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甲醇制烯烃装置碱洗和废碱处理工艺研究

孙冬冬  
【摘要】:甲醇制烯烃装置在脱除产品气中二氧化碳杂质时使用了碱洗工艺,产生废碱液,流量约1.7 t/h。通过水质分析发现,产生的废碱液COD浓度高达2×10~4-6×10~4 mg/L,并且废碱中含有大量黄油,或漂浮于液面上,或乳化或溶解在废碱中。黄油是醛、酮等发生羟醛缩合反应生成的聚合物,分子量大小不一,部分大分子量的聚合物在常温时呈固态,容易堵塞废碱处理装置,因此必须提前脱除。废碱液BOD_5/COD_(Cr)0.15,可生物降解性非常差,目前多数采用焚烧炉燃烧或掺混进锅炉燃煤中燃烧,然而直接燃烧法需要消耗大量燃料气,运行成本极高,且烟气中容易夹带由低熔点盐形成的气溶胶,导致烟气排放颗粒物含量超过环保指标。本文通过实验对脱除废碱液中的黄油和酸化萃取降低废碱COD浓度进行了研究,提高废碱液可生物降解性,经工厂其他废水稀释后,使废碱液含油量和COD值能够满足生化废水处理装置的进水要求。通过实验,考察了萃取剂和温度对溶解黄油的影响,同时还考察了pH值、萃取剂种类、萃取剂添加比例、温度、萃取级数等对萃取效果的影响。另外,通过实验还验证了黄油生成的机理,找到了影响黄油生成量的关键物质。主要实验结论如下:(1)厂内自产的2-丙基庚醇(2-PH)和抽余2-丙基庚醇(抽余2-PH)对黄油有很好的溶解作用,溶剂与黄油质量比4:1时,溶解后的混合油粘度小,便于使用离心泵输送;温度越高,黄油溶解速度越快,最佳溶解温度为60℃。(2)酸化萃取可以提高废碱液破乳效果,pH值越大,萃取效果越差;萃取剂与废碱体积比越大,萃取效果越好。最佳萃取条件为:以抽余2-PH为萃取剂,pH值=2、温度为50℃,萃取剂与废碱液体积比为1:4条件下,经过两级萃取,一级萃取COD脱除率为78.8%,二级萃取COD脱除率为32.86%,两次萃取总COD脱除率为85.59%,萃取后废碱液中COD浓度从46500 mg/L降低至6620mg/L。(3)将二级萃取后的废碱液稀释20倍后通入生物降解模拟装置,在反应温度20-25℃,溶解氧浓度为2.5-5.5 mg/L,pH值为6-8,处理24h。经生物降解后的出水COD脱除率达到80%以上,COD浓度60 mg/L,满足《污水综合排放标准》GB8978-1996的一级标准要求的COD≤100 mg/L。可将二级萃取后的废碱液与工厂内其他污水混合稀释后送往废水生化处理装置。(4)废碱液中黄油是由芳香族化合物、醛酮类化合物和含氮有机物等为主要成分的混合物。乙醛是生成大分子量黄油的关键组分,在没有乙醛参与反应时,丙酮、丙醛、丁酮、丁醛等不能发生快速的碳链增长,反应产物分子量较小,因此控制乙醛含量就能够显著降低黄油生成量,避免塔盘和管道被黄油堵塞。


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