氯醇法環(huán)氧丙烷裝置降低皂化系統COD探討
來(lái)源:http://thesierramadre.com/ 作者:余氯檢測儀 時(shí)間:2019-10-11
一、前 言:
環(huán)氧丙烷是丙烯的主要衍生物,它是僅次于聚丙烯、丙烯腈和羰基醇的第四大丙烯衍生物。環(huán)氧丙烷主要用于生產(chǎn)聚氨脂用的聚醚、丙二醇、異丙醇胺、丙烯醇等產(chǎn)品,廣泛應用于化工、輕工、醫藥、食品等領(lǐng)域。山東濱化集團具有多年豐富的環(huán)氧丙烷生產(chǎn)經(jīng)驗,目前擁有三套氯醇法環(huán)氧丙烷生產(chǎn)裝置,市場(chǎng)供應能力達18萬(wàn)噸/年,商品量居全國首位。
二、生產(chǎn)工藝及皂化系統COD情況概述:
我公司環(huán)氧丙烷生產(chǎn)工藝為氯醇法生產(chǎn)工藝,主要是以丙烯和氯氣為主要原料,經(jīng)氯醇化反應生成氯丙醇,再與VCM裝置的副產(chǎn)物電石渣漿在皂化塔內反應,皂化塔內采用減壓皂化的操作方式,自塔頂減壓蒸餾出粗PO,粗PO進(jìn)入精餾系統進(jìn)行分離精制得到環(huán)氧丙烷產(chǎn)品,皂化反應殘液自塔底排出,送至污水處理系統進(jìn)行沉降分離和生化處理。
皂化系統COD指標是環(huán)氧丙烷生產(chǎn)中的一個(gè)非常重要的控制點(diǎn),COD指標的高低不僅能直接表征皂化系統反應的情況,還對后續的污水處理系統有較大的影響。隨著(zhù)國家對環(huán)境保護要求越來(lái)越嚴格,環(huán)氧丙烷裝置皂化系統COD指標是否能控制在合理的范圍已經(jīng)成為環(huán)氧丙烷生產(chǎn)企業(yè)必須做到的重要生產(chǎn)任務(wù)。我公司環(huán)氧丙烷裝置自開(kāi)車(chē)以來(lái),皂化系統的COD含量一直維持在1200mg/L左右。根據行業(yè)信息交流得知,全國采用減壓皂化工藝的環(huán)氧丙烷生產(chǎn)廠(chǎng)家皂化系統COD指標均能控制在800mg/L以?xún)?。由此可?jiàn),我公司環(huán)氧丙烷裝置皂化系統還沒(méi)有達到的最佳運行效果。同時(shí),我們還分別向山東金嶺集團、沈陽(yáng)金碧蘭公司、福州第二化工公司等采用減壓皂化工藝的生產(chǎn)廠(chǎng)家了解其皂化系統的運行指標,據了解得知山東金嶺集團、沈陽(yáng)金碧蘭公司、福州第二化工公司皂化系統運行指標為:皂化塔頂壓:50KPa(絕壓)、52KPa(絕壓)、55KPa(絕壓);皂化塔頂溫:62℃、68℃、58℃;皂化塔底溫:90℃、88℃、92℃;一級外回流氣相溫度:42℃、44℃、40℃;二級外回流氣相溫度:22℃、22℃、21±1℃;皂化塔殘液PH值:10.5-11、10.5-11、10.5-11;而我公司皂化系統運行指標為:皂化塔頂壓:60KPa(絕壓);皂化塔頂溫:70℃;皂化塔底溫:92℃;一級外回流氣相溫度:44℃;二級外回流氣相溫度:30℃;皂化塔殘液PH值:11-12。從各廠(chǎng)家皂化系統工藝指標對比情況,我們發(fā)現我公司的皂化工藝指標與其他兄弟廠(chǎng)家相比還存在一定的差距。因此,為了能夠將我公司環(huán)氧丙烷裝置皂化系統COD指標降低,我們討論制定了相關(guān)的優(yōu)化改進(jìn)方案來(lái)對皂化系統進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。
三、皂化系統優(yōu)化改進(jìn)實(shí)施內容
1.將皂化劑由電石渣漿更換為石灰乳溶液
我公司環(huán)氧丙烷裝置的皂化劑一直使用VCM裝置的副產(chǎn)物電石渣漿,但該電石渣漿存在雜質(zhì)較多、氫氧化鈣有效含量不穩定、反應活性較低、鎂離子含量過(guò)高等問(wèn)題,對皂化反應的穩定性有一定的影響。為此,我們借鑒其他兄弟廠(chǎng)家的經(jīng)驗,將皂化劑由電石渣漿改為石灰乳溶液,提高了皂化劑的活性、保證了皂化劑濃度的穩定性,提高皂化反應的收率,以達到降低皂化殘液COD含量的目的。
2.增加皂化進(jìn)料靜態(tài)混合器
通過(guò)我們的觀(guān)察,發(fā)現皂化殘液中有明顯的刺鼻異味,經(jīng)討論分析后認為主要為皂化進(jìn)料靜態(tài)混合器混合效果不好,氯丙醇和皂化劑沒(méi)有充分混合反應,導致皂化反應效果較差,為了提高氯醇與石灰乳的混合效果,我們計劃原皂化進(jìn)料靜態(tài)混合器前增加串聯(lián)一臺皂化靜態(tài)混合器,提高皂化混合效果,以達到降低COD含量的目的。
3.降低精餾系統塔底液相水洗系統負荷
我公司環(huán)氧丙烷裝置精餾系統底液經(jīng)水洗后,水相進(jìn)入進(jìn)入氯醇化反應器參與反應,其中水相中含有大量的有機物,而這些有機物經(jīng)氯醇化系統后和氯丙醇又一起參與皂化反應,我們分析認為這些有機物在皂化反應中不能從皂化殘液中完全分離,從而使皂化系統中的COD指標偏高。因此我們決定降低精餾系統塔底液相水洗系統負荷,觀(guān)察皂化系統COD指標的變化。
四、實(shí)施效果
1.將皂化劑由電石渣漿更換為石灰乳溶液后,我們采取了三天的皂化塔運行數據進(jìn)行對比。從化驗結果上我們得知,更換皂化劑后三天內的皂化系統COD指標平均值為1153mg/L,比更換前皂化系統COD指標平均值1206mg/L低了大約50mg/L左右,我們推斷分析,在使用石灰乳溶液作為皂化劑后,皂化系統COD指標雖然均有所下降,但效果并不明顯。
2.在原皂化進(jìn)料靜態(tài)混合器前增加串聯(lián)一臺皂化靜態(tài)混合器后,我們采取增加混合器前三天的COD指標,與增加混合器后三天的COD指標進(jìn)行對比,從化驗結果上我們得知,增加混合器后三天內的皂化系統COD指標平均值為1183mg/L,比未增加皂化進(jìn)料混合器前皂化系統COD指標平均值1263mg/L低了大約80mg/L左右,我們推斷分析,增加一臺靜態(tài)混合器后,雖然皂化反應向好的趨勢發(fā)展,但實(shí)際效果并不明顯,沒(méi)有達到皂化系統COD指標800mg/L左右的預期目標。
3.降低精餾系統塔底液相水洗系統負荷后,我們采取了三天的皂化塔運行數據進(jìn)行對比,從化驗結果上我們得知,降低精餾系統塔底液相水洗系統負荷后三天內的皂化系統COD指標平均值為804mg/L,比未降低負荷前皂化系統COD指標平均值1217mg/L低了大約413mg/L左右,我們推斷分析,降低精餾系統塔底液相水洗系統負荷后,皂化系統的COD指標下降了近400mg/L,基本達到了皂化系統COD指標800mg/L左右的預期目標,效果明顯。
五、結 論
通過(guò)上述幾種改進(jìn)方案的實(shí)施效果我們發(fā)現,將皂化劑由電石渣漿更換為石灰乳溶液和增加皂化進(jìn)料靜態(tài)混合器這兩種改進(jìn)方案,對皂化系統COD指標的降低起到了一定的作用,但下降幅度很小,沒(méi)有達到我們要求的皂化系統COD指標800mg/L左右預期目標,這說(shuō)明皂化劑原料、皂化進(jìn)料混合效果不是影響皂化系統COD指標的主要因素,可以提前排除;而在降低精餾系統塔底液相水洗系統負荷后,皂化系統COD指標大幅度下降,達到了我們的預期目標,這說(shuō)明精餾系統塔底液相水洗系統對皂化系統COD指標影響很大,是皂化系統COD指標偏高的主要原因,下一步我們還將對精餾系統塔底液相水洗系統的回收水成分進(jìn)行化驗分析,找出影響皂化系統COD指標的具體原因,從而更好的對生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。
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