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酚钠盐分解工艺及废气治理(图文)

时间:2010年09月13日 17:11  来源:互联网  已被浏览2200次  评论0
  前言(1)

  随着我国钢铁工业的发展,高炉炼铁的基本燃料焦炭近几年产量剧增。前几年我国一些省区把发展土焦当作发展地方经济的主要措施。这种土法炼焦沿用100年前的落后工艺进行生产,生产1t土焦要白白放散450m3煤气。2000年全国土焦产量超过3400万t,放散煤气超过150亿m3,在污染大气的同时,土焦生产还浪费资源,生产1t土焦还要直接烧掉150kg煤。为了保护环境、节省资源,国务院于2000年出台了加速淘汰土焦的文件,使土焦产量逐年大幅度下降。焦炭需求的增加,土焦产量的下降,焦炭行业出现了前所未有的供不应求局面,价格上涨,使一大批大规模机焦炉上马。炼焦的副产品煤焦油产量也相应增加,带动了煤焦油加工业。在从煤焦油中提取酚工艺中,酚钠盐的分解国内很多企业采用间歇硫酸法。这种方法具有工艺简单、操作方便等优点,特别适合小规模生产,符合我国焦油加工规模小的现状。但存在酚资源损失多、环境污染严重等问题。所以,在工业生产过程中,除应改进操作控制指标外,还要不断完善工艺过程,提高经济效益和社会效益。(风险管理世界网-安全员之家)

  现状及存在的问题(2)

  2现状及存在问题

  酚钠盐分解制取粗酚一般采用硫酸法和二氧化碳法,以前普遍采用间歇操作的硫酸分解法。近几年随着人们环保意识的增强,一些有条件的工厂改为二氧化碳分解,但绝大多数仍采用硫酸分解法。

  2.1间歇操作硫酸分解法

  该方法分解反应在间歇的分解器里进行,将酚钠盐装入分解器,在压力为0.025~0.05MP a的压缩空气搅拌下,缓慢加入硫酸,控制反应温度,经充分反应呈微酸性为反应终点。然后静止分层,下层为比重较大的硫酸钠溶液。

  上述分解过程为:

  2C6H52SO4——2C6H5OH+Na2SO4

  2C6H4CH3ONa+H2SO4——2C6H4CH3OH+Na2SO4

  2.1.1间歇硫酸分解的优点

  该法具有过程简单、设备投资少、操作方便、产品质量容易控制等优点。

  2.1.2间歇硫酸分解存在的问题

  在分解过程中用压缩空气进行搅拌,硫酸法分解酚钠盐的反应是放热过程,加酸时有大量水汽化形成蒸汽夹带硫酸和酚类放散到大气中,既污染环境,又造成硫酸和酚类产品损失。

  硫酸法分解酚钠盐制取It粗酚产生3~4t硫酸钠废水,这种废水含酚为0.05%~2%,给污水处理带来极大压力。

  2.2连续操作的硫酸法分解

  为解决间歇硫酸法分解酚钠盐产生大量酸雾,造成酚类和硫酸的损失以及对环境的影响,有的工厂开发了连续式硫酸法分解酚钠盐的工艺,见图1。

  

酚钠盐分解工艺及废气治理(图文)

 

  1——酸泵;2——酚钠盐泵;3——反应器;4——冷却器;5——次分离器;6——二次分离器;7——粗酚槽

  图1 连续式硫酸法分解酚钠盐工艺流程

  2.2.1连续硫酸法分解的优点

  适于大规模生产;分解反应在反应器里进行,无需空气搅拌;分解反应产生的热量在反应器和冷却器中被冷却器中被却水取走;整个过程没有废气排放,避免了酚类和硫酸在废气中的损失。

  2.2.2连续硫酸法分解存在的问题

  煤焦油加工中,粗酚的产率一般在0.6%~1%左右,我国煤焦油加工厂规模小,最大的煤焦油加工企业山西宏特煤化工有限公司,年加工量为36~40万t,其次是鞍钢、宝钢、上海梅山治金集团,年加工量为20~25万t。绝大多数企业年加工量在1万、3万、5万、7.5万、10万t左右。各厂家粗酚产量很小,采用连续硫酸法分解工艺,稀酸和酚钠盐小时流量太小,稀酸泵和酚钠盐泵在流量控制和维修保养上存在很大难度,目前只有上海焦化厂等极少厂家采用这种工艺。

  2.3二氧化碳分解法

  硫酸分解法不但耗用硫酸,产生的酸气和外排硫酸钠废液中含有一定量的酚,既增加了物料损失又污染大气和水系。很多有二氧化碳源的工厂用二氧化碳来分解分钠盐制取粗粉,既可克服上述缺点,又能提高粗酚回收率,还可从废液中回收烧碱,烧碱可以循环使用。酚钠盐是一种强碱弱酸盐,任何一种酸性较酚强的酸都可以分解酚钠盐。二氧化碳分解酚钠盐是在填料塔内完成的,生成的粗酚与碳酸氢钠溶液按比重差自然分层。

  将碳酸氢钠溶液加热至95℃,使之全部转化为碳酸钠,再将碳酸钠用石灰乳苛化后得到氢氧化钠。

  苛化所得的氢氧化钠重新用于焦油馏份脱酚制取酚钠盐,从而形成了氢氧化钠的闭路循环。氢氧化钠回收率约为75%。

  2.3.1二氧化碳分解的优点

  没有废液排放,环境污染小。用石灰乳苛化废液生成氢氧化钠循环使用,经济效益好,是首选的酚钠盐分解工艺。

  2.3.2二氧化碳分解存在的问题

  a. 工艺过程较硫酸分解法复杂,设备投资大。

  b. 产生一定数量的碳酸钙废渣。

  酸性气体的治理(3)

  为了治理间歇硫酸法分解工艺产生的酸气,并从中回收酚类,北京焦化厂、济南钢铁公司焦化厂曾采用直接冷却吸收法处理酸性气体,用焦油加工厂的酚水或稀碱液等作吸收剂。

  如图2所示,酸盐分解器中产生的含酚酸气进入冷却吸收塔下部,与吸收剂逆向接触,酚和酸气被吸收,不凝废气从塔顶放散。循环吸收剂吸收酸汽后数量有所增加,定期进行处理,回收酚类产品。

  1——分解器;2——吸收塔;3——吸收剂槽;4——循环泵

  由于整个生产过程为间歇工艺,装置开停车频繁,存在设备腐蚀严重等问题,能够长期运转的厂家很少。

  高置槽加料硫酸法分解工艺(4)

  为了克服连续硫酸法分解存在的问题,山东兖矿科蓝煤焦化有限公司采用高置加料硫酸法分解工艺,取得了良好的效果,见图3。

  

酚钠盐分解工艺及废气治理(图文)

 

  1——酸高置槽;2——酚钠盐高置槽;3——反应器;4——冷却器;5——次分离器;6——二次分离器;7——粗酚槽

  图3高置槽加料硫酸法连续分解流程

  由于设置了酚钠盐高置槽和硫酸高置槽,取消了连续运转的稀酸泵和酚钠盐泵,稀酸和酚钠盐流量易于控制,设备的维修保养方便、容易,彻底解决了间歇硫酸法分解产生大量酸气的问题,实现了无酸气硫酸法酚钠盐分解制取粗酚。

  结论(5)

  酚钠盐分解制取粗酚应首先考虑选择二氧化碳分解工艺,目前国内有条件获得二氧化碳源的企业都陆续改用二氧化碳分解酚钠盐,国际上工业发达国家大都采用这种工艺。无二氧化碳源的企业可以采用高置槽加料无酸气硫酸法酚钠盐分解工艺,可以彻底杜绝酸气造成的损失和对大气的污染。既无二氧化碳源,又无条件采用高置槽加料硫酸法分解工艺时,可采用直接冷却吸收法处理酸性气体。吸收剂可以选用精酚钠盐,精酚钠盐在洗涤过程中直接被酸气分解生产粗酚,同时酚钠盐和酚钠盐分解生成的粗酚还能吸收酸气中夹带的酚。但应考虑设备腐蚀问题。

责任编辑:tingting

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