乙二醇化工企業硝酸回收改造及其效益分析

鞏偉鋒

(陽煤集團壽陽化工有限責任公司，山西 壽陽 045400)

1 概述

陽煤集團壽陽化工有限責任公司一期年產20萬t乙二醇項目，主要由水處理裝置、鍋爐裝置、空分裝置、煤漿制和氣化裝置、粗煤氣變換、煤氣凈化裝置、草酸二甲酯合成、精餾裝置以及乙二醇合成、精餾等裝置組成。其中草酸二甲酯合成工段為項目提供符合純度要求的草酸二甲酯。

2 存在問題

壽陽化工草酸二甲酯合成工段因產出的高濃鹽廢水在廢水工段無法得到有效處理，給公司帶來了很大的環保壓力。2017年8月份合成中心對四硝酸還原反應器進行了小部分改造，原四臺并聯硝酸還原反應器改造為兩臺并聯后塔釜出液送至另外兩臺硝酸還原反應器，改造后的硝酸還原反應器雖在一定程度上降低了硝酸消耗，但硝酸還原反應器出口硝酸濃度仍維持在1.49%左右，大量硝酸仍需送至堿處理工序加堿中和。仍存在如下兩點問題：1) 硝酸轉化率不夠，大量硝酸未參與反應只能與堿液中和，造成硝酸、堿液浪費；2) 中和后的廢液鹽含量高，造成廢水處理困難。

3 改造方案

為徹底解決草酸二甲酯工段的高濃鹽廢水無法得到有效處理的問題，合成中心提出了硝酸回收改造利用項目。該項目將來自硝酸還原反應器排出的含醇廢液送入硝酸濃縮塔給料罐進行緩沖后，由硝酸濃縮塔給料泵送硝酸濃縮塔進料。

硝酸濃縮塔為負壓精餾塔。送入硝酸濃縮塔的含醇廢液中的硝酸在塔釜被提濃到10%～15%后送入稀硝酸儲罐。稀硝酸通過稀硝酸泵加壓后重新送回到硝酸還原反應器參與反應。硝酸濃縮塔頂部分離除去硝酸的含醇水溶液送至甲醇脫水塔進行分離。因該股廢水中硝酸全部得到了回收利用，故無需加堿處理該股廢水，可直接送污水進行后續處理。使困擾公司的合成廢水問題徹底得到了解決。因硝酸的回收使用，合成中心減少了部分濃硝酸和液堿的用量，降低了公司的乙二醇生產成本，給公司帶來了一定的經濟效益。

原設計流程以及硝酸回收改造流程如第121頁圖1、圖2所示。

4 操作要點

1) 該改造方案主要在裝置大修時留預留口，裝置完成后投入使用。

2) 硝酸濃縮為物理精餾，在真空條件下，降低硝酸沸點后進行精餾，但要嚴格控制塔釜溫度以及塔頂回流液中甲醇的含量，一般情況下采用脫鹽水作為回流液使用，如硝酸濃縮塔釜溫度過高并有甲醇存在時會在塔釜大量產生硝酸甲酯，給系統帶來一定的安全隱患。

3) 作為負壓精餾裝置，控制塔釜壓力穩定，是濃縮塔平穩生產的重要條件。

圖1 改造后簡圖

圖2 改造前簡圖

5 方案投資及效益分析

5.1 方案投資

硝酸濃縮合計投資約1 906萬元，占地面積約110 m2。

5.2 改造后效益分析

硝酸回收改造項目自2019年9月8日正式投用，截止到11月26日7:00，已為公司節省約470.2萬元，預計年節收益約2 107.2萬元(2 405.5元/h)。改造后，因回收硝酸，降低堿液消耗，產生收益2 405.5元/h，新增成本 726.533元/h，年產生純利潤1 470.7萬元。

6 結語

增加硝酸濃縮裝置后，硝酸還原反應器塔釜硝酸全部得到了回收再利用，徹底解決了高濃鹽廢水難處理的問題，并創造了一定的經濟效益。整體達到了安全環保、節約成本的目的。