《丙烯腈装置三废控制技术探讨(HSE)(侯震宇).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《丙烯腈装置三废控制技术探讨(HSE)(侯震宇).doc（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、丙烯腈装置三废控制技术探讨侯震宇安全员（助理工程师）聚合物一厂丙烯腈车间5613174摘要：大庆炼化公司聚合物一厂丙烯腈装置在经过两年多的技术攻关及改造后，清洁生产水平有了长足的进步。本文将就丙烯腈装置在三废控制方面的相关技术进行探讨。关键词丙烯腈三废 环保 清洁生产前言在丙烯腈装置生产过程中伴随着含氰废水、含氰废气及废渣的产生。如何控制好废水、废气中氰化物的含量，降低废渣的产生，是丙烯腈装置清洁生产工作的重点。经过几年的技术钻研和科技攻关，丙烯腈装置在三废控制方面取得了一些成果。本文介绍的是丙烯腈装置如何控制三废的产生及排放。一 丙烯腈装置环保情况简介大庆炼化公司聚合物一厂丙烯腈装置的环保处
2、理设施有二处：四效蒸发系统处理装置产生的含氰废水、吸收塔放空净化反应尾气。这些处理设施中，四效蒸发系统处理后的含氰污水排放指标为COD2500ppm，总氰化物5ppm，吸收塔放空尾气经吸收水吸收后，丙烯腈的排量1kg/h。丙烯腈装置精制尾气排放部位有七处：E113尾气、V141尾气、V111尾气、V116尾气、V129尾气、P126抽出气、P133抽出气，这七处含氰废气排放中含有丙烯腈、氢氰酸及乙腈等有毒物质，其中P126、P133设计排至生化焚烧炉焚烧，而其余五处尾气均排放至大气，容易造成下风向的操作人员中毒和大气污染。丙烯腈装置各系统运行过程中产生的废渣大多集中在：换热器及过滤器、急冷塔、
3、精制系统精馏塔塔盘及各容器中，在检修时将其清理出来，主要成份为氰化物的聚合物，主要处理方法是：焚烧。丙烯腈装置环保工作的重点是：控制四效蒸发系统处理后的污水的COD与总氰、控制精制尾气排放及减排废渣。二系统PH值对废水中污染物含量的影响及控制措施丙烯腈装置从反应系统到精制系统PH值的控制非常重要，不仅影响到丙烯腈的产量和质量，还会影响到四效外排污水污染物含量及急冷塔釜液中重组分的含量。1急冷塔下段PH值的影响及控制：1.1、急冷塔下段PH值的影响2002年丙烯腈装置实施提高精制回收率至94%技术改造，在急冷塔下段进行了用以降低急冷塔下段PH值的工艺改造，表1是2002年改造后急冷塔下段工艺改造
4、前后的对比表：表1：急冷塔下段PH值变化前后系统参数表项目改造前改造后急冷塔下段PH值8.18.37.57.8氢氰酸产量（吨/日）11121516丙烯腈回收率（%）9094急冷塔釜液重组分含量（重量百分比）151768急冷塔硫铵抽出泵入口过滤器堵塞频率（次/月）145四效残液泵出口过滤器堵塞频率（次/年）056外排污水总氰含量（ppm）0.81.02.58贫水系统PH值7.27.666.5从表1可看出，急冷塔下段改造后，塔釜液重组分含量减少了一半。在减少的重组分中，有35%是丙烯腈没有聚合而在精制系统被回收，使精制系统回收率提高了4%；另外75%多数为没有聚合的氢氰酸。但这些氢氰酸，在经过急冷
5、塔上段时一部分发生了聚合，混在稀硫铵液中，经常堵塞上段循环泵及硫铵抽出泵的入口过滤器，使过滤器清理频率明显增加；另一部分随反应气体进入后续系统，在后续系统中聚合，随回收塔釜液进入四效系统，造成四效凝液及残液中污染物含量增加。原本四效蒸发系统残液泵（P542）出口过滤器每年只在检修时拆开清理一次，由于聚合物的增多，每两个月左右就要切换清理一次，外排污水总氰含量也经常发生超标现象。从以上情况看，对急冷塔下段的工艺改造改变了整个系统PH值分布及污染物的分布，急冷塔后续系统PH值明显降低。污染物经贫水系统进入了四效蒸发系统，使外排污水中COD及总氰含量经常超标。因此，急冷塔下段PH值降低，虽然有利于提
6、高精制回收率，但后续系统(主要是稀硫铵、贫水及外排污水)不清洁，不利于后续系统长周期运行，不利于整个装置的清洁生产。1.2、解决措施为了装置清洁生产及长周期运行，2005年停止了急冷塔下段改造工艺的使用，将急冷塔下段PH值控制在7.8-8.2，急冷塔后续系统恢复了清洁、保证了相关设备的长周期的运行。在2007年8月前，由于催化剂恨不能的退化，反应产生的杂质虽然多，但大部分都能在急冷塔下段高PH值的条件下聚合掉，回收、精制系统仍能够维持一年的运行周期，四效外排污水未发生严重超标现象，2007年外排污水综合合格率达到99.5%。2贫水PH值的影响及控制：2.1、大循环系统PH值的影响大循环系统贫水
7、PH值对产品质量及外排污水的影响非常明显，大循环系统PH值低于6时，贫水中丙酮氰醇及丙烯醛氰醇会分解出丙酮、丙烯醛及氢氰酸，对产品质量的影响是使侧线丙烯醛超标，对外排污水的影响是使总氰超标。四效外排污水PH值低于6时，外排污水中丙烯醛氰醇会分解，形成丙烯醛及氢氰酸，使外排污水总氰超标。2.2、解决措施为了消除贫水系统PH及外排污水系统PH值的影响，2003年实施了污水系统改造，分别在贫水系统和外排污水系统加入了碳酸钠，增设了外排污水在线PH计，增设了四效轻有机物汽提塔直接汽提蒸汽等，有效的控制了贫水及外排污水系统PH值，稳定了产品质量，使外排污水综合合格率超过99%。三精制尾气治理3.1含氰尾
8、气的分布含氰尾气主要是精制系统的各罐、换热器、真空泵排放的，其中有回收塔顶冷凝器E113、回收塔顶分层器V111、乙腈塔顶冷凝器E146、脱氰塔顶分层器V116、地下污水罐V129、脱氰塔真空泵、成品塔真空泵尾气，这些尾气的量虽然不大，但所含的有毒物质和剧毒物质的浓度较高，对环境的影响较大，同时也威胁着员工的人身安全，因此2005年装置实施了精制尾气治理技术改造。3.2含氰尾气的组成（1） 脱氰塔真空泵尾气的组成表2 脱氰塔真空泵尾气的组成项目数值单位氢氰酸14.7kg/h氧气4.8kg/h氮气15.8kg/h（2） 成品塔真空泵尾气的组成表3 成品塔真空泵尾气的组成项目数值单位丙烯腈22.1
9、kg/h氧气4.8kg/h氮气15.8kg/h（3） 精制区各罐及换热器（E113、V111、E146、V116、V129）尾气的组成表4 精制区各罐及换热器尾气的组成项目数值单位丙烯腈4kg/h氢氰酸3kg/h乙腈10kg/h3.3精制尾气的改造方案流程详见图1图1 精制尾气改造流程图通过图1可看出，将脱氰塔真空泵P-133尾气、成品塔真空泵P-126尾气、回收塔顶冷凝器E-113不凝气、回收塔顶分层器V-111不凝气、乙腈塔顶换热器E-146尾气、脱氰塔顶分层器V-116不凝气、地下污水罐V-129放空尾气集中回收至新增尾气气液分离罐，分离后的气体通过新增的真空泵送入吸收塔T-103的气相
10、进料线中，分离后的液体进入地下污水罐V129。尾气真空泵设有调压系统，以控制回收塔顶压为。尾气气液分离罐另高有放空线去焚烧炉F-301，以便在尾气真空泵故障时，所有尾气可改去焚烧炉焚烧。3.4精制尾气的改造取得的效果投用后，实现了将P-133、P-126、E-113、V-111、E-146、V-116、V-129放空尾气全部送至吸收塔进行再吸收而不排放到大气的目的。装置区大气的氰化物测量值大幅度下降，完全达标，消除了氰化物慢性中毒的重大安全隐患，保护了装置周围的环境。于此同时回收塔及脱氰塔的顶压也稍有下降，使回收塔节约蒸汽耗量，使脱氰塔脱除氢氰酸的能力略有增强。四丙烯腈装置废渣控制技术4.1、
11、废渣产生的部位：检修时换热器(主要部位为E102、E116、E119)的清理、检修时急冷塔内部聚合物的清理、检修时精制塔及容器(主要部位为T104、T106、V111、V116、V129、V301)内部聚合物的清理、检维修时过滤器(主要部位为P107、P108)的清理，这些部位产生的污染物为氰化物的聚合物，状态为黑色渣滓，因聚合而无毒，在酸性条件下可能会分解出氰化物。4.2、废渣产生的原因及治理措施：4.2.1、废渣产生的原因在急冷塔下段，反应气体经过时，由于PH值较高(8.0左右)，使氢氰酸、丙烯腈等氰化物发生自聚合，或与丙烯醛等物质发生聚合反应，产生的聚合物一部分送至焚烧炉焚烧，另有一部分
12、会存留在塔内及下段循环泵入口的过滤器内。在急冷塔上段，反应气体中过多的杂质与氢氰酸、硫酸铵等形成聚合物，存留在塔内及急冷塔上段循环泵入口的过滤器内。在吸收塔及精制各塔中，丙烯腈容易发生自由基聚合反应，产生的聚合物存留在塔内构件上、塔釜加热再沸器管束中、塔顶冷凝器管束中及油水分层容器中。从上述分析中可看出，影响系统废渣产生的主要因素如下：1、反应器产生的杂质量过多。2、系统PH值的控制。3、精制系统阻聚剂的加入量。4.2.2、废渣的治理1、严格控制反应器氨烯比，使氨烯比不小于1.15，这样可有效降低反应产物中丙烯醛等杂质的产生量，减少后续系统聚合物的产生量。2、更换新型清洁催化剂，更换后急冷塔上
13、、下段循环泵入口过滤器，从2007年9月开工后，运行8个月，拆开4次进行检查，均未发现聚合物。3、严格控制贫水系统PH值在6.5-7.0，使贫水系统中杂质含量相对稳定，既不发生PH值过低分解，也不发生PH值过高聚合。4、严格控制E140及精制系统阻聚剂的加入量，使系统中阻聚剂含量稳定控制在150ppm左右，大大减少了丙烯腈自身聚合的发生。五结束语通过技术改造及技术创新，丙烯腈装置目前外排污水COD控制含量小于1500ppm，总氰含量小于2ppm，含氰尾气实现经过吸收水吸收后排放，装置废渣产生量降低约10吨/年，使装置的环保指标超过了历史最好水平，大大减少了含氰废水、废气及废渣对环境的污染，降低了操作人员中毒的风险，装置操作的安全性得到了根本的保障。参考文献1 丙烯腈装置操作手册1992.10作者简介：侯震宇1993年1月参加工作，参加了丙烯腈装置的筹备、建设和开工投产，1995年任丙烯腈车间精制工段长，1996年任丙烯腈车间技术员，1997年接作丙烯腈车间安全员至今。
