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采用膜分离技术处理丙烯腈装置含氰废水

张兴春  
【摘要】:本文研究了利用膜分离技术来分离丙烯腈装置含氰废水的基本思路,详细介绍了此技术在8 万吨/年丙烯腈装置上的成功应用。此技术的开发成功,开辟了一条处理丙烯腈装置含氰废水的新工艺、新方法,从而解决了现在只能用四效蒸发和焚烧方法来处理此废水并对环境造成很大污染的难题,并因此创造出极大的经济效益和社会效益。 现在,膜过程已成为工业上气体分离、水溶液分离、化学产品和生化产品的分离与纯化的重要过程,广泛应用于食品、饮料加工过程、工业污水处理、大规模空气分离、湿法治金技术、气体和液体燃料的生产以及石油化工制品生产等。 膜分离技术之所以能够得到迅速的推广应用,是因为其具有以下特点:(1)高效。例如以重力为基础的分离技术的最小极限是μm,而膜分离技术中却可以做到将分子量为几千,甚至几百的物质进行分离。(2)能耗低。膜分离过程中,被分离的物质大都不发生相的变化,对比之下,蒸发、蒸馏、吸收等分离过程都伴随着从液相或吸附相至气相的变化,而相变化的潜热是很大的。另外膜分离过程通常是在室温附近的温度下进行,加热或冷却被分离物料的能量消耗都很小。(3)膜分离设备本身没有运动的部件,工作温度又在室温附近,很少需要维护,可靠度很高,操作简便,设备体积小。(4)膜分离过程的规模和处理能力可在很大范围内变化,而它的效率、设备单价、运行费用等都变化不大。 膜分离过程根据其主要功能可分为以下几类:(1)微滤(MF);(2)超滤(UF);(3)反渗透(RO);(4)渗析(D);(5)电渗析(ED);(6)气体分离(GP);(7)渗透汽化(PV);(8)液膜(L)。 现在我国有10 套丙烯腈装置,年产丙烯腈超过100 万吨,每生产1 吨丙烯腈产品就要相应焚烧1 吨含氰废水。目前对这些含氰废水的处理方法就是焚烧,而焚烧处理的费用很高,每焚烧1 吨废水的费用大约在300 元人民币左右。另外废水的焚烧也会产生大量的CO2和氮氧化物(NyOx),对环境造成很大的污染,因此大家都在寻找新的成本更低和更环保的处理方法。 我们根据膜分离过程的不同特点,结合含氰废水的特点,利用超滤和反渗透两种膜分离过程来处理丙烯腈装置的含氰废水,此技术应用于大庆石化公司8 万吨/年的丙烯腈装置。丙烯腈装置所产生的含氰废水中氰根浓度一般在300~400ppm 之间,COD 一般在4,000~5,000mg/l,而装置外排废水中氰根的允许浓度是CN-5ppm,COD1,500mg/l。通过试验,我们利用一级超滤和两级反渗透成功地做到了这一点,膜分离系统建成后经标定,外排废水完全达到设计要求。使用膜分离技术处理此废水的运行费用不足100 元人民币/吨,对于年产8 万吨的丙烯腈装置,每年可节约处理费用近200 万元人民币,同时还有效地减少了废气的总量,经济效益和社会效益都十分巨大。 利用膜分离技术处理含氰废水的成功实施,为我国丙烯腈行业处理含氰废水提供了一条崭新的处理方法,利用此技术处理含氰废水,不但解决了此类装置的环境污染大的问题,而且由于其运行费用较低,有效地降低了丙烯腈产品的成本,增强了我国丙烯腈产品在国际上的竞争能力,同时也有效地提高了我国丙烯腈装置的工艺技术水平,因此此项技术具有极高的推广价值。


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