PTA裝置氧化CTA回收鈷錳技術應用

高敏

摘要：PTA裝置氧化CTA回收鈷錳項目屬于國家重點支持的高新技術領域項目，本文以某石化PTA裝置為例，通過開發新型氧化CTA回收鈷錳技術將原母液中大量鈷錳離子回收，經過濾器排出的濾液中的含鈷量和含錳量均小于15ppm，去除效率≥99%，達到排放標準，減少了生產企業的污水處理負擔，并且減少了PTA裝置的催化劑消耗量和設備因原工藝含固量大造成的損耗和更換。本項目具有良好的環保及經濟效益。

關鍵詞：回收鈷錳技術;NaCO、環保

概述

某石化分公司PTA裝置由氧化單元、精制和輔助系統部位組成。技術中設計CTA母液循環率為95%，去殘渣處理的母液沒有設置鈷錳催化劑回收。某石化分公司在2009年上采用MOTT公司專有技術回收氧化母固的系統。系統運行后，催化劑單耗及原料PX 單耗略有下降，但存在Fe、Cr、Na等雜質無法去除的設計缺陷，造成了Pd-C催化堿洗頻繁及醋酸能耗升高等問題，經濟效益并不明顯 。

1? 工藝設計技術路線

1.1 原氧化CTA（簡稱母固）回收裝置工藝原理

某公司專有技術回收氧化母固系統通過三級過濾的工藝流程回收母液中的TA固體和鈷錳催化劑。第一級過濾將CTA母液中的TA過濾回收，第二級過濾將CTA母液中的氧化反應有機副產物PT酸等過濾回收;第二級過濾的清液進入薄膜蒸發系統回收醋酸，蒸發殘渣通過急冷萃取后進行第三級過濾，將萃取液中的雜質濾除，第三級過濾后的濾清液中富含有CTA母液中的鈷、錳催化劑，最終實現催化劑的回收。

1.1.1存在的問題

原氧化CTA回收裝置投用后裝置一二級過濾系統運行良好，部分裝置中難點問題得到緩解，但是出現了醋酸單耗增加，金屬離子無法去除，特別是鈉、鐵離子，系統中金屬離子累計濃度較高，產品灰分較以往上升較多。三級過濾正常運行困難。

1.2? 工藝改造方案

對于某公司的氧化母固系統已經出現的各種問題，結合現有的流程，本項目整體拆除了原有的氧化母固處理單元，采用碳化硅膜過濾器回收TA，再經PTA裝置已有薄膜蒸發單元回收濾液中的醋酸，新增Na2CO3沉淀工藝回收鈷錳催化劑。

1.3 原理簡述

氧化母液處理可分為三個單元：TA回收單元、醋酸回收單元及鈷錳回收單元。其中TA回收單元采用碳化硅膜過濾器，醋酸回收單元利舊Amoco工藝中已有流程，鈷錳回收單元為新增的Na2CO3沉淀法回收鈷錳工藝流程。

TA回收單元：氧化母液由母液泵BG-308A/B從母液罐BD-306抽出，一部分送至送至碳化硅膜過濾器M-305。在M-305內母液分離的提濃母液和濾液錯流通過碳化硅膜過濾器，然后提濃母液送至BD-306循環使用，濾液送至溶劑汽提塔蒸發罐BD-402。

醋酸回收單元：濾液先后通過溶劑汽提塔蒸發罐BD-402、薄膜蒸發器BM-403回收醋酸，薄膜蒸發器殘渣在殘渣再打漿罐BD-403用水打漿后用殘渣泵BG-403送至鈷錳回收單元。

鈷錳回收單元：自殘渣泵BG-403來的待處理進料送至到鈷錳沉淀罐BD-003，加入Na2CO3儲存罐BD-002中的碳酸鈉溶液并調整至pH>8.5。濾液內的有機物會被中和為有機鹽，同時鈷錳金屬轉化為碳酸鈷錳沉淀物。中和后的料液被輸送至過濾器即鈷錳金屬過濾器BM-001A/B，此過濾器用于回收進料中的碳酸鈷錳沉淀物，接著通過水洗以去除鈉離子和溶解的有機鹽，然后回收的固體在過濾器的逆洗階段被送入鈷錳溶解罐BD-005。逆洗后需入醋酸用于清洗金屬濾芯，清洗后的醋酸排入鈷錳溶解罐BD-005或醋酸罐BD-004。鈷錳金屬過濾器過濾后的濾液被排至廢水。

1.4.1? TA過濾器工藝原理說明及性能優勢

1.4.1.1 TA過濾器工藝原理說明

TA過濾器采用0.04微米的碳化硅膜過濾，固體顆粒被截留在膜通道中形成濃縮液，隨著濃度增加，管板兩側壓差上升，當壓差達到設定值時停止進料，然后用高溫醋酸加壓反洗，將漿料沖至母液罐中。

1.4.1.2 性能優勢

原有的一級過濾部分設備（含8臺設備），兩臺過濾器切換操作，配置反沖洗接收罐、母液冷卻罐、一級過濾返料泵、二級過濾進料泵。過濾器濾芯為金屬粉末燒結，過濾精度為0.5μm。使用碳化硅膜過濾器只需1臺設備，使用該過濾器后，濾固由現在的1%降到0.02%以下，膜過濾的濃縮液返回到溶劑循環管線，不需要打漿罐和漿料輸送泵，避免了因為CTA結塊給運行造成的麻煩，更有利于裝置的穩定運行。

1.4.2? Na2CO3沉淀工藝原理說明

碳酸鈉沉淀法中主要涉及 Co/Mn 離子碳酸鹽的沉淀反應（1）～（2），還有醋酸（HAC）、苯甲酸（HBA）、間苯二甲酸（H2IA）以及對苯二甲酸（H2TA）酸的溶解，涉及的基本化學反應包括有：

（1） Co+CO=CoCO↓

（2） Mn+CO=MnCO↓

（3） 2HAC+ CO=2AC+HO+CO↑

（4） 2HBA+ CO=2BA+HO+CO↑

（5） HIA+ CO=IA+HO+CO↑

（6） HTA+ CO=TA+HO+CO↑

2 ?結語

通過對PTA裝置氧化CTA 回收鈷錳技術創新及安全運行后，原母液中大量鈷錳離子被回收，減少了PTA裝置的催化劑消耗量，并且高效穩定氧化母液中TA，減少管線堵塞及堿洗頻率降低工人勞動強度。減少資源的流失浪費，徹底消除PTA裝置鈷錳殘渣需外委處理瓶頸。不僅減輕了生產企業的污水處理負擔，而且直接獲得一定的經濟效益，更可以提高資源的利用率。因此本項目PTA裝置氧化CTA 回收鈷錳技術更加科學，先進，節能環保，可在PTA行業氧化母固系統裝置中進行推廣和應用 。

參考文獻

[1]陳亮 .PTA生產中廢鈷錳催化劑的回收處置與環境保護.福建輕紡，2020，5（1）

[2]陳興偉，施遠征 .PTA裝置氧化母固回收系統運行狀況分析.河南化工，2015，32