氯醇法环氧丙烷装置降低皂化系统COD探讨

来源:http://www.shuizhifenxi.com/ 作者:余氯检测仪 时间:2019-10-11

  一、前 言:

  环氧丙烷是丙烯的主要衍生物,它是仅次于聚丙烯、丙烯腈和羰基醇的第四大丙烯衍生物。环氧丙烷主要用于生产聚氨脂用的聚醚、丙二醇、异丙醇胺、丙烯醇等产品,广泛应用于化工、轻工、医药、食品等领域。山东滨化集团具有多年丰富的环氧丙烷生产经验,目前拥有三套氯醇法环氧丙烷生产装置,市场供应能力达18万吨/年,商品量居全国首位。

  二、生产工艺及皂化系统COD情况概述:

  我公司环氧丙烷生产工艺为氯醇法生产工艺,主要是以丙烯和氯气为主要原料,经氯醇化反应生成氯丙醇,再与VCM装置的副产物电石渣浆在皂化塔内反应,皂化塔内采用减压皂化的操作方式,自塔顶减压蒸馏出粗PO,粗PO进入精馏系统进行分离精制得到环氧丙烷产品,皂化反应残液自塔底排出,送至污水处理系统进行沉降分离和生化处理。

  皂化系统COD指标是环氧丙烷生产中的一个非常重要的控制点,COD指标的高低不仅能直接表征皂化系统反应的情况,还对后续的污水处理系统有较大的影响。随着国家对环境保护要求越来越严格,环氧丙烷装置皂化系统COD指标是否能控制在合理的范围已经成为环氧丙烷生产企业必须做到的重要生产任务。我公司环氧丙烷装置自开车以来,皂化系统的COD含量一直维持在1200mg/L左右。根据行业信息交流得知,全国采用减压皂化工艺的环氧丙烷生产厂家皂化系统COD指标均能控制在800mg/L以内。由此可见,我公司环氧丙烷装置皂化系统还没有达到的最佳运行效果。同时,我们还分别向山东金岭集团、沈阳金碧兰公司、福州第二化工公司等采用减压皂化工艺的生产厂家了解其皂化系统的运行指标,据了解得知山东金岭集团、沈阳金碧兰公司、福州第二化工公司皂化系统运行指标为:皂化塔顶压:50KPa(绝压)、52KPa(绝压)、55KPa(绝压);皂化塔顶温:62℃、68℃、58℃;皂化塔底温:90℃、88℃、92℃;一级外回流气相温度:42℃、44℃、40℃;二级外回流气相温度:22℃、22℃、21±1℃;皂化塔残液PH值:10.5-11、10.5-11、10.5-11;而我公司皂化系统运行指标为:皂化塔顶压:60KPa(绝压);皂化塔顶温:70℃;皂化塔底温:92℃;一级外回流气相温度:44℃;二级外回流气相温度:30℃;皂化塔残液PH值:11-12。从各厂家皂化系统工艺指标对比情况,我们发现我公司的皂化工艺指标与其他兄弟厂家相比还存在一定的差距。因此,为了能够将我公司环氧丙烷装置皂化系统COD指标降低,我们讨论制定了相关的优化改进方案来对皂化系统进行优化改进。

  三、皂化系统优化改进实施内容

  1.将皂化剂由电石渣浆更换为石灰乳溶液

  我公司环氧丙烷装置的皂化剂一直使用VCM装置的副产物电石渣浆,但该电石渣浆存在杂质较多、氢氧化钙有效含量不稳定、反应活性较低、镁离子含量过高等问题,对皂化反应的稳定性有一定的影响。为此,我们借鉴其他兄弟厂家的经验,将皂化剂由电石渣浆改为石灰乳溶液,提高了皂化剂的活性、保证了皂化剂浓度的稳定性,提高皂化反应的收率,以达到降低皂化残液COD含量的目的。

  2.增加皂化进料静态混合器

  通过我们的观察,发现皂化残液中有明显的刺鼻异味,经讨论分析后认为主要为皂化进料静态混合器混合效果不好,氯丙醇和皂化剂没有充分混合反应,导致皂化反应效果较差,为了提高氯醇与石灰乳的混合效果,我们计划原皂化进料静态混合器前增加串联一台皂化静态混合器,提高皂化混合效果,以达到降低COD含量的目的。

  3.降低精馏系统塔底液相水洗系统负荷

  我公司环氧丙烷装置精馏系统底液经水洗后,水相进入进入氯醇化反应器参与反应,其中水相中含有大量的有机物,而这些有机物经氯醇化系统后和氯丙醇又一起参与皂化反应,我们分析认为这些有机物在皂化反应中不能从皂化残液中完全分离,从而使皂化系统中的COD指标偏高。因此我们决定降低精馏系统塔底液相水洗系统负荷,观察皂化系统COD指标的变化。

  四、实施效果

  1.将皂化剂由电石渣浆更换为石灰乳溶液后,我们采取了三天的皂化塔运行数据进行对比。从化验结果上我们得知,更换皂化剂后三天内的皂化系统COD指标平均值为1153mg/L,比更换前皂化系统COD指标平均值1206mg/L低了大约50mg/L左右,我们推断分析,在使用石灰乳溶液作为皂化剂后,皂化系统COD指标虽然均有所下降,但效果并不明显。

  2.在原皂化进料静态混合器前增加串联一台皂化静态混合器后,我们采取增加混合器前三天的COD指标,与增加混合器后三天的COD指标进行对比,从化验结果上我们得知,增加混合器后三天内的皂化系统COD指标平均值为1183mg/L,比未增加皂化进料混合器前皂化系统COD指标平均值1263mg/L低了大约80mg/L左右,我们推断分析,增加一台静态混合器后,虽然皂化反应向好的趋势发展,但实际效果并不明显,没有达到皂化系统COD指标800mg/L左右的预期目标。

  3.降低精馏系统塔底液相水洗系统负荷后,我们采取了三天的皂化塔运行数据进行对比,从化验结果上我们得知,降低精馏系统塔底液相水洗系统负荷后三天内的皂化系统COD指标平均值为804mg/L,比未降低负荷前皂化系统COD指标平均值1217mg/L低了大约413mg/L左右,我们推断分析,降低精馏系统塔底液相水洗系统负荷后,皂化系统的COD指标下降了近400mg/L,基本达到了皂化系统COD指标800mg/L左右的预期目标,效果明显。

  五、结 论

  通过上述几种改进方案的实施效果我们发现,将皂化剂由电石渣浆更换为石灰乳溶液和增加皂化进料静态混合器这两种改进方案,对皂化系统COD指标的降低起到了一定的作用,但下降幅度很小,没有达到我们要求的皂化系统COD指标800mg/L左右预期目标,这说明皂化剂原料、皂化进料混合效果不是影响皂化系统COD指标的主要因素,可以提前排除;而在降低精馏系统塔底液相水洗系统负荷后,皂化系统COD指标大幅度下降,达到了我们的预期目标,这说明精馏系统塔底液相水洗系统对皂化系统COD指标影响很大,是皂化系统COD指标偏高的主要原因,下一步我们还将对精馏系统塔底液相水洗系统的回收水成分进行化验分析,找出影响皂化系统COD指标的具体原因,从而更好的对生产工艺进行优化改进。

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