乙二醇装置酯化工艺废水处理技术分析

桑国春（安徽淮化股份有限公司，安徽 淮南 232038）

乙二醇装置酯化工艺废水处理技术分析

桑国春（安徽淮化股份有限公司，安徽 淮南 232038）

通过对乙二醇装置酯化工艺废水处理技术的分析，利用原有酯化塔进行改造，处理酯化系统釜液中副产的含4-5%稀硝酸，使废液达标排放，消除稀硝酸及硝酸盐对管道设备的腐蚀，减轻高含盐水中硝酸盐的处理量，并减少处理成本，为乙二醇装置创造更大的效益，推动乙二醇技术更好的向前发展。

乙二醇；酯化废水；硝酸

煤基乙二醇工艺技术属于煤的清洁利用关键前沿技术，五大新型煤化工技术之一，是现在国内重点发展的技术。煤基乙二醇工艺技术的开发符合我国缺油、少气、煤炭资源相对丰富的能源结构特点，符合现代新型煤化工产业政策。近几年，煤基乙二醇技术国内外都取得了重大进展，相关研究工作逐步转向工业化技术开发，随着煤基合成气制乙二醇关键技术的突破，全国迅速掀起煤基乙二醇的建设热潮，国内乙二醇装置运行的结果证明了技术的可行性，但同时也暴露出一些问题，如酯化系统釜液相存在副产含硝酸的工艺液处理问题，所以如何处理含硝酸的工艺液，并实现硝酸资源的综合利用，使废液达标排放，减少处理成本获得最大收益，是目前乙二醇技术需要改进的一个方向。

1 处理现状

以年产10万吨规模的合成气制乙二醇为基础，其酯化塔釜液中含硝酸工艺液为4～5%，工艺液中的稀硝酸原处理技术是：在废水处理厂进行处理前，向其中加入大量液碱进行中和，再去废水处理反硝化装置，处理合格后外排。这种处理方式既浪费原材料，还消耗大量的蒸汽，同时又存在设备腐蚀问题。

本文拟通过酯化塔技术改造，利用硝酸还原催化剂将工艺液中的硝酸，与乙二醇生产系统中的甲醇、工艺合成气中的NO在一定的温度、压力下进行催化反应生成亚硝酸甲酯（MN），反应生成的亚硝酸甲酯（MN）作为乙二醇生产过程中的一个中间体返回乙二醇生产系统中使用。这样既能解决装置的环保问题，又能节省乙二醇生产的原材料消耗，从而使公司既做到了节能减排，又做到降耗增效，同时满足环保达标排放要求。稀硝酸催化反应原理如下：

HNO3+2NO+3CH3OH=3CH3ONO+2H2O

2 主要技术方案

2.1 工艺流程简述

来自压缩机增压后的的工艺气相，送入酯化塔下部，与再沸器出口物料混合，与酯化塔上部下来的液相逆流而行，气液两相逆流接触进行反应，硝酸与一氧化氮及甲醇反应生成亚硝酸甲酯。液相通过塔釜液输送泵送去甲醇回收系统，气相与酯化塔的主气流一起上升，从酯化塔塔顶出去。

2.2 技术参数

稀硝酸还原工艺，利用系统工艺合成气中的还原性物质和工艺废水中的甲醇与稀硝酸在催化剂的作用下，反应生成亚硝酸甲酯和水。主要工艺条件为：

反应温度：60～90℃，反应压力：0.4～0.45 MPa。

液相流量：12t/h，气相流量：6000m3/h。

2.3 反应器改造

利用酯化塔下部Φ1400筒体进行技术改造，装填催化剂，上下安装催化剂格栅，并安装搁放液体分布器，将液体直接引入液体分布器内。

2.4 硝酸回收率及回收效果

工艺废水中的稀硝酸回收率超过45%，出口工艺液中的硝酸含量可以达到2.5%以下。

3 效益分析

3.1 节省硝酸费用

12t/h液相中含有折为63%硝酸857 kg/h。以此推测全年损耗63%硝酸为6857吨/年(一年按8000h计算)；

根据计算回收硝酸（折百）262.17kg/h，年回收63%硝酸约3329.1吨/年，按每吨63%硝酸现在市场采购价格1200元/吨，计节约399.49万元/年。

3.2 节省液碱费用

3329.1 吨/年63%硝酸理论上减少48%液碱添加量：

3329.1 ×0.63×40÷63÷0.48=2774.25吨/年

实际按增大15%考虑则为：2774.25×1.15=3190.39吨/年，按每吨48%碱液采购价格900元/吨，合计节约287.13万元/年。

合计63%硝酸和48%液碱共节约原材料约686.62万元/年。

3.3 减少N2O4消耗

由3N2O4+2H2O=4HNO3+2NO得年回收63%硝酸约3329.1吨/年，可减少N2O4消耗：2297.08吨/年。

3.4 消耗蒸汽

增加0.3Mpa(g)低压蒸汽消耗量约12000吨/年：12000吨/年×95元/吨=114万元/年。

3.5 消耗电

年增加电耗6.4万kwh，折合人民币约3.1万元/年。合计蒸汽和电增加消耗：117.1万元/年。

3.6 经济效益

乙二醇装置酯化工艺废水处理装置改造完成后，可节约费用为686.62-117.1=569.52万元/年。

4 结语

本技术方案利用原有酯化塔进行改造，将乙二醇酯化工艺废水中稀硝酸还原的新型绿色环保节能技术具有较好的效益：节省乙二醇生产原材料消耗，减少了N2O4及液碱的消耗，消除稀硝酸及硝酸盐对管道设备的腐蚀，消除了安全隐患；减轻了高含盐水中硝酸盐的处理量；可为合成气制乙二醇装置创造更好的效益；而且整个处理过程无三废产生。