專利名稱：丙烯腈急冷塔下段釜液處理工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出一種對丙烯腈急冷塔下段釜液的處理工藝方法，它涉及對化工廢水進行理化處理的工藝、設(shè)備等技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)對丙烯腈急冷塔下段釜液采用的處理方法是經(jīng)過簡易顆粒雜質(zhì)沉降后送廢水爐焚燒。這樣處理雖然方法簡單，但要消耗大量的燃料油，而且扔掉了這股釜液中有回收價值的硫銨，同時對大氣造成一定的硫和氧化氮污染，是一種不太理想的處理方法。
丙烯腈急冷塔一般分為上、下兩段。上段釜液含有20％左右的硫銨，液體雜質(zhì)較少，通常被送到硫銨裝置去回收硫銨。下段釜液則構(gòu)成復(fù)雜，各類雜質(zhì)較多。8萬噸/年丙烯腈裝置排出的這股下段釜液量為7噸/時左右，其中含有硫銨10～15％，十幾種沸點高于100℃的有機重組份混合物20％左右，腈類物1％左右，少量廢催化劑粉末和一些有機聚合物等顆粒雜質(zhì)，其余近70％的水。液體外觀為棕黑色，對之加以靜置會出現(xiàn)一些沉淀物。由于丙烯腈急冷塔下段釜液水質(zhì)惡劣，目前都用焚燒法進行處理。8萬噸/年丙烯腈裝置僅此每年就消耗燃料油1萬噸以上，并且燒掉折純硫銨7000～9000噸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新的工藝方法，對丙烯腈急冷塔下段釜液進行處理，分離去除其中的顆粒雜質(zhì)和有機重組份，回收硫銨和水。這樣，避免釜液的直接焚燒，節(jié)省大量的燃料油，也減少了對大氣的污染。而回收的硫銨和水也具有一定的經(jīng)濟價值。雖然消耗一定的蒸汽和電力，但其綜合成本不足焚燒法的1/2。
本發(fā)明的技術(shù)方案是首先把急冷塔下段釜液引入沉降分離設(shè)施進行加藥絮凝和自然沉降。然后利用離心過濾設(shè)施做進一步的處理。再利用碳硅等材料組合成的吸附設(shè)施進行吸附。之后，再對已除去大部分顆粒雜質(zhì)的液體進行減壓，多效地濃縮蒸發(fā)。蒸出的水蒸汽作二次熱源后，凝水送去作工藝補充水。液體中被濃縮的有機重組份發(fā)生相變析出油狀物漂浮在液面上，用溢流方式連續(xù)地引流并收集起來。剩下增濃的硫銨液送去脫干水用乙醇溶解洗滌殘留的有機重組份后成為硫銨產(chǎn)品。溶洗濾出液去蒸餾后回收乙醇重復(fù)使用，而未揮發(fā)并凝結(jié)在再沸器內(nèi)的有機重組份取出會同濃縮蒸餾時溢流引出的有機重組份一起送出引燃焚燒。沉降、過濾、吸附的少量收集物回收、深埋或焚燒處理。
四

附圖為本發(fā)明的工藝流程圖。
五具體實施例方式
丙烯腈急冷塔下段釜液處理裝置包括進液口1、加藥口2、隔板3、沉降罐4、泥漿泵5、沉降過濾器6、溢流口7、濾液罐8、出水口9、攪拌機10、離心過濾罐11、離心過濾器12、吸附罐13、濃縮塔進液口14、回收塔再沸器進汽口15、濃縮塔16、濃縮塔再沸器進汽口17、濃縮塔再沸器凝水出口18、有機重組份收集器19、濃硫銨液出口20、干燥床21、硫銨入口22、乙醇溶洗罐23、回收塔24、乙醇蒸出口25、乙醇入塔口26、成品硫銨口27、回收塔再沸器28、真空泵29、真空泵出口30。
首先把經(jīng)過數(shù)小時簡易沉降過的急冷塔下段釜液由進液口1引入沉降罐4進行自然沉降。液體沿傾斜設(shè)置的表面有水平波紋的隔板3進入罐內(nèi)。隔板波紋的波峰與波谷間高度差一般在10mm以上。隔板的設(shè)計作用有二個一是將進液口1同出水口9分隔在兩側(cè)，防止液體返混，減少液體未經(jīng)沉降就從出水口走短路直接出去的機會；二是使液體下降到罐底部以后再從隔板另一側(cè)上升到出水口，這相當(dāng)于延長了液體在沉降罐里的平均行程，有利于提高自然沉降分離效率。由加藥口2加入適量的胺類絮凝劑來加強沉降效果。絮凝劑在PH值大于7的環(huán)境中效果更好，而且堿性環(huán)境會使液體中腈類物質(zhì)聚合并沉降下來。泥漿泵5間斷地把沉降物排往沉降過濾器6，濾液罐8收集的濾液不定期排回沉降罐4內(nèi)。為了增加過濾面積縮短過濾時間，沉降過濾器6設(shè)計成為外殼為圓柱形，內(nèi)襯為與外殼相同形狀的濾網(wǎng)，濾網(wǎng)豎向分成若干個容積相等的小過濾器。各小過濾器的排布情況從橫截面看就是一個圓面積被等分的圖形，它們相互之間以及周邊都留有一定的空隙，以便濾液分別能同時流出，而不發(fā)生影響。濾網(wǎng)孔徑的大小根據(jù)需要確定，沉降罐內(nèi)的停留時間應(yīng)不小于8小時。過濾器要不定期的切換清洗。經(jīng)沉降罐排水口9流出的液體進入到離心過濾罐11中，經(jīng)攪拌機10作離心旋轉(zhuǎn)運動。罐壁設(shè)豎向開口的狹長縫隙若干條作為液體出口，罐內(nèi)壁狹縫迎水一側(cè)設(shè)迎水板作為液體阻流設(shè)置，使旋轉(zhuǎn)的液體經(jīng)迎水板攔截后沿狹縫流出罐外去離心過濾器12進行過濾。罐外壁每條狹縫外接管如扇形般驟然縮口匯集為一圓形導(dǎo)液管，導(dǎo)液管同離心過濾器12的外套管以法蘭、閥門聯(lián)接，便于切換、清理。液體在離心過濾罐內(nèi)的離心線速度及濾網(wǎng)孔徑大小根據(jù)需要確定。
由離心過濾罐12出來的液體進入吸附罐13內(nèi)，對更細小的顆粒雜質(zhì)和來自于廢催化劑粉末中的金屬離子進行吸附。活性碳和比表面積很大的硅膠球組合成復(fù)合的吸附劑?；钚蕴己凸枘z球分別用絲網(wǎng)承載，分層平行堆積，要求裝卸方便，利于更換。吸附罐內(nèi)液體的停留時間不小于1小時。吸附劑可根據(jù)出水水質(zhì)情況進行切換和再生。硅膠球的比表面積不小于38m2/g。
吸附后的液體進入濃縮塔16進行減壓蒸發(fā)濃縮，蒸出液體中大部分水份會使液體中的硫銨和有機重組份被濃縮，當(dāng)它們分別達到一定濃度時，有機重組份發(fā)生相變，由溶解態(tài)變?yōu)橛蜖钗锊⑵∮谝好嫔希⑶覐囊缌骺谔幜魅胗袡C重組份收集器19中。有機重組份收集器19設(shè)計為一個外殼為圓柱形內(nèi)有與外殼相同形狀的濾網(wǎng)作襯里的容器，濾網(wǎng)的下端面孔徑較小，圓柱表面孔徑比下端面大，且由下向上逐漸由小到大，外殼有通冷卻水的夾套。這樣的結(jié)構(gòu)便于油狀物凝結(jié)從而利于積油疏水。隨有機重組份帶出的水經(jīng)有機重組份收集器過濾后返回濃縮塔內(nèi)重新進行濃縮分離。過濾器外殼的上部設(shè)有視鏡，當(dāng)看到積滿收集物時要及時切換清理。剩下被濃縮的硫銨由濃硫銨排出口20排到底部加熱的鏈板式的干燥床21上進行脫水干燥，然后送入乙醇溶洗罐23用乙醇進行熱溶洗，把硫銨固體顆粒間仍殘存的少量有機重組份溶解并過濾出來。溶洗罐是一個具有加熱溶洗和過濾分離作用的容器。經(jīng)過溶洗后的硫銨可由成品硫銨口27排出，揮發(fā)殘留乙醇后包裝成為產(chǎn)品。加熱蒸汽從濃縮塔再沸器進汽口17引入，換熱后經(jīng)濃縮塔再沸器凝水出口18排出。濃縮塔排出的硫銨濃度控制在80～90％，塔頂?shù)牟僮鲏毫?.4kg/cm2(A)，對應(yīng)的溫度在78℃左右。干燥床21加熱溫度要小于100℃。
含有溶解的有機重組份的乙醇濾液被送入回收塔24內(nèi)進行蒸發(fā)回收乙醇。由塔頂乙醇蒸出口25蒸出的乙醇回收后重復(fù)使用。濃縮塔頂蒸出的水蒸汽從回收塔再沸器進汽口15進入再沸器28，換熱后凝液由真空泵29抽出經(jīng)真空泵出口30排出作工藝補充水。減壓下的多效蒸發(fā)可以充分利用蒸汽熱源，節(jié)約能耗。回收塔再沸器28設(shè)計成外設(shè)夾套供加熱蒸汽流通，內(nèi)有金屬絲填料供濃縮后的有機重組份凝結(jié)其上的圓柱形換熱器。換熱器的上下兩端蓋為平法蘭形式。切換清理時，打開兩端蓋取出金屬絲填料，會同有機重組份收集器19收集物一同送出引燃焚燒。
例某丙烯腈急冷塔下段釜液相關(guān)參數(shù)是流量7噸/時，其中硫銨10～15％，十幾種沸點高于100℃的有機重組份混合物20％左右，腈類物1％左右，廢催化劑粉末和一些有機聚合物等顆粒雜質(zhì)數(shù)十公斤/時，其余近70％的水。液體外觀為混濁的棕黑色，PH值6.8，溫度70℃。
液體由進液口1加入沉降罐4內(nèi)，同時由加藥口2加入適量的胺類絮凝劑。液體沿罐內(nèi)傾斜設(shè)置的隔板3流入罐下部，經(jīng)過8小時以上停留時間的沉降后由出水口9溢出。此時液體中殘留的雜質(zhì)顆粒徑已小于沉降過濾器濾網(wǎng)孔徑。沉降于罐體底部的沉積物由泥漿泵5不定期打入沉降過濾器6內(nèi)，當(dāng)過濾器充滿后由溢流口7溢流時停泵并開始過濾。濾液罐8收集的濾液打回沉降罐中。沉降過濾器每次過濾后要清理濾渣。清出的濾渣可以進行回收、深埋或焚燒。
液體進入離心過濾罐11中經(jīng)攪拌器10逆時針的攪拌下作旋轉(zhuǎn)運動。液體在離心力作用下，其中的顆粒雜質(zhì)甩向罐壁并沿狹長縫隙出水口進入離心過濾器12。過濾后液體中的顆粒雜質(zhì)顆粒徑已小于過濾器濾網(wǎng)孔徑。由于這部分顆粒雜質(zhì)的量更少，所以過濾器12的清理周期更長。清理時將縮口處的閥門關(guān)閉后可方便的取下過濾器。液體進入吸附罐13經(jīng)過活性碳和硅膠球組成的吸附劑吸附后，出水中的顆粒雜質(zhì)粒徑應(yīng)在幾十微米范圍內(nèi)，甚至可小于20微米，液體中某些金屬離子也會被硅膠球吸附下來，有的可以進行回收利用。由于這部分顆粒雜質(zhì)很少，所以吸附劑的切換再生頻次會很少。
去除了絕大多數(shù)顆粒雜質(zhì)的液體由濃縮塔進液口14進入到濃縮塔16內(nèi)，該塔在負壓下操作，所以塔的操作溫度低于液體正常沸點溫度。塔頂蒸出的水蒸汽去回收塔24作加熱熱源，這樣會使能耗降低。塔內(nèi)液面上漂浮著濃縮析出的稠油狀有機重組份不斷地流入有機重組份收集器19內(nèi)收集，溢流帶出的水則可經(jīng)過濾后返回塔內(nèi)。除去了大部分水份和有機重組份后的硫銨則由塔底濃硫銨液出口20排入干燥床21，此時硫銨濃度約80～90％。蒸干殘余水份后經(jīng)硫銨入口22進入乙醇溶洗罐23內(nèi)進行乙醇溶解洗滌，溶洗出硫銨顆粒間殘存的有機重組份以后，經(jīng)過濾同硫銨顆粒分開，硫銨揮發(fā)乙醇后由成品硫銨口27排出包裝為產(chǎn)品。乙醇濾液由乙醇塔入口26打入回收塔24，由濃縮塔再沸器進汽口17進汽加熱后由濃縮塔再沸器凝水出口18排出。因為每小時會有近千公斤的收集物流入，所以，有機重組份收集器19的清理頻次會較高。硫銨成品每小時也會有幾百公斤。
乙醇濾液在回收塔24內(nèi)經(jīng)蒸發(fā)，由塔頂乙醇蒸出口25蒸出的乙醇重復(fù)使用。有機重組份被濃縮留在塔釜再沸器28內(nèi)，根據(jù)換熱效率情況要及時進行切換、清理。濃縮塔蒸出的水蒸汽由回收塔再沸器進汽口15進入再沸器28內(nèi)為回收塔提供熱源。換熱后，凝液由真空泵29抽出，經(jīng)真空泵出口30排出去丙烯腈裝置作工藝補充水。這種工藝補充水每小時有近5噸左右。由于隨濾液帶入回收塔的有機重組份不是很多，所以回收塔再沸器28的清理頻次沒有有機重組份收集器19的高。
同現(xiàn)有的純粹焚燒方法相比，本發(fā)明的優(yōu)點是以8萬噸/年丙烯腈裝置為例，每年可節(jié)省燃料油1～1.2萬噸，回收硫銨7000～9000噸，回收利用水4萬噸，并且減少了硫、氧化氮對大氣的污染。雖然消耗一定的蒸汽和動力，但其綜合成本不足焚燒法的1/2，經(jīng)濟效益和社會效益十分明顯。
權(quán)利要求
1.一種丙烯腈急冷塔下段釜液處理工藝方法，其特征是液體經(jīng)絮凝自然沉降、離心過濾、復(fù)合吸附劑吸附處理后，再進行減壓、多效的濃縮蒸發(fā)；蒸出的水蒸汽作二次熱源后，凝水作為工藝補充水；液體中被濃縮的有機重組份相變析出油狀物浮在液面上，引出收集后送出引燃焚燒；剩下變濃的硫銨液脫干水用乙醇溶解洗滌殘留的有機重組份后成為硫銨產(chǎn)品，溶洗濾出液去蒸餾回收乙醇重復(fù)使用，凝結(jié)在再沸器內(nèi)的有機重組份取出引燃焚燒；沉降、過濾、吸附的收集物可回收、深埋或焚燒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯腈急冷塔下段釜液處理工藝方法，其特征是丙烯腈急冷塔下段釜液由進液口1引入沉降罐(4)沉降，沉降罐(4)內(nèi)設(shè)一個傾斜的、表面有水平波紋的隔板(3)，加入絮凝劑的液體從進液口(1)沿隔板(3)流入罐底，再由隔板(3)另一側(cè)折返上升至出水口(9)溢出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯腈急冷塔下段釜液處理工藝方法，其特征是絮凝沉降物由泥漿泵(5)不定期地排入沉降過濾器(6)內(nèi)，沉降過濾器(6)外殼為圓柱形，內(nèi)襯為與外殼相同形狀的濾網(wǎng)，濾網(wǎng)豎向分成若干個容積相等的小過濾器，各小過濾器之間及周邊都留有供濾液流出的空隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯腈急冷塔下段釜液處理工藝方法，其特征是經(jīng)沉降罐排水口(9)流出的液體進入到離心過濾罐(11)中，離心過濾罐(11)罐壁豎向開狹長縫隙若干條，罐內(nèi)壁狹長縫隙迎水一側(cè)有擋水板，罐外壁狹長縫隙外接管縮口為一圓形導(dǎo)液管，該導(dǎo)液管與離心過濾器(12)外套管以法蘭、閥門相聯(lián)接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯腈急冷塔下段釜液處理工藝方法，其特征是由離心過濾罐(12)出來和液體進入吸附罐(13)內(nèi)，吸附罐(13)中的吸附劑是活性碳與硅膠球，它們用絲網(wǎng)承載分層平行堆積，硅膠球比表面積不小于38m2/克。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯腈急冷塔下段釜液處理工藝方法，其特征是吸附后的液體進入濃縮塔(16)進行減壓蒸發(fā)濃縮，濃縮塔(16)在負壓下操作，塔頂蒸出的水蒸汽去回收塔再沸器(28)作二次熱源后凝水作工藝補充水；濃縮析出的油狀有機重組份連續(xù)溢流進入有機重組份收集器(19)，帶出的水經(jīng)有機重組份收集器(19)疏水后返回濃縮塔(16)內(nèi)；塔釜排出的濃度80～90％的硫銨進一步脫干水后去用乙醇溶洗。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯腈急冷塔下段釜液處理工藝方法，其特征是有機重組份收集器(19)為一個外殼為圓柱形、內(nèi)有與外殼形狀相同的濾網(wǎng)作襯里的容器，濾網(wǎng)圓柱表面孔徑比下端面的孔徑大，并且由下向上孔徑逐漸由小到大，過濾器外殼設(shè)有通冷卻水的夾套，外殼上部設(shè)有視鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯腈急冷塔下段釜液處理工藝方法，其特征是硫銨顆粒間殘存的有機重組份用乙醇進行溶解洗滌，然后，從硫銨中將含有機重組份的溶洗液過濾分離出去。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯腈急冷塔下段釜液處理工藝方法，其特征是含有機重組份的乙醇溶洗液由回收塔(24)塔頂蒸出回收乙醇重復(fù)使用，有機重組份凝結(jié)于再沸器(28)內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯腈急冷塔下段釜液處理工藝方法，其特征是回收塔(24)的再沸器(28)為夾套式，夾套內(nèi)供加熱蒸汽流通；再沸器內(nèi)有金屬絲填料，再沸器的上下兩端蓋為平法蘭式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種丙烯腈急冷塔下段釜液處理工藝方法。它涉及對化工廢水進行處理的工藝、設(shè)備等技術(shù)領(lǐng)域。其特征是對丙烯腈急冷塔下段釜液進行加藥絮凝、自然沉降、離心過濾、組合吸附處理后進行減壓、多效的濃縮蒸發(fā)。蒸出的水蒸汽作二次熱源后，凝水去作工藝補充水。被濃縮的有機重組份浮于液面，用溢流方法連續(xù)導(dǎo)出收集并送出引燃焚燒。剩下的濃硫銨液經(jīng)脫干水用乙醇溶洗殘留的有機重組份后成為硫銨產(chǎn)品。溶洗濾出液去蒸餾回收乙醇重復(fù)使用，有機重組份殘物取出引燃焚燒。沉降、過濾、吸附的收集物可以回收、深埋或焚燒處理。本發(fā)明方法節(jié)省燃料油，回收大量硫銨和水，減少了大氣污染，綜合處理費用低，經(jīng)濟效益和社會效益十分明顯。
文檔編號F23G7/05GK1927743SQ20061004684
公開日2007年3月14日 申請日期2006年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月6日
發(fā)明者孫永敏 申請人:孫永敏