煤氣化污水酚氨回收技術(shù)進(jìn)展、流程優(yōu)化及應用 煤氣化污水酚氨回收技術(shù)進(jìn)展、流程優(yōu)化及應用

煤氣化污水酚氨回收技術(shù)進(jìn)展、流程優(yōu)化及應用

  • 期刊名字:煤化工
  • 文件大?。?87kb
  • 論文作者:陳赟,王卓
  • 作者單位:華南理工大學(xué)
  • 更新時(shí)間:2020-07-10
  • 下載次數:次
論文簡(jiǎn)介

第4期(總第167期)煤化工No.4(Total No.167)2013年8月Coal Chemical IndustryAug.2013煤氣化污水酚氨回收技術(shù)進(jìn)展、流程優(yōu)化及應用.(華南理工大學(xué),廣東廣州510640)摘要介紹了國內煤氣化污水酚氨回收的3種化工處理流程:(1)脫酸、再萃取脫酚、而后脫氨及溶劑回收工藝;(2)脫酸脫氨后、萃取脫酚及溶劑回收工藝;(3)酸化后萃取脫酚、再脫酸脫氨及溶劑回收工藝。并對這3種工藝流程進(jìn)行了分析對比,前兩種工藝流程已有大量工業(yè)實(shí)例,第3種工藝仍停留在研發(fā)階段。工藝過(guò)程換熱網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化與集成、新型萃取劑的開(kāi)發(fā)是今后煤氣化污水技術(shù)的研發(fā)重點(diǎn)。關(guān)鍵詞煤氣化污水, 酚氨回收,脫酸,脫氨,萃取脫酚文章編號:1005-9598 (2013) -04- 044-05中圖分類(lèi)號 :X784文獻標識碼:B脫酸、而后采用甲基異丁基甲酮萃取的工藝技術(shù),并引言與賽鼎工程有限公司合作,推進(jìn)在中煤龍化哈爾濱煤化工有限公司及中煤鄂爾多斯能源化工有限公司的煤制天然氣過(guò)程中,為了獲得高濃度氫氣,往往工業(yè)化運行。隨后華南理工大學(xué)及多家煤化工相關(guān)企采用Lurgi或BGL氣化方式,洗氣過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大量業(yè)、設計單位又進(jìn)行了許多技術(shù)改進(jìn)。酸化后萃取脫高濃度酚氨煤氣化污水,其成分復雜,含有焦油、酚、酚、再脫酸脫氨及溶劑回收是一種酚氨回收新思路,氨、二氧化碳、硫化氫.塵等多種雜質(zhì)。通常采用在液暫未發(fā)現工業(yè)應用實(shí)例。本文對目前3類(lèi)煤氣化污水態(tài)產(chǎn)品分離工段分離出焦油和污泥粉塵的方式,而后酚氨回收化工處理流程進(jìn)行分析對比,為今后包括煤用酚氨回收的方式回收氨和粗酚,將COD降低到生化制天然氣等煤化工高濃酚氨污水的處理提供建議??商幚碇笜?,進(jìn)人生化處理,或進(jìn)- -步高級氧化脫鹽,實(shí)現達標排放或循環(huán)使用。煤氣化污水酚氨回收1脫酸、再萃取脫酚、 后脫氨及溶劑回收工藝化工處理是其中關(guān)鍵環(huán)節,它可以回收污水中的有用物質(zhì),產(chǎn)生經(jīng)濟效益,同時(shí)可使污水達到后續生化處理該技術(shù)從德國引進(jìn),由賽鼎工程有限公司吸收再要求。設計,在國內多家企業(yè)包括原哈爾濱氣化廠(chǎng)山、義馬煤氣化污水酚氨回收主要是對CO2、HS等酸性氣氣化廠(chǎng)口、云南解化等應用,其中云南解化使用中油體游離氨和固定氨、酚類(lèi)及其他有機污染物3類(lèi)物萃取。原哈爾濱氣化廠(chǎng)酚氨回收工藝流程示意圖見(jiàn)圖質(zhì)的回收及脫除。針對酸性氣、堿性氣和有機物3類(lèi)1。碎煤加壓氣化產(chǎn)生的90 C污水,由泵分冷、熱兩股物質(zhì)脫除的先后順序,目前主要存在3類(lèi)化工處理流分別從上部和中上部進(jìn)人脫酸塔,汽提出的CO2、HS程。賽鼎工程有限公司(原化學(xué)工業(yè)第二設計院)在魯等氣體經(jīng)冷凝后,得到的酸性氣進(jìn)入火炬焚燒。脫除奇煤氣化污水酚氨回收方面,引進(jìn)國外技術(shù)并消化吸酸性氣體后的酚水經(jīng)換熱冷卻至約50 C,從頂部進(jìn)收,形成了脫酸、再二異丙醚萃取后脫氨及溶劑回收人轉盤(pán)萃取塔,二異丙醚從塔底進(jìn)人萃取脫酚。萃取的方式,解決了當時(shí)碎煤加壓氣化污水的酚氨回收難相經(jīng)泵送人酚塔進(jìn)行溶劑回收,精餾分離粗酚和二異題。華南理工大學(xué)率先提出單塔加壓側線(xiàn)抽氨、同時(shí)丙醚,二異丙醚回用稀酚水從萃取塔塔底出來(lái),經(jīng)換收稿日期:2013-05-15中國煤化工基金項目:廣州市珠江科技新星計劃項目(2011220056)作者簡(jiǎn)介:陳贊( 1976- ),男,江西臨川,博士,副研究員, 1998年本科畢業(yè)。m山LIT,山八JMHCNM HG化工污水酚氨回收技術(shù)開(kāi)發(fā)與工業(yè)應用工作,E-mail:yunchen@scut. edu. cn。2013年8月陳貰等:煤氣化污水酚氨回收技術(shù)進(jìn)展、流程優(yōu)化及應用-4熱后進(jìn)人水塔,在水塔中經(jīng)再沸器間接加熱,從頂部程中存在的問(wèn)題,使得酚氨回收處理后的污水中酚含蒸餾出二異丙醚,冷凝后回用;水塔側線(xiàn)氨水汽經(jīng)分量和COD均能滿(mǎn)足后續生化處理的要求,華南理工大凝后,氣相進(jìn)氨精制工段,塔釜出來(lái)的水去污水生化學(xué)(39改變原有工藝的先脫酸、萃取脫酚、再脫氨的分處理工段。離工序,將脫氨工序提前,并將脫酸脫氨置于同一座塔中實(shí)現,脫酸脫氨后的污水pH值降低到7左右,為酸性氣體萃取工序提供良好的環(huán)境,提高了萃取脫酚效率。進(jìn)一步采用已有的甲基異丁基甲酮萃取脫酚新技術(shù),極氨水冷卷凝液槽--四吊r大地提高了脫酚效率。2008 年華南理工大學(xué)率先將單塔加壓側線(xiàn)脫氨同時(shí)脫酸的技術(shù)應用于中煤龍化氨水冷2凝液槽丙醚哈爾濱煤化工有限公司80t/h煤氣化污水酚氨回收堿液盤(pán)|\水酚脫酸脫氨后、再萃取脫酚流程,獲得成功,為后續二異十腸萃)榕劑循環(huán)槽塔產(chǎn)N塔|丙醚萃取提供了良好的酸堿環(huán)境,酚氨回收后,總酚|國校/|培質(zhì)量濃度一般低于600 mg.L1 ,COD低于4 00 mg.L。2009年由華南理工大學(xué)提供工藝包,賽鼎工程有限粗酚公司設計的130t/h煤氣化污水酚氨回收全流程順處理后廢水利實(shí)施,并在短期內即獲得成功,一-直穩定運行10。經(jīng)污水多年調試和改進(jìn),出水總酚質(zhì)量濃度低于300 mg'L',圍1煤氣化污水酚 氨回收(脫酸、萃取脫酚、COD低于2 500 mg'L+',酸性氣痕量9。經(jīng)生化處理后,后脫氨)工藝流程示意圖出水完全能按國家污水-- 級標準排放。華南理工大學(xué)提出的先脫酸脫氨后萃取脫酚的流程如圖2所示8。原有酚氨回收化工處理流程大體可分為汽提脫煤氣化污水化工處理新流程簡(jiǎn)介如下:將含二氧酸、萃取脫酚、水塔中側線(xiàn)出氨和塔頂回收溶劑、酚塔化碳、氨和酚的煤氣化污水分成兩股進(jìn)料,進(jìn)人污水中溶劑回收4個(gè)部分。在運行過(guò)程中,該工藝主要存汽提塔,其中一股原料水經(jīng)冷卻后,作為冷進(jìn)料進(jìn)人在如下問(wèn)題:(1)由于萃取在脫除氨之前,使得萃取體污水汽提塔塔頂的填料段上部;另-股原料水作為熱系具有較高的pH值(9~10),萃取水質(zhì)呈堿性,不利于進(jìn)料,經(jīng)與側線(xiàn)抽出氣換熱之后,進(jìn)人污水汽提塔填萃取,從而導致脫酚效果不好,處理后水中酚質(zhì)量濃料段下第一層塔盤(pán)。冷進(jìn)料吸收氨氣后,與熱進(jìn)料會(huì )度非常高(>1100 mg.L");(2)二異丙醚對多元酚萃合,與塔釜上升的蒸汽進(jìn)行熱交換,將氨氣、二氧化碳取效果不好,而多元酚在生化處理工段屬于難處理物和硫化氫汽提出來(lái)。從單塔塔頂排出的混合氣經(jīng)冷凝質(zhì);(3)C02和HS含量高,且脫氨在最后進(jìn)行,使得煤分相后,從污水汽提塔塔頂排出,從單塔側線(xiàn)采出的氣化污水體系中,同時(shí)存在大量酸性氣體和氨,這些混合氣經(jīng)三級分凝后,得高濃度氨氣,凝液回原料罐;酸性氣體(CO2.HS )和NH2并不完全以游離態(tài)存在,還塔底壓力約為0.65 MPa,溫度約為160 C;從塔底采以離子態(tài)存在,所以運行過(guò)程中一直存在較多的CO2、出釜液pH值為6~7;采出的釜液經(jīng)冷卻到60 C左右HS與NH5共存的情況,從而導致溶劑汽提塔塔頂和后,送人萃取塔上部進(jìn)行逆流萃取,將萃取塔下部采側線(xiàn)產(chǎn)生碳銨結晶,設備結垢,脫酚能力不足;(4)原出的萃余相送至溶劑汽提塔即水塔,從塔底采出釜液有工藝屬發(fā)泡體系,易發(fā)生液泛,影響塔的正常運行。送后續生化處理。該技術(shù)將脫氨單元前置,污水pH值華南理工大學(xué)針對二異丙醚對多元酚萃取效率從10降低到7左右,使得萃取脫酚過(guò)程在酸性條件低的現狀,在保留主體流程下,提出使用對單元酚和下進(jìn)行,顯著(zhù)提高了弱電解質(zhì)酚類(lèi)物質(zhì)的萃取分配系多元酚分配系數均大于二異丙醚的甲基異丁基甲酮數。采用甲基異丁基甲酮為萃取劑,可顯著(zhù)提高對多為萃取劑,以期獲得更好的脫酚效果。但由于溶劑萃元酚的萃取分離效果。檢修周期可延長(cháng)至-年。類(lèi)似取酸堿性環(huán)境的影響,酮萃取比醚萃取并沒(méi)有顯示很方法正在煤焦油加工、頁(yè)巖油低溫干餾產(chǎn)生的污水處明顯的優(yōu)勢。理過(guò)程中推廣m2脫酸脫氨后 、萃取脫酚及溶劑回收工藝華南理中國煤化工取脫酚、后脫氨基礎上,提MYHCNMHG,可以顯著(zhù)改善為了解決原有脫酸、再萃取脫酚、后脫氨工藝流后續溶劑萃取脫酚酸堿環(huán)境。脫酸脫氨存在兩種方- 46煤化工2013年第4期+四一↓一酸性氣體酸性氣a南←分凝罐)富氨氣四←甲基異J一-級二級三級I| 基甲酮--+分翻分凝4分凝水||汽|水萃塔|塔溶劑循環(huán)槽提塔/雞粗酚處理后廢水.煤氣化污水冷凝液圖2煤氣化污水酚 氨回收(脫酸脫氨后、再萃取脫酚)工藝流程示意圖式,即單塔同時(shí)脫酸脫氨和雙塔脫酸脫氨。煉油污水取脫酚營(yíng)造良好的酸堿環(huán)境。中已有大量單雙塔汽提脫酸脫氨的實(shí)例,實(shí)踐經(jīng)驗表華南理工大學(xué)針對已有的煤氣化污水單塔同時(shí)明,單塔加壓汽提的設備投資比雙塔加壓汽提的設備脫酸脫氨和甲基異丁基甲酮萃取脫酚,提出進(jìn)一步的投資低,且處理污水的蒸汽耗量也更低,單塔處理每改進(jìn)提升。在單塔同時(shí)脫酸脫氨方面,將塔釜溫度從噸酸性水大約需180 kg蒸汽,雙塔處理每噸酸性水165 C降低到145 C-150 C,降低加熱蒸汽品位,節大約需260kg蒸汽。單塔將脫酸氣與脫氨集中于一省蒸汽耗量和后續冷卻循環(huán)水用量。針對甲基異丁基塔中完成,只需1個(gè)塔體和再沸器,節約了設備投資。甲酮高沸點(diǎn)特點(diǎn),提出萃取溫度介于60 C到85 C,很顯然,在工藝參數相當的情況下,達到同樣的處理而萃取效率未有明顯下降。萃取溫度比原有流程大幅水平時(shí),復雜塔的公用工程消耗量要低一些。用雙塔度提高,一方面可降低從單塔高溫出水到萃取塔之間分別脫除酸性氣體與氨時(shí),脫酸塔底有大量的氨存:降溫的循環(huán)水用量,另一方面也減少從萃取塔到水塔在,使得更多的CO2以不揮發(fā)的離子態(tài)存在,因而酸之間升溫的蒸汽用量,如萃取溫度從40 C升高至80性氣體的脫除效率會(huì )較低。脫氨塔中若酸性氣體殘留C.,至少可以節省40C的循環(huán)水冷卻能量。盡管甲基較多,同樣的由于污水中CO2和氨存在化學(xué)平衡,殘異丁基甲酮沸點(diǎn)比二異丙醚沸點(diǎn)高,但由于在水塔留的大量CO2使得更多的氨以離子態(tài)存在,增大了脫中,水與甲基異丁基甲酮在87.9C共沸,由此會(huì )降低.氨的難度。而單塔中由于酸性氣體與氨在同一塔中脫回收溫度。此外,酮比醚的萃取效果明顯提高,減小后除,釜液中的酸性氣體與氨都可以降低至很低的水續生化處理成本和難度。酮萃取的高溫特點(diǎn),也減緩平,可基本消除兩者相互間的離子化作用。但若水處了從脫酸脫氨出水到萃取塔之間換熱器的堵塞問(wèn)題。理量大或水中酸性氣和氨含量較高時(shí),雙塔更適宜。在單塔汽提同時(shí)脫酸脫氨的工藝流程成功應用3酸化后萃取脫酚、再脫酸脫氨及溶劑回收于煤化工污水領(lǐng)域后,也陸續有多個(gè)關(guān)于雙塔汽提脫工藝酸脫氨用于煤氣化污水的專(zhuān)利申請12151。事實(shí)上,關(guān)于雙塔汽提脫酸脫氨的節能研究或在煉油污水中的酸化后萃取脫酚、再脫酸脫氨的工藝同樣是源于換熱網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化,早已經(jīng)研究得較為透徹,正如單塔汽萃取需要在pH值低于8情況下效果更佳的思路下提提的同時(shí),脫酸脫氨的流程是在已經(jīng)非常成熟而又節出的。鄭淑怡等[6]提出了一種碎煤加壓氣化含酚污能的煉油污水處理技術(shù)上開(kāi)發(fā)一樣 ,但雙塔同時(shí)脫酸水的處理方法,該專(zhuān)利針對脫酸含酚污水,通過(guò)二氧脫氨,對于原有煤化工污水酚氨回收化工處理流程改化碳洗滌中國煤化工取塔進(jìn)行萃取脫造還是有一定的積極意義。對于脫酸、再萃取脫酚、后酚,脫酚后YHCNMHG后,用泵送到氨脫氨的流程,只需改變管道,從而變換流程,可以為萃回收工段。最終污水中還含有大量酸性氣和少量萃取2013年8月陳贊等:煤氣化污水酚氨回收技術(shù)進(jìn) 展、流程優(yōu)化及應用47劑,并未考慮除去,而直接進(jìn)人氨回收工段。該專(zhuān)利尚到的流程和結論有待商榷。屬于概念設計,暫無(wú)工業(yè)應用實(shí)例,目前未得到推廣。華南理工大學(xué)針對現有的知識產(chǎn)權,結合已有的馮大春[7-18]同樣也提出一-個(gè)新流程:采用二氧化碳飽酚氨回收處理經(jīng)驗,通過(guò)對已構建的煤氣化污水酸化和吸收,再萃取脫酚,脫除酚后的污水通過(guò)脫酸塔脫后再進(jìn)行處理流程的分析,提出了以來(lái)自流程的酸性除酸性氣,再利用脫氨塔脫除氨和回收萃取劑。文氣飽和工藝為基礎,結合單塔加壓汽提脫酸脫氨技獻[18]對脫酚后的污水溶劑回收概念設計未作充分術(shù),用于煤氣化污水的處理092)。酸化后萃取脫酚、再考慮,并且在對比不同流程能耗中基準不一,導致得.脫酸脫氨并回收溶劑的工藝流程如圖3所示(22]。酸性氣酸酸氣分凝罐憑)溶劑分凝罐新鮮氨氣含酚污水萃」卓「白7齊f級仁級分凝萃取罐}塔NaOH污1水側線(xiàn)2酸性氣,去廢水罐或塔粗酚-申- -四一一 +去生化處理圖3煤氣化污水酚氨回收( 酸化后萃取脫酚再脫酸脫氨)工藝流程示意圖新流程簡(jiǎn)介如下:煤氣化污水經(jīng)沉降、除油后,通入飽和塔,與系統內酸性氣進(jìn)行逆流接觸,用酸性4結論氣對煤氣化污水進(jìn)行飽和處理,調節煤氣化污水的降溫降壓后的單塔在加壓的同時(shí)脫酸脫氨,再pH值為7;過(guò)量的酸性氣體從飽和塔頂部排出,酸氣進(jìn)一步在高溫條件下,用甲基異丁基甲酮萃取脫酚,飽和后的煤氣化污水從塔底部排出,進(jìn)萃取塔與萃取為目前高濃度酚氨煤氣化污水酚氨回收化工處理較劑進(jìn)行逆流萃取;萃取相(包括酚和萃取劑)進(jìn)酚塔,理想的流程。雙塔脫酸脫氨對于老流程改造及處理量回收萃取劑循環(huán)利用;萃余相(包括水.CO2H2S、NH、較大的裝置有一定優(yōu)勢,但噸水能耗較單塔脫酸脫氨萃取劑和少量酚類(lèi))分冷、熱兩股,分別從酸水汽提塔能耗高。甲基異丁基甲酮具有可回收更多粗酚、使萃的上部和中上部進(jìn)人塔內,同時(shí)在酸水汽提塔的中部取塔前循環(huán)冷卻水用量少、噸水損耗量降低、高溫萃加人NaOH,以脫除煤氣化污水中的固定氨;酸水汽提取等特點(diǎn),在減少裝備堵塞等方面顯示出其優(yōu)越性,塔塔頂汽提部分進(jìn)酸性氣分凝罐,部分酸性氣循環(huán)回但也存在能耗比異丙醚高很多,使得工藝運行成本高飽和塔,酸氣分凝罐內液體和來(lái)自冷凝后的側線(xiàn)1抽等不足。出液(包括萃取劑、水.CO2 H$S、NH.)-起返回溶劑罐;原有的脫酸、再萃取脫酚、后脫氨的工藝在洗氣從酸水汽提塔側線(xiàn)2抽出的富氨氣進(jìn)人三級分凝罐污水pH值低于8以下時(shí),依舊是一-種較好的酚氨回進(jìn)行提純.塔釜凈化水送生化處理。收處理流程,流程中污水最高溫度低于110 C ,遠低酸化后萃取脫酚、再脫酸脫氨并回收溶劑,為煤于脫酸脫氨、再萃取脫酚流程中最高溫度(145 C~氣化污水酚氨回收提供了一種新思路,但其中高濃度150 C )。酸化后萃取脫酚、再脫酸脫氨則為- -種新思的酸性氣污水進(jìn)行溶劑萃取脫酚的效果,還需要在以路,尚需要中國煤化工后,過(guò)程換熱網(wǎng)后進(jìn)行理論和實(shí)踐方面的檢驗。因此.該思路還需要絡(luò )優(yōu)化與集YHCNMH瓦將成為煤氣化進(jìn)一步探索和研究。污水酚氨回收的研究重點(diǎn)。煤化工2013年第4期分離處理方法:中國,201210145140.9 [P]. 2012-參考文獻:09-19.[1]周志遠,湯志剛,陳成. 酚回收工段水塔汽相夾帶酚[12]耿慶文,袁亞民,蓋恒軍.褐煤氣化煤氣污水預處理水的原因及解決方案[J].煤化工, 2004,32(4) :47-48.裝置的改進(jìn)[J].煤化工, 2012,40(4) :53-55. .[2]陳麗,程延峰.污水pH值對萃取脫酚效果的影響[13]蓋恒軍,朱艷紅,吳文穎.一種含酸與氨廢水的處理[J].煤化工,2007 ,35(4) :38-40.方法:中國, 201110163358.2[P].2012-01-18.[3]陳賽,周志遠,錢(qián) 字,等.一種處理含高濃度酚氨[14]蔡麗娟,黃澤川.一種雙塔汽提處理煤化工裝置廢水煤氣化污水的方法:中國, 200910192442. x[P].2011-的方法:中國,201010110220.1[P]. 2010-12-01.05-11.[15]張萍.一種節能的酚氨污水回收處理方法:中國,[4]陳賽,姜殿臣,錢(qián) 字,等.一種處理含酚氨煤氣化201110204145. 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Chemical proceses for teating cal-gasifcation wastewater in China were introduced in diferent sequences suchas acid removing fllowed by phenol solvent extraction and then solvent recycling and ammonia removing; simultaneous re-moving of acid gas and ammonia followed by phenol solvent extraction and then solvent recycling; wastewater absorbingacid gas fllowed by phenol solvent extraction and then simultaneous removing of acid gas and ammonia. The processs of si-multaneous acid stipping and ammonia removal fllowed by solvent extraction of phenols had been commerialized.Key words coal -gasification wastewater, ammonia and phenol recovery, deacidification, deamination, phenolsolvent extraction中國煤化工_歡迎訂閱歡迎投稿HCNMHG一告

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