酚类物质安全与环境控制

酚类物质安全与环境控制

吉林石化公司的废水处理厂12万吨苯乙烯装置，是中国最大的苯乙烯生产装置。采用美国UOP异丙苯法分子筛催化剂专利技术,装置自建成投产后始终处于安全平稳运行状态,各项经济技术指标在国内以及国际上均处于领先地位。苯酚丙酮装置生产工艺复杂,工艺流程长,副反应多。装置有四个主要生产区,分别为:A区(烃化单元),B区(氧化、提浓、分解单元),C区(中和、酚回收单元),D区(精馏、AMS加氢、AMS精制单元)。各区产生的废水,汇集到废水罐(V-511)中,经油水分离,油相返回工艺中,水相排入工厂生产废水管网中。装置排放的废水为高浓度含酚废水,有机物含量高、组成复杂,属于难降解有机废水。苯酚丙酮生产废水治理成为吉林石化公司环保治理的重点。1废水罐v-126废水苯酚丙酮生产废水主要由A区、B区、D区生产废水汇集而成,经装置总排污点废水罐(V-511)油水分离后排出,其主要成分有苯酚、丙酮、异丙苯,还有丁酮、苯乙酮、戊烯酮、甲基环己酮、苯、乙苯、双丙酮醇、二甲基卞醇、醛、有机酸等,COD平均浓度高达5000mg/L。废水排放源示意图见图1。1.1原料污染严重异丙苯进入氧化器之前,工艺上要求必须在T-101塔加碱,以除去异丙苯中的苯酚、有机酸及其它杂质,碱洗后废水直接排入厂区生产废水线,废水中COD排放量占总量的32%,污染较严重。1.2精丙酮塔底罐分层精丙酮塔(T-602)塔釜料一部分回流,一部分冷却后进入精丙酮塔塔底罐(V-603)分层,水相排入废水系统,主要污染物是丙酮。由于T-602塔釜分离不彻底造成V-603排水污染物浓度较高,废水中COD排放量占排放总量的28%。1.3废水中cod的排放酚回收系统各工序排出的含酚废水汇集到含酚废水罐(TK-501)中,在萃取塔(T-502)中用异丙苯萃取后,水相排入厂区废水系统,废水中COD排放量占总量的25%。2废水污染物治理在研究苯酚丙酮废水治理技术的过程中,工厂曾先后与多家科研院所及国内外公司进行合作,苯酚丙酮生产废水治理技术比选情况见表1。这些治理技术,虽可将废水污染物浓度降低到要求的控制指标,但有些技术能耗高,有些技术伴随产生二次污染;有些技术运行费用较高,国外先进技术一次性投资很大,无疑都会增加企业成本。企业根据国家有关文件的精神,在装置内开展了清洁生产,通过不断地研究和技术改进,形成了可以在工艺源头削减污染物的技术方案,对氧化进料洗涤塔废水进行水萃取回收处理;精丙酮塔真空分离处理,新建酚萃取系统的萃取塔和碱洗塔,不但可以降低废水COD浓度,还可以回收苯酚、丙酮等资源。3技术方案的实施3.1油相萃取系统将T-101塔产生的废水由原来的直接排放改为排入装置内的含酚废水萃取系统,在萃取塔中用异丙苯萃取苯酚,萃取后的水相直接排放,萃取后的油相经碱洗返回系统,萃取剂循环使用。由于进行了萃取处理,可使废水中的异丙苯降低60%,苯酚降低90%,COD可降低约1800mg/L。该方案的施工可在正常生产中进行,施工项目包括更换两台泵(P-107A、B)、配置废水输送管线以及旁通并安装调节阀。工程作业仅需一周的时间即可完成,经调试、试车后正式投入运行。3.2分离粗丙酮塔为了提高精丙酮塔(T-602)塔釜的分离效果,精丙酮塔(T-602)需建立单独的真空系统,真空喷射蒸汽凝液回流入精丙酮塔中;粗丙酮塔(T-601)仍利用原总真空喷射蒸汽凝液做为工艺水,同时粗丙酮塔产生的尾气排入精丙酮塔,一方面可将粗丙酮塔操作压力降低20kPa,一方面可将精丙酮塔操作压力降低10kPa,T-602塔釜丙酮得到最佳分离,可回收丙酮资源,COD可降低约1000mg/L。精丙酮塔(T-602)塔真空分离需增设(J-641)喷射泵,另外T-601塔塔顶尾气排入T-602塔还需敷设管线。此项施工作业无需装置停车,在保证安全生产的前提下,所需要的配置管线全部预制,在15d内即可与主体装置连接成功。经调试、试车后正式投入运行。3.3苯酚萃取塔回收苯酚酚萃取系统的萃取塔(T-502)在经历了两次扩产提能后,生产能力大幅提高,但萃取系统不匹配的矛盾日益突出,萃取系统有波动,时常造成废水超标排放。为了增大酚萃取系统的回收能力,新建萃取塔(T-504)、碱洗塔(T-505)即可满足生产需要,同时可减少萃取系统波动,降低废水中COD约500mg/L,回收苯酚资源。新建萃取塔(T-504)、碱洗塔(T-505)及其辅助设施可在不停车的情况下,首先完成T-504、T-505塔的土建基础工程,随后进行工艺管线的配制,最后利用吉化全区大检修的时机与原工艺管线进行碰头,经调试、试车后正式投入运行。4技术方案的实施效果苯酚丙酮废水治理方案实施后,经过近10个月的调整与优化,达到了预期效果,取得了较好的经济效益和突出的环境绩效。4.1废水监测结果在治理方案实施后,吉林石化公司环境监测站对装置总排污点(V-511)排放的废水进行了技术标定,监测时间为9天,监测频次为每天2次,监测结果见表2。装置生产废水的COD浓度由实施前的5231mg/L降至1528mg/L,降幅为70.79%,实现了减污增效的目标,取得了较显著的环境绩效。4.2空间萃取效率检测,最终创经济效益从20.(1)氧化进料洗涤塔(T-101)废水回收处理措施,回收了高浓度废水中的苯酚,全年回收苯酚2.4t,同时使异丙苯拔顶塔受槽(V-607)中丙酮质量分数由0.21%降至0.005%,回收苯酚收益2.4万元/年,减少排污收费20.19万元/年,年创效益22.59万元/年。(2)精丙酮塔(T-602)真空分离措施实施后,塔底罐(V-603)废水中丙酮质量分数由0.28%降至0.01%;(V-607)中丙酮质量分数由0.21%降至0.005%。回收丙酮40.32t,年创效益55.5万元。(3)新建萃取塔(T-504)、碱洗塔(T-505)后,由于提高了萃取效率,T-504塔废水COD浓度从5000mg/L左右降至2500mg/L以下,废水中酚浓度将由120mg/L降为40mg/L,回收苯酚2.36t,苯酚收益2.36万元/年,减少排污收费8.76万元/年,年创效益11.12万元。上述治理措施实施后,年均创效益89.21万元。用少量的投入,