乙二醇裝置酯化工藝廢水處理技術分析

桑國春（安徽淮化股份有限公司，安徽 淮南 232038）

乙二醇裝置酯化工藝廢水處理技術分析

桑國春（安徽淮化股份有限公司，安徽 淮南 232038）

通過對乙二醇裝置酯化工藝廢水處理技術的分析，利用原有酯化塔進行改造，處理酯化系統釜液中副產的含4-5%稀硝酸，使廢液達標排放，消除稀硝酸及硝酸鹽對管道設備的腐蝕，減輕高含鹽水中硝酸鹽的處理量，并減少處理成本，為乙二醇裝置創造更大的效益，推動乙二醇技術更好的向前發展。

乙二醇；酯化廢水；硝酸

煤基乙二醇工藝技術屬于煤的清潔利用關鍵前沿技術，五大新型煤化工技術之一，是現在國內重點發展的技術。煤基乙二醇工藝技術的開發符合我國缺油、少氣、煤炭資源相對豐富的能源結構特點，符合現代新型煤化工產業政策。近幾年，煤基乙二醇技術國內外都取得了重大進展，相關研究工作逐步轉向工業化技術開發，隨著煤基合成氣制乙二醇關鍵技術的突破，全國迅速掀起煤基乙二醇的建設熱潮，國內乙二醇裝置運行的結果證明了技術的可行性，但同時也暴露出一些問題，如酯化系統釜液相存在副產含硝酸的工藝液處理問題，所以如何處理含硝酸的工藝液，并實現硝酸資源的綜合利用，使廢液達標排放，減少處理成本獲得最大收益，是目前乙二醇技術需要改進的一個方向。

1 處理現狀

以年產10萬噸規模的合成氣制乙二醇為基礎，其酯化塔釜液中含硝酸工藝液為4～5%，工藝液中的稀硝酸原處理技術是：在廢水處理廠進行處理前，向其中加入大量液堿進行中和，再去廢水處理反硝化裝置，處理合格后外排。這種處理方式既浪費原材料，還消耗大量的蒸汽，同時又存在設備腐蝕問題。

本文擬通過酯化塔技術改造，利用硝酸還原催化劑將工藝液中的硝酸，與乙二醇生產系統中的甲醇、工藝合成氣中的NO在一定的溫度、壓力下進行催化反應生成亞硝酸甲酯（MN），反應生成的亞硝酸甲酯（MN）作為乙二醇生產過程中的一個中間體返回乙二醇生產系統中使用。這樣既能解決裝置的環保問題，又能節省乙二醇生產的原材料消耗，從而使公司既做到了節能減排，又做到降耗增效，同時滿足環保達標排放要求。稀硝酸催化反應原理如下：

HNO3+2NO+3CH3OH=3CH3ONO+2H2O

2 主要技術方案

2.1 工藝流程簡述

來自壓縮機增壓后的的工藝氣相，送入酯化塔下部，與再沸器出口物料混合，與酯化塔上部下來的液相逆流而行，氣液兩相逆流接觸進行反應，硝酸與一氧化氮及甲醇反應生成亞硝酸甲酯。液相通過塔釜液輸送泵送去甲醇回收系統，氣相與酯化塔的主氣流一起上升，從酯化塔塔頂出去。

2.2 技術參數

稀硝酸還原工藝，利用系統工藝合成氣中的還原性物質和工藝廢水中的甲醇與稀硝酸在催化劑的作用下，反應生成亞硝酸甲酯和水。主要工藝條件為：

反應溫度：60～90℃，反應壓力：0.4～0.45 MPa。

液相流量：12t/h，氣相流量：6000m3/h。

2.3 反應器改造

利用酯化塔下部Φ1400筒體進行技術改造，裝填催化劑，上下安裝催化劑格柵，并安裝擱放液體分布器，將液體直接引入液體分布器內。

2.4 硝酸回收率及回收效果

工藝廢水中的稀硝酸回收率超過45%，出口工藝液中的硝酸含量可以達到2.5%以下。

3 效益分析

3.1 節省硝酸費用

12t/h液相中含有折為63%硝酸857 kg/h。以此推測全年損耗63%硝酸為6857噸/年(一年按8000h計算)；

根據計算回收硝酸（折百）262.17kg/h，年回收63%硝酸約3329.1噸/年，按每噸63%硝酸現在市場采購價格1200元/噸，計節約399.49萬元/年。

3.2 節省液堿費用

3329.1 噸/年63%硝酸理論上減少48%液堿添加量：

3329.1 ×0.63×40÷63÷0.48=2774.25噸/年

實際按增大15%考慮則為：2774.25×1.15=3190.39噸/年，按每噸48%堿液采購價格900元/噸，合計節約287.13萬元/年。

合計63%硝酸和48%液堿共節約原材料約686.62萬元/年。

3.3 減少N2O4消耗

由3N2O4+2H2O=4HNO3+2NO得年回收63%硝酸約3329.1噸/年，可減少N2O4消耗：2297.08噸/年。

3.4 消耗蒸汽

增加0.3Mpa(g)低壓蒸汽消耗量約12000噸/年：12000噸/年×95元/噸=114萬元/年。

3.5 消耗電

年增加電耗6.4萬kwh，折合人民幣約3.1萬元/年。合計蒸汽和電增加消耗：117.1萬元/年。

3.6 經濟效益

乙二醇裝置酯化工藝廢水處理裝置改造完成后，可節約費用為686.62-117.1=569.52萬元/年。

4 結語

本技術方案利用原有酯化塔進行改造，將乙二醇酯化工藝廢水中稀硝酸還原的新型綠色環保節能技術具有較好的效益：節省乙二醇生產原材料消耗，減少了N2O4及液堿的消耗，消除稀硝酸及硝酸鹽對管道設備的腐蝕，消除了安全隱患；減輕了高含鹽水中硝酸鹽的處理量；可為合成氣制乙二醇裝置創造更好的效益；而且整個處理過程無三廢產生。