優(yōu)化丙酮氰醇裝置尾氣治理工藝技術(shù)

張麗華 初宇紅王吉平中石油東北煉化工程有限公司吉林設(shè)計(jì)院 吉林 132002

優(yōu)化丙酮氰醇裝置尾氣治理工藝技術(shù)

張麗華*初宇紅王吉平中石油東北煉化工程有限公司吉林設(shè)計(jì)院 吉林 132002

以實(shí)例敘述丙酮氰醇裝置尾氣治理的工藝技術(shù)，并在實(shí)際應(yīng)用中優(yōu)化工藝，徹底解決丙酮氰醇裝置尾氣治理問題。

丙酮氰醇含氰尾氣治理

某公司丙烯腈廠丙酮氰醇裝置最初于1997年10月建成投產(chǎn)，該裝置是原66kt/a丙烯腈裝置下游的氫氰酸加工工藝裝置，丙酮氰醇裝置原設(shè)計(jì)規(guī)模20kt/a。

在丙烯腈裝置投產(chǎn)后，由于使用國外新型催化劑C49－mc，使丙烯腈裝置實(shí)際生產(chǎn)能力達(dá)到80kt/a;相應(yīng)丙酮氰醇的產(chǎn)量達(dá)到22kt/a;2002年6月丙烯腈裝置第一生產(chǎn)線擴(kuò)能改造后，生產(chǎn)能力達(dá)到106 kt/a，隨著丙烯腈生產(chǎn)能力的擴(kuò)大，氫氰酸的副產(chǎn)量增加，同時(shí)丙酮氰醇裝置通過挖潛，實(shí)際產(chǎn)量達(dá)到31.8 kt/a。

2003年11 月丙烯腈裝置增加第二生產(chǎn)線，使丙烯腈生產(chǎn)能力提高到212 kt/a，副產(chǎn)氫氰酸量大幅度增加，原裝置已不能再通過挖潛來滿足要求，因此2003年對(duì)丙酮氰醇裝置做了擴(kuò)能技術(shù)改造。丙酮氰醇裝置擴(kuò)能后的公稱規(guī)模60 kt/a(以下簡稱第一套丙酮氰醇裝置)，擴(kuò)能后設(shè)計(jì)能力63.6 kt/a，實(shí)際產(chǎn)量可以穩(wěn)定在70 kt/a。

根據(jù)公司發(fā)展的需要，丙烯腈裝置由212 kt/a擴(kuò)建至320 kt/a，其副產(chǎn)氫氰酸隨之增加。因氫氰酸屬于劇毒產(chǎn)品，將劇毒氫氰酸轉(zhuǎn)化為丙酮氰醇，進(jìn)而生產(chǎn)高附加值的甲基丙烯酸甲酯。經(jīng)多方努力，2007年公司丙烯腈廠引進(jìn)德國DEGUSSA先進(jìn)的丙酮氰醇工藝技術(shù)，建成100kt/a ACH/MMA裝置(以下簡稱第二套丙酮氰醇裝置、甲甲酯裝置)。

1 改造前的尾氣處理

丙酮氰醇尾氣處理采用噴淋水進(jìn)行洗滌，洗滌后的噴淋水因含氰根，收集后送至丙烯腈廠焚燒爐焚燒。

ACH/MMA裝置工藝包范圍極其有限，專利商不提供丙酮氰醇裝置尾氣治理的工藝技術(shù)，丙酮氰醇裝置真空系統(tǒng)P－009A/B尾氣排放引入第二套甲甲酯裝置的放空系統(tǒng)，經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)增壓送至焚燒爐焚燒。開車運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)如下問題:①排放尾氣中的氫氰酸和丙酮?dú)怏w經(jīng)常竄入甲甲酯的放空系統(tǒng)，對(duì)第二套甲甲酯裝置操作造成極大的安全隱患;②當(dāng)?shù)诙准准柞パb置的放空系統(tǒng)壓力不暢時(shí)，直接影響該裝置真空系統(tǒng)P－009A/B的穩(wěn)定運(yùn)行。

2 改造后的尾氣治理工藝技術(shù)

2.1 工藝簡介

由于第一套丙酮氰醇裝置高點(diǎn)放空系統(tǒng)采用新鮮水吸收，產(chǎn)生的廢水含氰根，無法直接排放，只能送焚燒爐進(jìn)行處理，導(dǎo)致廢水量增加，成本上升。通過工藝技術(shù)優(yōu)選，決定采用以丙酮為噴淋吸收液的尾氣吸收裝置，洗滌后的丙酮返回裝置丙酮儲(chǔ)罐B－001作為裝置原料。其工藝流程見圖1。

圖1 丙酮氰醇裝置尾氣治理工藝流程圖

丙酮為噴淋吸收液的尾氣吸收裝置，尾氣吸收塔布置在現(xiàn)丙酮氰醇裝置5層平臺(tái)上，利用現(xiàn)裝置丙酮泵P－001A/B將新鮮丙酮經(jīng)換熱器冷卻送入新上尾氣噴淋吸收塔K－003，洗滌后的丙酮重力流回裝置丙酮儲(chǔ)罐B－001作為原料使用;尾氣中的丙酮、氫氰酸、有機(jī)物等有害氣體被丙酮充分吸收，尾氣達(dá)標(biāo)排放。

2.2 工藝參數(shù)

2.2.1 真空泵尾氣參數(shù)

流量:10 kg/h

操作溫度:－5℃

操作壓力:0.11 MPa(A)

密度:1.55 kg/m3

粘度:0.016 Pa·s

分子量:34.2

尾氣成份:丙酮1.6 kg/h

HCN2.0 kg/h

有機(jī)物0.1 kg/h

空氣6.3 kg/h

2.2.2 洗滌液

優(yōu)選丙酮作為洗滌液

流量參數(shù):2 t/h(最大)1 t/h(正常)

操作溫度:0℃

操作壓力:0.2 MPa(A)

密度:812 kg/m3

粘度:0.04 Pa·s

分子量:57.7

2.3 尾氣吸收塔

本技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備為尾氣吸收塔(K－003)，是本次新增加的設(shè)備，也是提高尾氣凈化率的關(guān)鍵設(shè)備，該塔采用鮑爾環(huán)填料，設(shè)備材質(zhì)316L，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡圖見圖2。

圖2 尾氣吸收塔設(shè)備簡圖

2.4 處理后尾氣參數(shù)

尾氣中丙酮、HCN、有機(jī)物全部溶到洗滌液中，進(jìn)裝置丙酮罐作為原料使用，尾氣排放大氣，排放高度22m。

經(jīng)嚴(yán)格的PRO－Ⅱ計(jì)算，尾氣成份:空氣5.52kg/h，丙酮1.15kg/h。

2.5 產(chǎn)品質(zhì)量

丙酮、HCN是丙酮氰醇裝置主要原料，有機(jī)物(主要成分為有機(jī)堿)作為裝置催化劑，該方法對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量沒有任何影響。

2.6 處理效果

通過采用本治理技術(shù)，徹底解決了丙酮氰醇裝置尾氣排放問題，經(jīng)考核，技術(shù)指標(biāo)完全達(dá)到排放要求。

3 工藝技術(shù)的再應(yīng)用

2011 年初，該丙烯腈裝置擴(kuò)能改造至418kt/a，為充分消化、吸收隨之增加的氫氰酸產(chǎn)量，同時(shí)也為了滿足國內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)丙酮氰醇、甲基丙烯酸甲酯的需求，公司丙烯腈廠決定再新上一套100 kt/a丙酮氰醇裝置、100 kt/a甲基丙烯酸甲酯裝置。

本項(xiàng)目由某設(shè)計(jì)院完成可行性研究報(bào)告、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)，在充分消化吸收第二套丙酮氰醇裝置工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化工藝流程，特別是在丙酮氰醇裝置尾氣治理上，為方便流量計(jì)量，在丙酮進(jìn)洗滌塔管線上增設(shè)流量表、并引至DCS監(jiān)控;同時(shí)經(jīng)過嚴(yán)密的水力學(xué)計(jì)算，丙酮輸送泵設(shè)計(jì)流量由26m3增加到30m3，充分保證了丙酮氰醇尾氣的洗滌效果，保證了裝置的操作彈性。

4 結(jié)語

(1)該項(xiàng)目完工后，經(jīng)一年的考核，技術(shù)指標(biāo)完全達(dá)到排放要求。經(jīng)環(huán)保部門連續(xù)12個(gè)月監(jiān)測(cè)，尾氣排放指標(biāo)完全符合國家要求。

(2)在提倡節(jié)能、減排的今天，采用小投入，取得好效果的措施、方法應(yīng)大力提倡。本項(xiàng)目投入少、見效快，立意新穎。丙酮氰醇裝置尾氣治理技術(shù)的成功實(shí)施，不僅解決了丙酮氰醇裝置含氰尾氣的排放問題，也為環(huán)境保護(hù)做出了突出的貢獻(xiàn)。

By practical examples to describe the exhaust gas treatment process technology in acetone cyanohydrin plant，and optimize the process technology in the practical application，completely solve the problem of the exhaust gas treatment of acetone cyanohydrin plant．

Optimization of Exhaust Treatment Process Technology of Acetone Cyanohydrin Plant

Zhang Lihua，et al
(PetroChina Northeast Refining＆Chemicals Engineering Co.，Ltd．Jilin Design Institute，Jilin 132002)

acetone cyanohydrinexhaust gas containing HCN treatment

*張麗華:高級(jí)工程師。1991年畢業(yè)于吉林化工學(xué)院。長期從事項(xiàng)目管理、工藝管道設(shè)計(jì)工作。聯(lián)系電話:(0432)63911490。

(修改回稿2011－11－10)