煤制乙二醇項目廢水特點及處理思路

郜小強

安陽永金公司

煤制乙二醇項目廢水特點及處理思路

郜小強

安陽永金公司

隨著我國對環(huán)保的日益重視，煤制乙二醇項目廢水的處理一直以來都是化工產(chǎn)業(yè)的重點議題，為了確保廢水處理的科學(xué)高效，本文主要針對煤制乙二醇項目廢水的工藝技術(shù)路線、廢水來源和處理思路進行了分析。

煤制乙二醇；廢水處理；氨氮

前言

制乙二醇在2009年初就早已列入國家石化產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興計劃。中國聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，對主要原料乙二醇的需求大大提高。隨著中國對煤制乙二醇的大力投資，就現(xiàn)在而言，我國已經(jīng)建立完工、擬建和計劃中的煤制乙二醇項目超過30，乙二醇產(chǎn)能35萬t/a。

1 煤制乙二醇項目工藝技術(shù)路線

乙二醇(通用名甘醇)是一種極為關(guān)鍵的有機化工原材料，是一種無色、無味、粘稠性質(zhì)，具有揮發(fā)難度大，吸水性強，些許甜味的特點的液體。因為我國擁有大量的煤炭資源，煤制乙二醇已經(jīng)日益成為我國煤化工發(fā)展的重要方向，是生產(chǎn)乙二醇產(chǎn)品的重要方式。目前，煤乙二醇主要有三條技術(shù)路線：

1)直接合成路線。煤是一種主要的制作原材料，經(jīng)過化工反應(yīng)后合成氣(CO、H2)，由此接著合成乙二醇。合成乙二醇的合成氣體是由美國著名的杜邦公司于在1947年首次提出的。這項技術(shù)具有非常苛刻的反應(yīng)條件，需要催化劑和高溫、高壓。

2)甲醇甲醛路線。用煤作為核心原材料，通過凈化、轉(zhuǎn)換，氣化反應(yīng)，然后以此獲得合成氣，通過合成氣制取出甲醇，然后再反應(yīng)后獲得乙烯，乙烯之后獲得環(huán)氧乙烷，在最后，環(huán)氧乙烷制備出。

3) 草酸酯路線。由煤作為主要原料，以此得到H2和CO，但是仍舊需要通過氣化，轉(zhuǎn)換，凈化以及分離等程序， 通過催化偶聯(lián)合成草酸酯。從工藝技術(shù)來看，流程簡短，費用低，是目前最為理想的煤制乙二醇技術(shù)，也是當(dāng)前乙制二醇生產(chǎn)廣泛應(yīng)用的技術(shù)。

2 煤制乙二醇項目廢水來源

草酸酯法生產(chǎn)乙二醇過程中的工藝廢水主要來源于煤氣化、變換、凈化及DMO生產(chǎn)中酯化及乙二醇精餾工段。

3 煤制乙二醇項目廢水處理思路

3.1 氣化廢水預(yù)處理

因為煤的氣化技術(shù)和煤質(zhì)量存在的差別，其生產(chǎn)出來的污染物的數(shù)量和類型也存在差別。例如，與德士古氣化工藝相比，魯奇氣化工藝的環(huán)境污染程度就大得多了；用褐煤、煙煤作為原材料，其工藝生產(chǎn)出來的氣化污染物在很大程度遠超原料是無煙煤和焦炭產(chǎn)生的污染物，與固定床一同比較，流化床和氣流床工藝所產(chǎn)生的廢水質(zhì)量較為明顯。因此，根據(jù)不同的煤炭質(zhì)量，不同氣化工藝，選擇合適的氣化廢水預(yù)處理工藝。固定床氣化過程，氣化溫度低，廢水成分復(fù)雜，有機污染物COD污染水平高，高氨氮的特點(～500mg/ L)，高COD(～5000mg/L)，高酚(～1500mg/L)，高油價(～200mg/L)。用德士古氣化工藝作為例子，使用水煤漿氣化技術(shù)，高懸浮物和高氨氮廢水特征(400mg/L)。由于高溫氣化技術(shù)，水質(zhì)比較干凈、有機污染程度低。氣化過程廢水分離渣水分離系統(tǒng)，針對高懸浮物和高氨特點可以凝結(jié)沉降和閃蒸預(yù)處理措施。

3.2 變換工藝廢水

變換工藝廢水主要為變換過程中產(chǎn)生的工藝冷凝液，主要含氨氮，可通過汽提去除氨，再進行后續(xù)生化處理。

3.3 酯化工序含鹽廢水預(yù)處理

在現(xiàn)階段， 對酯化含鹽廢水處理技術(shù)一般來說使用的是膜分離、熱蒸發(fā)，或者由兩種技術(shù)相組合的工藝技術(shù)。乙二醇酯化廢水具有高含鹽量(2%～2%)，成分繁雜，顏色深，pH值較低，COD和BOD高。所以，從經(jīng)濟和技術(shù)的角度來看，在化工行業(yè)，含鹽廢水的預(yù)處理可以使用“預(yù)處理＋膜分離＋蒸發(fā)”。常用的海水淡化預(yù)處理技術(shù)包括混凝沉淀、機械過濾、活性炭吸附等。

3.4 全廠廢水處理

在對氣化廢水和酯化廢水進行預(yù)處理后，下一步就是讓這些廢水進入到處理系統(tǒng)。為了確保項目實施的“清污分流、雨污分流”，使用2套污水處理系統(tǒng)，一套為生化處理系統(tǒng)，主要處理生產(chǎn)廢水和生活化驗污水，雨水和高污染廢水；另一個套為水回收系統(tǒng)，主要對整個工廠排出污水處理和水的循環(huán)系統(tǒng)、脫鹽水站污水和干凈的水。

3.4.1 生化處理系統(tǒng)

3.4.1.1 設(shè)計進水水質(zhì)。氣化( 以上述某一工程為例， 其采用水煤漿加壓氣化工藝) 及酯化廢水經(jīng)預(yù)處理后， 經(jīng)核算， 需進入生化處理系統(tǒng)， 其綜合水質(zhì)如表1 。

表1 生化處理系統(tǒng)綜合進水水質(zhì)

3.4.1.2 污水處理工藝方案。由污水綜合進水水質(zhì)可以得出證明，BOD / COD = 0.50 ＞ 0.45，廢水容易生化，因此，使用生化污水處理的核心技術(shù)為核心的工藝。除了COD和BOD，主要污染物是氨氮，在生化處理工藝流程采用 A／O硝化反硝化。經(jīng)過科學(xué)檢驗，可以采取“ 厭氧水解酸化＋生物脫氮＋深度處理”模式廢水處理技術(shù)。主要包括4部分：預(yù)處理部分，生化處理部分，深度處理部分和污泥處理部分。根據(jù)各工段處理工藝， 生化處理系統(tǒng)各構(gòu)筑物進、 出水水質(zhì)指標(biāo)及去除率情況如表2所示。

表2 生化處理系統(tǒng)各構(gòu)筑物進、 出水水質(zhì)指標(biāo)及去除率情況

4 結(jié)語

綜上所述，煤制乙二醇項目在生產(chǎn)的過程中必定產(chǎn)生不同程度的污染物，而這些污染物如果不能及時得到處理將會導(dǎo)致水質(zhì)的大面積污染，為了確保污染物得到凈化，一定要采用科學(xué)且經(jīng)過重重試驗的廢水工藝技術(shù)，以此提高廢水的凈化質(zhì)量。

[1]劉雨虹.我國煤制乙二醇現(xiàn)狀及面臨的問題[J].化學(xué)工業(yè)，2011，29(1)：13-14.

[2]李紅，段魏.草酸二甲酯工藝在煤制乙二醇生產(chǎn)中的探討[J].河南化工，2013， 30(2)：54.