乙炔清凈工藝中環(huán)保優(yōu)化措施

李芳

(天偉化工有限公司，新疆 石河子 832000)

在干法乙炔生產(chǎn)工藝中，廢次氯酸鈉的無污染回收處理、廢次氯酸鈉中溶解的乙炔氣的回收處理一直是干法乙炔生產(chǎn)企業(yè)需要克服和解決的問題。近年來，國家對各類環(huán)保問題要求越來越嚴(yán)格，化工企業(yè)必須將環(huán)保提上一個新的高度，這也就意味著生產(chǎn)中的大量環(huán)保難題需要去克服。天偉化工有限公司(以下簡稱天偉化工)自投產(chǎn)以來，針對生產(chǎn)中出現(xiàn)的各類環(huán)保問題，從源頭加以解決，例如對廢次氯酸鈉進(jìn)行處理回收重復(fù)利用，將廢次氯酸鈉中的乙炔氣進(jìn)行脫吸回收，大大地提高了資源利用效率，進(jìn)一步地降低了生產(chǎn)成本，減少了次氯酸鈉配制過程中的一次水用量，改善了干法乙炔工藝清凈過程中的環(huán)境污染。

1 清凈工藝過程

粗乙炔氣送到清凈系統(tǒng)中先進(jìn)入冷卻塔冷卻降溫，再通過水洗塔除去飽和的水分后，一小部分送入乙炔氣柜緩沖，大部分乙炔氣經(jīng)納西姆機(jī)組加壓后進(jìn)入清凈塔，同時與塔頂噴淋而下的有效氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%～0.12%、pH值為7～8的次氯酸鈉溶液在填料層逆向接觸，使粗乙炔氣中的硫、磷雜質(zhì)氧化成可溶性鈉鹽除去，然后進(jìn)入中和塔與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%～13%的堿液中和除去酸性物質(zhì)，最后將體積分?jǐn)?shù)達(dá)到99.00%以上的精乙炔氣根據(jù)生產(chǎn)平衡要求送到下一工段使用。

2 清凈廢次氯酸鈉的產(chǎn)生過程及難處理的原因

2.1 廢次氯酸鈉產(chǎn)生過程

采用配制好的次氯酸鈉對乙炔發(fā)生器送來的粗乙炔氣進(jìn)行清凈洗滌，對乙炔氣中的硫化氫、磷化氫等含硫、磷雜質(zhì)進(jìn)行清凈去除。隨著從清凈塔一到清凈塔二，次氯酸鈉的有效氯含量降低，最終不能使用，夾雜著大量有機(jī)物和硫、磷等雜質(zhì)進(jìn)入廢次氯酸鈉儲槽等待處理，其中一部分廢次氯酸鈉可進(jìn)入發(fā)生崗位代替洗滌水，一部分廢次氯酸鈉經(jīng)過處理后送入次氯酸鈉槽用于配制新的次氯酸鈉溶液，但是大部分廢次氯酸鈉得不到有效利用。

2.2 廢次氯酸鈉處理分析

廢次氯酸鈉中雜質(zhì)成分較多，次氯酸鈉分解使廢次氯酸鈉中氯根含量較高，對其回收利用有影響。

筆者對廢次氯酸鈉中有效氯含量、乙炔含量、pH值及廢次氯酸鈉溫度進(jìn)行了跟蹤分析，數(shù)據(jù)見表1。

表1 廢次氯酸鈉水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)

從表1可看出:廢次氯酸鈉中乙炔含量較高，溫度適宜。要回收廢次氯酸鈉，必須將廢次氯酸鈉中溶解的乙炔氣去除至工藝控制范圍之內(nèi)；如果廢次氯酸鈉回用于發(fā)生崗位的洗滌塔，則還要考慮雜質(zhì)累積的問題。

3 環(huán)保優(yōu)化措施

清凈工藝中，次氯酸鈉配制需要消耗大量的一次水，如廢次氯酸鈉能夠全部回收利用，則可節(jié)省大量水資源。天偉化工在全廠水平衡和節(jié)水方面做了大量技術(shù)改造，將全廠一次水使用改造為接入地表水使用，因此，節(jié)水不單單是降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，更是對企業(yè)的環(huán)保工作作出了貢獻(xiàn)。

3.1 廢次氯酸鈉回收工藝流程

廢次氯酸鈉經(jīng)過脫吸后進(jìn)入廢次氯酸鈉液封罐，通過液位控制再經(jīng)泵送入脫氣塔內(nèi)進(jìn)一步脫氣、冷卻，最后再經(jīng)泵送往廠區(qū)，一部分代替一次水用于次氯酸鈉溶液配制，一部分送入發(fā)生崗位洗滌塔進(jìn)行循環(huán)利用。

需要注意的是，送往次氯酸鈉配制的廢次氯酸鈉中不能含有乙炔氣，因其與次氯酸根易生成爆炸性產(chǎn)物。在改造過程中，在脫氣塔附近增加1臺鼓風(fēng)機(jī)，將廢次氯酸鈉中多余的乙炔氣吹除；送往發(fā)生崗位時需要注意廢次氯酸鈉中雜質(zhì)硫、磷的富積現(xiàn)象[1]。

廢次氯酸鈉回收工藝流程如圖1所示。改造后的廢次氯酸鈉完全代替一次水用于次氯酸鈉配制，一部分送入發(fā)生崗位用于洗滌。

圖1 廢次氯酸鈉回收工藝流程

3.2 廢次氯酸鈉中乙炔氣回收過程

從清凈單元出來的廢次氯酸鈉，經(jīng)泵打入廢次氯酸鈉脫吸器，負(fù)壓脫吸其中溶解或夾帶的乙炔氣，脫吸出來的乙炔氣由水環(huán)真空泵送入氣體緩沖罐緩沖，再經(jīng)流量計計量后直接送入乙炔氣總管；因水分對乙炔氣中氧含量的檢測有干擾作用，因此筆者在系統(tǒng)中增加氣液分離器、小冷卻器對乙炔氣中的水分進(jìn)一步去除。工藝流程如圖2所示。

圖2廢次氯酸鈉中乙炔氣回收工藝流程

Fig.2Processflowdiagramofacetylenerecoveryfromwastesodiumhypochloritesolution

天偉化工改造后可回收乙炔氣170 m3/h，回收氣的純度也符合要求。

4 改造后數(shù)據(jù)跟蹤檢查

改造完成后對回收乙炔氣的純度、乙炔氣體中氧含量、廢次氯酸鈉中乙炔氣的回收效率進(jìn)行了對比，廢次氯酸鈉中乙炔氣含量數(shù)據(jù)如表2所示，回收后乙炔氣中的氧含量數(shù)據(jù)如表3所示。

表2 廢次氯酸鈉中乙炔氣含量

表3 回收后乙炔氣中的氧含量Table 3 Oxygen content in recovered acetylene %

根據(jù)表2計算,該項改造乙炔氣的回收率達(dá)到了98%；改造后的數(shù)據(jù)表明,廢次氯酸鈉中的乙炔氣回收量達(dá)到98%以上。廢次氯酸鈉經(jīng)處理后，其水質(zhì)滿足新鮮次氯酸鈉配制需要；同時，部分廢次氯酸鈉進(jìn)入發(fā)生洗滌塔代替一次水補(bǔ)水用于洗滌電石粉塵等，其雜質(zhì)累積問題在改造后也未出現(xiàn)。因此，廢次氯酸鈉處理后完全能夠在系統(tǒng)中回用，杜絕了排放產(chǎn)生的環(huán)保問題。

5 經(jīng)濟(jì)效益核算

天偉化工次氯酸鈉廢水量為180 m3/h，回收利用后可節(jié)省一次水30 m3/h。回收乙炔氣170 m3/h，按每年8 000 h運行時間計算，可節(jié)約成本1 600萬元/a。

6 結(jié)語

本次改造投入運行以后，效益十分可觀。首先，乙炔清凈工藝中的環(huán)保問題得到解決，杜絕了廢次氯酸鈉的排放，在廢次氯酸鈉降溫處理的過程中向環(huán)境中吹出的乙炔氣也降至最低，極大地改善了生產(chǎn)環(huán)境；其次，1年即可收回投資成本，極大地降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本和水處理成本。