巴陵石化环氧树脂产业发展现状与展望

巴陵石化环氧树脂产业发展现状与展望

巴陵负有责公司的环氧树脂责任公司（以下简称“巴陵石化环氧树脂责任公司”）是一家中型氯碱生产公司，生产能力为碱、环氧氯丙烷铬、环氧氯丙烷0.8万吨。氯丙烯的含量为5.2万吨，环氧树脂的含量为2.5万吨。装置上下游配套,前后工序长,装置关联度高。同时,装置具有高温高压、易燃、易爆、工艺复杂等特点,能耗高、污染大。近年来,为了适应社会发展和自己生存的需要,巴陵石化环氧树脂事业部利用企业工艺的高度关联性这一特点,对系统进行了技术改造,循环利用和治理烧碱生产过程中产生的碱性水,以降低水的消耗,减少碱性水的排放对环境的影响,努力构建资源节约和环境友好型企业。1碱性水的消耗和碱性水的产生1.1碱循环水处理系统巴陵石化环氧树脂事业部现有3套烧碱装置,总生产能力为11万t/a,其中隔膜法烧碱4万t/a、强制循环型离子膜法烧碱2万t/a、自然循环型离子膜法烧碱5万t/a。3套烧碱装置共用1套盐水装置和液氯冷冻装置,液氯冷冻产生的尾氯与电解产生的氢气合成盐酸。其中隔膜法烧碱系统包括电解工序和蒸发工序。电解工序是将饱和精盐水加热后送入电解槽电解成含NaOH10%～11%的电解液、Cl2和H2。蒸发工序是将电解产生的10%～11%的淡碱液(工艺称为电解液)采用0.8MPa低压蒸汽浓缩为30%的烧碱后外销。巴陵石化环氧树脂事业部蒸发工序采用三效顺流强制循环工艺。每生产1t100%的烧碱,在3个效体的加热室内共产生约6.5m3蒸汽冷凝水,并一起流入冷凝水贮罐,这部分冷凝水约有3.5m3送入盐水工序化盐用,其余3m3排入了暗沟。装置生产能力按4万t/a计,相当于排放废水量12万m3/a。蒸发Ⅲ效出来的二次蒸汽通过大气冷凝器冷却后形成冷凝水进入热水池循环水系统,除去凉水塔蒸发损失量,多余部分的水溢流排入暗沟。1t100%的碱产生约2m3冷凝水,装置生产能力按4万t/a计,排放废水量为8万m3/a。由于隔膜碱产量不断增加,循环水温偏高,工艺上采用补充一次水的方式降低循环水温,故生产1t烧碱增加约1.5m3一次水,这部分水随大气冷凝水从热水池排入暗沟,装置生产能力按4万t/a计,废水排放量为6万m3/a。隔膜电解要求进槽精盐水的温度在75℃左右,而盐水工序送入隔膜电解的精盐水达不到要求。因此,在电解工序增设了盐水预热器,采用蒸汽预热精盐水,产生的冷凝水直接排入明沟。冷凝水量约1.5m3/h,全年按8000h计,累计排放废水1.2万m3/a。巴陵石化环氧树脂事业部现有102台19-Ⅱ型金属阳极电解槽,电解槽的阴阳极产物在阴极箱上用石棉绒制成的膜分隔。每台电解槽运行约1年必须离线检修,拆卸下电解槽分体后必须用高压水冲洗干净阴极箱上的石棉绒,冲洗水采用的是一次水,随后作为污水排入暗沟。每台电解槽每次用冲洗水约15m3,1个月检修10台电解槽,则用水量为15×10×12=1800(m3/a);隔膜电解槽制膜时,采用SZ-3型真空泵将石棉绒吸附到阴极箱内。SZ-3型真空泵采用的是一次水,用水量为1.8m3/h,并与冲洗槽水一起排入暗沟。SZ-3型真空泵每次运行6h,每月运行10次,用水量为1.8×6×10×12=1296(m3/a)。隔膜烧碱生产过程中共计排放废水量约27.5万m3/a。1.2废水的处理与排放离子膜法烧碱系统包括电解工序和蒸发工序。从一次盐水精制送来的尚含有一定固体悬浮物的盐水通过某种多孔性介质,截留悬浮液中的固体颗粒,滤液则穿过介质流出,再利用离子交换树脂对盐水中的重金属杂质进行交换反应,除去对离子膜有害的重金属杂质。通过二次精制的精盐水送入离子膜电解槽阳极室,通电电解后在阳极室生成的氯气、未完全电解的盐水送至淡盐水罐;在离子膜电解槽阴极室电解后形成OH-和氢气。OH-与通过离子膜进入阴极的Na+结合,生成30%左右的氢氧化钠溶液。离子膜蒸发工序采用瑞士Bertrams二效逆流降膜蒸发技术,将电解槽来的质量分数为30%的离子膜烧碱在Ⅰ效降膜蒸发器内蒸发成质量分数为38.4%的烧碱。再将Ⅰ效蒸发器送来的质量分数为38.4%的离子膜烧碱在Ⅱ效蒸发器内蒸发成质量分数为50%的烧碱后外销。从盐水工序送来的精盐水不能满足离子膜电解的要求,必须进一步除掉盐水中的Ca2+、Mg2+等杂质。去除盐水中的Ca2+、Mg2+和多价金属阳离子是在螯合树脂塔(T-160)中进行的。T-160运行一段时间后必须离线再生,每天有1台塔离线再生,再生废水都排入暗沟。具体排放废水量见表1、表2。表1和表2总体排放量为:80.68+17.71=98.39(m3/d),全年以330天计,累计排放的废水量为3.25万m3/a。另外,巴陵石化环氧树脂事业部离子膜装置共有7台电解槽,每台电解槽停车时需要对电解槽阴阳极室加纯水清洗2遍,用水量为:30m3/台,目前这部分水是直接排入明沟的。如果每台电解槽全年按停车5次计算,则共耗纯水:30×7×5=1050(m3/a)。故离子膜烧碱在生产过程中共计排放废水量约3.36万m3/a,而整个烧碱系统累计排放废水量30.86万m3/a。以上废水均可重复利用。为了达到烧碱系统节水减排创效、降低能耗的目标,巴陵石化环氧树脂事业部对现有的烧碱系统废水排放进行了技术改造,基本达到了“零排放”,实现了资源的循环利用,降低了水的消耗,减少了碱性水的排放对环境的影响。2碱性系统废水的循环利用2.1环氧氯丙烷装置分开隔膜烧碱蒸发Ⅰ效蒸汽冷凝水与Ⅱ效、Ⅲ效蒸汽冷凝水,Ⅰ效冷凝水先送至电解液预热器预热电解液后分为2路:第1路用循环水冷却至35℃以下,一部分送往合成盐酸装置作为工艺吸收水,减少合成盐酸纯水的使用量,一部分送往环氧氯丙烷装置作副产盐酸用水;第2路溢流至Ⅱ效、Ⅲ效冷凝水贮罐。将Ⅱ效、Ⅲ效冷凝水贮罐的水用泵一部分送至环氧丙烷装置化石灰水,一部分送盐水装置去化盐。Ⅱ效、Ⅲ效蒸汽冷凝水采用瑞典阿法拉伐公司的新技术,使Ⅲ效蒸发室产生的二次蒸汽进入板式冷凝器,在冷凝器内用循环水冷却,被冷却后的冷凝水流入冷凝水贮罐,送盐水装置去化盐,未被冷凝下来的不凝性气体由真空泵抽走,排入大气。采用该技术还可提高Ⅲ效蒸发室的真空度,进一步降低蒸汽消耗。如果蒸发Ⅲ效真空由80kPa提高到90kPa,则生产1t烧碱消耗蒸汽下降0.09t左右。另外,还可以降低现有的真空装置所需要的热水泵、凉水泵等设备的动力消耗。2.2板框式过滤器在隔膜修槽厂房附近修建1个50m3的地坑,增加1台20m2的板框式过滤器和2台碱泵,将含有石棉绒的废水收集后通过板框式过滤器,过滤后的清液一部分送盐水装置化盐,一部分又作为冲洗槽水用。石棉绒则可作为副产物卖给石棉瓦厂,既减少了一次水的消耗,又避免了石棉绒污染环境。2.3台腐蚀泵回用2万t/a离子膜烧碱装置增加1台20m3玻璃钢贮罐和2台耐腐蚀泵,T-160废水流入该贮罐后,用泵送往淡盐水贮罐作为化盐水用;5万t/a离子膜烧碱装置增加2台耐腐蚀泵,将T-160废水用泵送往淡盐水贮罐作为化盐水用。2.4去化盐水,回用浓盐水贮罐5万t/a离子膜烧碱装置增加1台80m3玻璃钢贮罐和2台耐腐蚀泵,洗槽水流入该贮罐后,用泵送往淡盐水贮罐去化盐水。2万t/a离子膜烧碱装置新建1个30m3的洗槽水地坑并增加2台耐腐蚀泵,用泵将地坑收集的洗槽水送往淡盐水贮罐去化盐水。3经济效益3.1以经济效益为3.6.Ⅰ效冷凝水用于合成盐酸工艺吸收水,减少纯水用量,增加循环水用量15m3/t,如果按31%盐酸产能4万t/a、纯水价格7元/m3、循环水价格0.15元/m3计,全年还可创效益(3.6+3.6)×7-(3.6+3.6)×0.15×15=34.2(万元)。3.2催化蒸汽系统采用阿法拉伐技术,Ⅲ效真空度由80kPa提高到90kPa,生产1t烧碱蒸汽消耗可下降0.15t,按蒸汽价格105元/t、年产烧碱4万t计,节汽可创效益:40000×0.15×105=63万(元)。采用阿法拉伐技术,隔膜蒸发系统可停开现有的凉水泵(75kW)、热水泵(75kW)及凉水塔风机(30kW),新增真空泵(15kW)、冷凝水泵(18.5kW)。按年运行时间7200h,节电可创效益(75+75+30-15-18.5)×7200×0.45=47.46万(元)。3.3循环水消耗增加蒸发系统增加循环水620t/h×7200h×0.15元/m3=66.96万元。3.4水可创效益全年减排37.9926万m3水,排暗沟费按2.1元/m3、排明沟费按1.2元/m3计,减排废水可创效益:8.9124×1.2+29.0802×2.1=71.765(万元)。全年用水量减少16.7506万m3,一次水费按1.3元/m3、纯水按7元/m3计,全年少用水可创效益:一次水7.1096×1.3=9.243(万元),纯水9.641×7=67.487(万元)。3.5年度增加能