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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