茂名乙烯装置废碱液处理

废碱氧化处理乙烯工业 2010,22(1) 39~42

ETHYLENE I N DU S TRY

茂名乙烯装置废碱液处理

黄杰

(中国石油化工股份有限公司茂名分公司化工分部,广东茂名,52000) 摘 要:废碱液处理是乙烯工业生产的重要环节之一,也是难点之一。文中介绍了废碱液的处理方

法、原理及不同处理方法的优缺点,着重介绍茂名2套乙烯装置废碱液处理系统自投用以来的运行情况

及所遇到的主要问题和解决方法,提出湿式氧化工艺应注意的关键问题及要完善的配套设施。

关键词:废碱液;湿式氧化;硫化物

废碱液是乙烯生产过程中的主要污染物,其处理的效果对下游污水处理有直接的影响。废碱液的产生是由于裂解气中所含有H2S、C O2及少量的RS H、H C N等,经胺、碱洗后转化为Na2S、N a H S、N a2C O3和少量的Na2S2O3、Na2SO3等,由于具有强碱性,且含有S2-的污水在自然界内存在很大的危害性,所以必须对其进行处理,以使其转变为稳定的SO42-。

1 废碱液的主要处理方法

(1)综合利用法。该法是废碱液经预处理后,用于造纸行业的硫酸盐纸浆回收系统。该法对废碱液无需进一步处理而直接外卖虽可为乙烯企业带来一定的效益,但由于S2-未彻底处理,对环境仍然存在危害,所以该法较少采用。

(2)酸中和法。以酸中和废碱液到p H值6~ 7,使H2S、CO2挥发出,进入火炬系统。部分乙烯企业用硫酸或乙二醇装置的CO2溶液与水作中和酸;但燃烧后产生的SO2会造成环境的二次污染。

(3)直接处理法。乙烯工业发展的初期,废碱液的处理多采用直接处理法,包括深井注射、填埋、稀释排放、焚烧等,随着环保的限制及燃料价格的上升,现在己基本不用此法。

(4)湿式氧化法。利用空气,在一定的温度、压力下,将废碱液中的硫化物氧化为硫代硫酸盐、硫酸盐,并将其它有机物氧化。根据压力的不同,分为高、中、低压湿式氧化法。

1)低压:0.55~1.0M Pa,操作温度:110~150

2)中压:2.8M Pa,操作温度:约200

3)高压:4.1~20.7M Pa,操作温度:260~425

其反应式为:

2S2-+2O2+H2O S2O2-3+2OH-473.5kJ/ mo lN a2S

S2O2-3+2OH-+2O2 2SO2-4+H2O-476.5 kJ/m o lNa2S

该反应是吸热反应,故废碱液处理时,设计中均要求用高压蒸汽提供反应所需的热量。在中高压法的废碱液处理中,由于废碱液中带有油,油氧化后可放出大量的热量提供所需的反应热,故在生产过程中,开工时需用蒸汽,日常运转过程中如油含量足够高,即不再需要蒸汽,但如果废碱液中油含量过低,则要从始至终提供蒸汽。在废碱液处理过程中,压力及温度越高,处理效果越好,但投资也越高。

(5)催化湿式氧化法。在催化剂及空气存在的情况下,将废碱液中的N a2S氧化为Na2S2O3、Na2SO4,其处理效果较好,Na2S的去除率为99%,出水S2-浓度低于国家标准,但该法现处于初级阶

收稿日期:2009-07-29。

作者简介:黄 杰(1971-),男,1993年毕业于广东省石油专科学校石油化工专业,现在茂名石化分公司化工分部技术质量处从事工艺管理。

40 乙烯工业第22卷 段,工业化经验较少。

(6)臭氧氧化法。利用O 3的强氧化性在一定

温度、常压下,将废碱液中的Na 2S 氧化成

N a 2S 2O 3、Na 2SO 4。

现国内乙烯装置的废碱液处理一般用湿式氧

化法,大多以中、低压的湿式氧化为主。高、中压

的湿式氧化法不仅能除去废碱液中的Na 2S,且能

大幅降低其COD 值,而低压湿式氧化仅能除去

N a 2S ,难以降低COD 值。

茂名300kt/a 乙烯装置的废碱液处理采用日

本J AC 技术,设计处理能力为2.2m 3/h ,于1996

年9月建成投产。后续建的640kt/a 乙烯装置的

废碱液处理采用美国ZI M PRO 的西门子技术,设

计处理能力为12.8m 3/h ,2006年10月建成投产。2 茂名乙烯废碱液处理的主要流程

2.1 1号废碱液湿式氧化系统

图1为1

号废碱液湿式氧化系统示意。图1 1号废碱液湿式氧化系统示意该工艺是日本J AC 的中压湿式氧化技术,反应温度190 ,压力3.4M Pa 。反应器为带有内管的立管式反应器,材质为A516Gr .70+SB162-201,为耐碱材质。高压蒸汽及压缩空气从反应器底部进入,反应器出口设置洗涤塔;中和罐设置有酸泵,后设置有碱泵。高压蒸汽通常在开工时使用。因日常废碱液中油氧化产生的热量已足够提供N a 2S 反应所需的热量,故在正常运转时,高压

蒸汽停用。2.2 2号废碱湿式氧化系统图2为2号废碱液湿式氧化系统示意。

图2 2号废碱液湿式氧化系统示意

该工艺采用美国ZI M PRO 的中压湿式氧化技术,反应温度190 ,压力3.25~3.65MPa ,反应器为立式圆柱型反应器,材质为16M nR +SB -168

NO6600Ann ,内有3mm 的合金600涂层,为耐碱

材质。与1号废碱装置不同的是空气从泵出口物

料进入,经出入口换热器换热后进入反应器,出入

口换热器材质为合金600,耐碱腐蚀,氧化反应在

换热达一定温度后开始反应。出口设置冷却器,

中和罐中设置有酸泵。

3 废碱液处理系统的主要设计及运行数据

表1为J AC 技术设计及运行数据。

表1 J AC 技术设计及运行数据

项 目设计值

实际值废碱液进料进料量/(m 3 h -1) 2.2

2.0空气量(标准状态)/(m 3 h -1)1000

1100压力/M Pa 3.43

3.40温度/ 190190油含量/(m g L -1)80~200150

COD 值/ 10-65880060000

NaO H (质量),% 1.04 1.30

Na 2S(质量),% 6.08 3.00

Na 2CO 3(质量),% 1.91反应后

的

废

碱

液油含量/(m g L -1)10

COD 值/ 10-64000

NaO H (质量),%0.8Na 2S /(m g L -1)2020

Na 2CO 3(质量),%