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乙二醇裝置酯化工藝廢水處理技術(shù)

　乙二醇裝置酯化工藝其工作原理是利用原有的酯化塔來(lái)對(duì)廢水進(jìn)行一定程度的改造，但是在處理酯化系統(tǒng)的溶液中，其自身副產(chǎn)含3%-5%的稀硝酸，雖然能使需要進(jìn)行排放的廢液達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)，但是其自身所含有的稀硝酸以及硝酸鹽會(huì)對(duì)排放管道以及相關(guān)設(shè)備造成一定的腐蝕，如何消除這種腐蝕情況，并且有效的減輕廢液中的硝酸鹽的含量、減少工藝使用過(guò)程中的處理成本，利用乙二醇裝置創(chuàng)造出更大的效益，并且有效的推動(dòng)乙二醇工藝更好的前進(jìn)和發(fā)展，是我們現(xiàn)階段需要做的。

　　1、技術(shù)方案的改進(jìn)

　　在本次方案的設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要是通過(guò)對(duì)原有的技術(shù)進(jìn)行改造使其在使用的過(guò)程中可以更加方便。在原有的技術(shù)中，其所產(chǎn)生的稀硝酸以及硝酸鹽對(duì)于管道的腐蝕是原工藝中最令人頭疼的事情，為了有效的改變這一問(wèn)題，在對(duì)工藝方案進(jìn)行改造的過(guò)程中，利用硝酸能夠參加還原反應(yīng)這一點(diǎn)來(lái)將工藝中所存的硝酸與與乙二醇工藝生產(chǎn)系統(tǒng)中所產(chǎn)生的甲醇、工藝合成氣中所產(chǎn)生的NO，在一定的溫度與一定的壓力下進(jìn)行催化反應(yīng)，這樣可以使其生成新的反應(yīng)物亞硝酸甲酯(MN)，所生成的亞硝酸甲酯(MN)其自身就是乙二醇工藝在進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中所需要使用的一個(gè)材料。這樣一來(lái)就能夠有效的解決這一問(wèn)題，然這一工藝變得更加環(huán)保，符合當(dāng)下我國(guó)政府對(duì)于環(huán)境保護(hù)的要求，同時(shí)由于在反應(yīng)的過(guò)程中出現(xiàn)了原本反應(yīng)所需要的原材料，直接減少了反應(yīng)所需的材料成本，有效的降低了反應(yīng)所消耗的成本，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看都是有利于現(xiàn)階段我國(guó)的發(fā)展的，在改進(jìn)過(guò)程中稀硝酸的催化反應(yīng)原理為：HNO3+2NO+3CH3OH=3CH3ONO+2H2O。

　　1.1 工藝流程

　　將廢水通過(guò)壓縮機(jī)進(jìn)行增壓，在將進(jìn)行增壓處理后成氣體狀態(tài)的廢水，送入酯化塔的下部是其與工藝系統(tǒng)中的沸器出口中的物料進(jìn)行均勻的混合，在確保混合結(jié)束后，處理中的與酯化塔中從上部下來(lái)液體的逆流而行，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)氣液接觸的反應(yīng)。在進(jìn)行反應(yīng)的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)，硝酸在與一氧化氮和甲醇進(jìn)行反應(yīng)逐步生成亞硝酸甲酯。在反應(yīng)的過(guò)程中，生成的液相會(huì)通過(guò)酯化塔的釜液再一次輸送到泵中，將液體送去甲醇的回收系統(tǒng)，而所生成的氣相則會(huì)與酯化塔中的主氣流一起進(jìn)行上升，其他將從酯化塔的塔頂出去。

　　1.2 在反應(yīng)過(guò)程中的相關(guān)參數(shù)

　　本次方案的主要改變就是將原有的對(duì)管道產(chǎn)生腐蝕的稀硝酸進(jìn)行還原反應(yīng)，使其變成能夠應(yīng)用的亞硝酸甲酯和水。利用廢水中本身就存在的甲醇以及催化劑，在一定壓強(qiáng)下幫助其進(jìn)行有效的反應(yīng)，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，讓其進(jìn)行反應(yīng)的主要溫度和壓強(qiáng)以及其他相關(guān)參數(shù)，將這些參數(shù)進(jìn)行整理和歸納，方便以后在使用這一工藝的過(guò)程中更好的生成亞硝酸甲酯和水。

　　其反應(yīng)所需要的溫度條件為：65℃～90℃;反應(yīng)所需要的壓力為：0.4MPa～0.45MPa;在反應(yīng)的過(guò)程中其液相的流量為：12t/h;氣相的流量為：6000m3/h。

　　1.3 對(duì)反應(yīng)器的改造

　　想要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在的工藝過(guò)程，那么對(duì)已有的工藝進(jìn)行一定的改造是必然的。為了達(dá)到HNO3+2NO+3CH3OH=3CH3ONO+2H2O這一化學(xué)方程式的反應(yīng)條件，我們需要對(duì)酯化塔的下塔筒體進(jìn)行一定的改造，填裝一定份額的催化劑。在進(jìn)行改造的時(shí)候需要在下塔的筒體內(nèi)部上下分別安裝催化劑的格柵，并且安裝放置液體的分布器，這樣可以直接將反應(yīng)所用的液體引入液體的分布器內(nèi)，方便反應(yīng)的進(jìn)行。

　　1.4 硝酸的回收率以及回收的效果

　　在對(duì)乙二醇裝置酯化工藝原有方案進(jìn)行改造后，用這一工藝來(lái)進(jìn)行廢水的處理可以發(fā)現(xiàn)原先工藝廢水中所含有的稀硝酸在利用新的方法進(jìn)行反應(yīng)后，其自身的回收率超過(guò)了45%，而在進(jìn)行廢水的排放時(shí)可以檢測(cè)到，現(xiàn)如今從出口工藝液中進(jìn)行檢測(cè)，其自身的硝酸含量基本控制在了2.5%以下，完全達(dá)到了國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，并且對(duì)于環(huán)境保護(hù)以及提高我國(guó)的水質(zhì)狀態(tài)都有很大的益處。

　　2、改造后的效益分析

　　改造的目的是為了保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，提高這一工藝技術(shù)自身的效益，在應(yīng)用這一方案時(shí)，可以得到怎么樣的效益是我們?cè)谶M(jìn)行工藝改造后最為關(guān)注的問(wèn)題，以年產(chǎn)量為10萬(wàn)t規(guī)模的合成氣制乙二醇來(lái)作為實(shí)驗(yàn)分析的基礎(chǔ)。

　　2.1 節(jié)省的硝酸的費(fèi)用

　　根據(jù)事前的數(shù)據(jù)調(diào)查和分析可以知道，在12t/h的液相中，其自身所含有折為63%的硝酸，約為856kg/h。通過(guò)這一數(shù)據(jù)可以繼續(xù)推斷，應(yīng)用未改進(jìn)之前的工藝來(lái)進(jìn)行處理，其全年所損耗63%的硝酸實(shí)際約為6856t/年，其中一年按照8000h來(lái)進(jìn)行計(jì)算。而應(yīng)用改進(jìn)后的工藝方式來(lái)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)可以知道其所回收的硝酸在進(jìn)行折百之后的數(shù)量為262.23kg/h，可以發(fā)現(xiàn)在應(yīng)用這一方案后，年回收的63%硝酸其實(shí)際重量約為3328.8t/年。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研可以知道，在當(dāng)前的市場(chǎng)每噸含量為63%的硝酸，其在市場(chǎng)上的采購(gòu)價(jià)格多為1200元/t，這樣一來(lái)通過(guò)計(jì)算可以知道，應(yīng)用新的方案其在資金上每年可以節(jié)約約為399.49萬(wàn)元/年。所節(jié)省下來(lái)的資金可以投入到下一次的使用中，或是應(yīng)用這些資金進(jìn)行更好的方案的研究，幫助我國(guó)在污廢水的處理上有著更大的進(jìn)步。

　　2.2 節(jié)省液堿的費(fèi)用

　　通過(guò)計(jì)算和分析可以知道，3328.8t/年的含量為63%的硝酸，按照反應(yīng)的理論來(lái)進(jìn)行計(jì)算和分析，可以清楚的知道，相對(duì)于未改進(jìn)的工藝體制，其自身減少了47%的液堿的添加量。

　　那么對(duì)其進(jìn)行計(jì)算可以知道：3328.8×0.63×40÷63÷0.47=2833.02t/年，但是在進(jìn)行實(shí)際的反應(yīng)中通常會(huì)出現(xiàn)增大15%的情況，那么按照這一情況來(lái)對(duì)當(dāng)前問(wèn)題進(jìn)行考慮則為：2833.02×1.15=3257.97t/年。

　　根據(jù)對(duì)市場(chǎng)的調(diào)查可以知道，目前每噸含量為48%的堿液其采購(gòu)價(jià)格約為900元/t，合計(jì)節(jié)約292.13萬(wàn)元/年。

　　2.3 減少了N2O4的消耗

　　通過(guò)化學(xué)反應(yīng)方程式可以知道：3N2O4+2H2O=4HNO3+2NO。根據(jù)計(jì)算可以知道，每年回收的含量為63%硝酸約3328.8t/年，那么將數(shù)字套入化學(xué)方程式可以知道，每年可以減少N2O4的消耗約為2287.08t/年。

　　2.4 電量和蒸汽的消耗

　　在使用新的方案時(shí)會(huì)增加一定量的蒸汽和電的消耗，通過(guò)數(shù)據(jù)可以知道使用新的工藝每年會(huì)增加消耗0.3MPa(g)低壓蒸汽約為12000t/年，通過(guò)計(jì)算可知12000t/年×94元/t=112.8萬(wàn)元/年。每年會(huì)增加電的消耗量為6.3萬(wàn)kWh，通過(guò)計(jì)算折合人民幣約為3.2萬(wàn)元/年。

　　2.5 整體的經(jīng)濟(jì)效益

　　通過(guò)以上的分析和計(jì)算可一直知道，在對(duì)工藝設(shè)備改造完成之后，每年所節(jié)約的費(fèi)用為691.62萬(wàn)元/年，每年所消耗的費(fèi)用116萬(wàn)元，共節(jié)約575.62萬(wàn)元/年。

　　3、結(jié)語(yǔ)

　　根據(jù)本文所述可以知道，在進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們所做的不是要推翻原有的方案，而是需要將其進(jìn)行保留，然后對(duì)其進(jìn)行更好的改造。本文所述方案指的就是利用原有的酯化塔來(lái)對(duì)方案進(jìn)行一些改造，改造的目的是，將利用乙二醇酯化工藝所處理后的廢水中所含有的稀硝酸進(jìn)行還原，這樣做可以提高乙二醇酯化工藝的環(huán)保節(jié)能技術(shù)，同時(shí)由于不會(huì)再出現(xiàn)腐蝕管道的情況，對(duì)于自身的效益來(lái)講也有了大幅度的提高，并且其自身也節(jié)省了對(duì)于乙二醇工藝在進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中對(duì)原材料的消耗，以及有效的減少了N2O4的消耗、液堿的消耗，消除了原工藝中稀硝酸以及硝酸鹽這兩種化學(xué)藥劑對(duì)于管道設(shè)備的腐蝕，整個(gè)工藝流程無(wú)三無(wú)廢品產(chǎn)出。

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