催化剂与烃类氧化制醛类用催化剂(如丙烯氧化制丙烯醛、间(对)二甲苯氧化制苯二甲醛等氧化催化剂)十分类似,氨氧化催化剂往往亦可用作醛类氧化催化剂,其原因是由于这两类反应通过类似的历程,形成相同的氧化中间物之故。
上列反应中以丙烯氨氧化合成丙烯腈最为重要,下面即以此反应为例进行讨论。
丙烯腈是丙烯系列的重要产品。
就世界范围而言,在丙烯系列产品中,它的产量仅次于聚丙烯,居第二位。
丙烯腈是生产有机高分子聚合物的重要单体,85%以上的丙烯腈用来生产聚丙烯腈,由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯合成的ABS树脂,以及由丙烯腈和苯乙烯合成的SAN树脂,是重要的工程塑料。
此外,丙烯腈也是重要的有机合成原料,由丙烯腈经催化水合可制得丙烯酰胺,由后者聚合制得的聚丙烯酰胺是三次采油的重要助剂。
由丙烯腈经电解加氢偶联(又称电解加氢二聚)可制得己二腈,再加氢可制得己二胺,后者是生产尼龙-66的主要单体。
由丙烯腈还可制得一系列精细化工产品,如谷氨酸钠、医药、农药薰蒸剂、高分子絮凝剂、化学灌浆剂、纤维改性剂、纸张增强剂、固化剂、密封胶、涂料和橡胶硫化促进剂等。
丙烯腈在常温下是无色透明液体,剧毒,味甜,微臭。
沸点78.5℃,熔点-82.0℃,相对密度0.8006。
丙烯腈在室内允许的浓度为0.002 mg/l,在空气中的爆炸极限为3.05%~17.5%(m)。
因此,在生产、贮存和运输中,应采取严格的安全防护措施。
丙烯腈分子中含有腈基和C=C 不饱和双键,化学性质极为活泼,能发生聚合、加成、腈基和腈乙基化等反应,纯丙烯腈在光的作用下就能自行聚合,所以在成品丙烯腈中,通常要加入少量阻聚剂,如对苯二酚甲基醚(MEHQ)、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。
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丙烯腈工艺废水四效蒸发技术
一、丙烯腈工艺废水四效蒸发技术研究概述
1.1蒸发的原理
蒸发是一种是可将富含不挥发溶质的溶液加热并使其中部分溶剂汽化并除去,从而增加溶液浓度的相变过程,是最基本的化工单元操作。
四效蒸发是一种节能技术,该技术利用蒸发系统自身产生的二次蒸汽作为能源,减少了对外部能源的需求,而仅在第一效中消耗生蒸汽。
1.2效的含义
一般地,在多效蒸发过程中,我们将每一个单独的蒸发器及其蒸发过程称为一效。
第一效蒸发器即是通入新鲜加热蒸汽(即生蒸气)的蒸发器,从第一效蒸发器的出来的二次蒸汽被压缩机压缩,温度和压力提高,热焓值增大,然后送入下一效蒸发器的加热室作为加热蒸汽使用,该蒸发器即为第二效。
三效、四效依此类推。
四效蒸发即有四台蒸发器,除了第一台蒸发器采用了新鲜蒸汽,其余蒸发器的加热蒸汽均是二次蒸汽,且均来源于前一台蒸发器。
使用四效蒸发的目的是使能源(即蒸汽)得到再利用,降低能耗,提高经济性。
1.3流程概述
某260kt/A丙烯腈工艺废水四效蒸发浓缩工艺流程示意图如图1所示。
该工艺废水温度113℃,操作压力600kPa,流速7148.1kg/h,且丙烯腈聚合物(C6H8N2O计算)含量816kg/h。
通过四效蒸发操作系统,大部分工艺水可被回收,而只有一小部分废水被送入焚化炉或生化处理系统。
要求废水中有至少83%的水分能够被蒸发掉,冷凝后的纯净水可作为生产过程中的循环水使用,浓缩液中丙烯腈聚合物的质量浓度可达到5.9%以上。
从上图可以看出,该四效蒸发系统在真空中运行,并流操作。
首先是包含重组分的废水被送入第一蒸发器,同时新鲜蒸汽被送入以加热其中的废水,并将产生的二次蒸汽引入第二台蒸发器,使第二效的废液在比第一效低的温度下蒸发,该过程将依次进行到第四蒸发器浓缩后的废水由残液泵送到废水焚烧系统,第一、第二、第三、第四蒸发器蒸出的二次蒸汽经冷凝、汽提后送回丙烯腈装置再利用。
利用化工流程模拟软件对该工艺过程进行模拟研究得出最终浓缩液中丙烯腈聚合物(C6H8N2O)的质量分数为 5.98%5.9%,满足废水的分离要求。
原废水中水含量为:75148.1-816=74332.1kg/h,经过四效蒸发工艺蒸发后的水量为:124144kg/h,则蒸发率为(74332.1-12414.4)/74332.1=83.3%,达到工艺要求。
故得出:由于丙烯腈工艺废水四效蒸发中第二、第三、第四效蒸发器的热源均来自于前一台蒸发器的二次蒸汽,节省了一定量的生蒸汽,降低了装置的能耗。
二、新技术、新装置在丙烯腈工艺废水四效蒸发技术中的应用
随着当代化工对丙烯腈的需求越来越高,研究者们开始在原有方法上进行工艺改进以及一些新装置研究,以此来提升丙烯睛工业废水的处理能力,减少处理成本。
2.1膜分离在四效蒸发中的应用
膜分离技术是一种当代新的分离技术,具有分离条件温和,无相变和化学变化,选择性好,能耗低,生产成本低等优点。
因而被应用于如药学以及与食品、化工、冶金、环境保护等行业。
王华同等人通过研究对比化学氧化法技术,铁炭微电解法技术,混凝法技术,四效蒸发技术四种技术对丙烯腈废水进行了预处理,得到研究结果显示只有四效蒸发法预处理后的废水满足膜分离的进水要求。
通过四效蒸发浓缩技术进行预处理过后的废水,再用膜分离技术的反渗透处理,通过调节废水的酸碱度,及采纳不同的分离膜展开对比研究,得丙烯腈工业废水的除CN-率获得了极大的提升,而且在处理的过程中避免了二次污染。
能耗低,资源消耗少,达到了一个节约成本的效果。
所以选用四效蒸发浓缩技术与膜分离技术互相融合来妥善处理丙烯腈废水应是当前化工行业一个被广泛应用的方式。
2.2热力蒸汽再压缩(MVR)
机械式蒸汽再压缩技术是一种新型的蒸发节能技术,节能效果明显,但是其关键技术主要被国外掌握,目前广泛应用于饮料、食品、化工等行业。
随着近几年我国开始有许多学者开始研究该技术的可行性与经济学分析,我国一些企业开始应用该技术,因而该技术在我国具有一个良好的发展前景与空间。
与传统四效蒸发相比,能够提高制热效能,使蒸发量大,减少换热面积,提高蒸汽利用率。
MVR技术替代多效蒸发,气液分离是其中关键的设备之一。
李凯等人通过分析对比重力沉降分离器,惯性分离器,管柱式气液分离器,旋流板式气波分离器等几种常见气液分离器的结构和特点,同MVR处理技术相结合,因为管柱式气液分离器具有结构简单,造价低,应用前景广泛,以及在MVR技术中能更好的应用它的优势,最后选择管柱式气液分离器进行研究。
模拟了进料温度,压缩比对整个蒸发浓缩过程的影响,并且研究了最佳分离器的柱体高度,当其不小于1000mm时,分离效果较好,基于这个研究,工业上能更好的设计出分离器,使得能更加容易与丙烯腈废水处理结合。
丙烯腈废水处理量有所提高,并且降低其处理成本。
2.3闪蒸-降膜式蒸发器
高浓度、高粘度、高热敏性的物料使用降膜式蒸发器进行蒸发浓缩,能达到一个较好的分离效果,并且降膜式蒸发器具有蒸发能力高、生产成本、低能源消耗低、结构简单、连续操作时较稳定、处理量大、真空低温操作、物料停留时间短和保证物料不变性特点和优势,并且真空低温操作。
丙烯腈废水的处理恰好是一个低温真空下的操作且该废水属于热敏性物料,故降膜式蒸发器更适合应用于丙烯腈废水四效蒸发处理的过程中。
然而把降膜式蒸发器应用于MVR丙烯腈废水研究报道却是极少。
郝帅等人通过使用现代化工设计软件,对降膜式蒸发器的结构进行设计以及研究其性能。
研究结果显示降膜式蒸发器应用于MVR技术能大大的节约能源的消耗,并且浓缩使丙烯腈废水中有害物质的含量大大降低。
研究结果还显示出最佳的壳程流场均匀性的导流筒,和最合适的布膜器以及最佳成膜位置的设计,对其关键的结构叶轮进行了设计。
基于上述设计的结论,可以更好的设计降膜式蒸发器,把其应用于丙烯腈废水处理过程中,能达到一个很好的处理污水效果,基本实现零排放。
三、结论
随着国家对环境保护的重视,化工行业废水的排放标准也越来越高,因而丙烯腈工艺废水的排放标准已经成为制约企业生产丙烯腈发展的重要因素。
论文综述了丙烯腈工艺废水处理的各种方法和新技术、新装置与丙烯腈工艺废水四效蒸发处理技术相结合的使用,同时重
点论述四效蒸发处理工艺,经过蒸发浓缩处理,不仅浓缩的液体原料能满足随后的处理站的要求,而且节约了大量的水和水蒸汽的量,整个工艺具有节能降耗的意义。
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