酚類物質安全與環境控制

吉林石化公司的廢水處理廠12萬噸苯乙烯裝置，是中國最大的苯乙烯生產裝置。采用美國UOP異丙苯法分子篩催化劑專利技術,裝置自建成投產后始終處于安全平穩運行狀態,各項經濟技術指標在國內以及國際上均處于領先地位。苯酚丙酮裝置生產工藝復雜,工藝流程長,副反應多。裝置有四個主要生產區,分別為:A區(烴化單元),B區(氧化、提濃、分解單元),C區(中和、酚回收單元),D區(精餾、AMS加氫、AMS精制單元)。各區產生的廢水,匯集到廢水罐(V-511)中,經油水分離,油相返回工藝中,水相排入工廠生產廢水管網中。裝置排放的廢水為高濃度含酚廢水,有機物含量高、組成復雜,屬于難降解有機廢水。苯酚丙酮生產廢水治理成為吉林石化公司環保治理的重點。1廢水罐v-126廢水苯酚丙酮生產廢水主要由A區、B區、D區生產廢水匯集而成,經裝置總排污點廢水罐(V-511)油水分離后排出,其主要成分有苯酚、丙酮、異丙苯,還有丁酮、苯乙酮、戊烯酮、甲基環己酮、苯、乙苯、雙丙酮醇、二甲基卞醇、醛、有機酸等,COD平均濃度高達5000mg/L。廢水排放源示意圖見圖1。1.1原料污染嚴重異丙苯進入氧化器之前,工藝上要求必須在T-101塔加堿,以除去異丙苯中的苯酚、有機酸及其它雜質,堿洗后廢水直接排入廠區生產廢水線,廢水中COD排放量占總量的32%,污染較嚴重。1.2精丙酮塔底罐分層精丙酮塔(T-602)塔釜料一部分回流,一部分冷卻后進入精丙酮塔塔底罐(V-603)分層,水相排入廢水系統,主要污染物是丙酮。由于T-602塔釜分離不徹底造成V-603排水污染物濃度較高,廢水中COD排放量占排放總量的28%。1.3廢水中cod的排放酚回收系統各工序排出的含酚廢水匯集到含酚廢水罐(TK-501)中,在萃取塔(T-502)中用異丙苯萃取后,水相排入廠區廢水系統,廢水中COD排放量占總量的25%。2廢水污染物治理在研究苯酚丙酮廢水治理技術的過程中,工廠曾先后與多家科研院所及國內外公司進行合作,苯酚丙酮生產廢水治理技術比選情況見表1。這些治理技術,雖可將廢水污染物濃度降低到要求的控制指標,但有些技術能耗高,有些技術伴隨產生二次污染;有些技術運行費用較高,國外先進技術一次性投資很大,無疑都會增加企業成本。企業根據國家有關文件的精神,在裝置內開展了清潔生產,通過不斷地研究和技術改進,形成了可以在工藝源頭削減污染物的技術方案,對氧化進料洗滌塔廢水進行水萃取回收處理;精丙酮塔真空分離處理,新建酚萃取系統的萃取塔和堿洗塔,不但可以降低廢水COD濃度,還可以回收苯酚、丙酮等資源。3技術方案的實施3.1油相萃取系統將T-101塔產生的廢水由原來的直接排放改為排入裝置內的含酚廢水萃取系統,在萃取塔中用異丙苯萃取苯酚,萃取后的水相直接排放,萃取后的油相經堿洗返回系統,萃取劑循環使用。由于進行了萃取處理,可使廢水中的異丙苯降低60%,苯酚降低90%,COD可降低約1800mg/L。該方案的施工可在正常生產中進行,施工項目包括更換兩臺泵(P-107A、B)、配置廢水輸送管線以及旁通并安裝調節閥。工程作業僅需一周的時間即可完成,經調試、試車后正式投入運行。3.2分離粗丙酮塔為了提高精丙酮塔(T-602)塔釜的分離效果,精丙酮塔(T-602)需建立單獨的真空系統,真空噴射蒸汽凝液回流入精丙酮塔中;粗丙酮塔(T-601)仍利用原總真空噴射蒸汽凝液做為工藝水,同時粗丙酮塔產生的尾氣排入精丙酮塔,一方面可將粗丙酮塔操作壓力降低20kPa,一方面可將精丙酮塔操作壓力降低10kPa,T-602塔釜丙酮得到最佳分離,可回收丙酮資源,COD可降低約1000mg/L。精丙酮塔(T-602)塔真空分離需增設(J-641)噴射泵,另外T-601塔塔頂尾氣排入T-602塔還需敷設管線。此項施工作業無需裝置停車,在保證安全生產的前提下,所需要的配置管線全部預制,在15d內即可與主體裝置連接成功。經調試、試車后正式投入運行。3.3苯酚萃取塔回收苯酚酚萃取系統的萃取塔(T-502)在經歷了兩次擴產提能后,生產能力大幅提高,但萃取系統不匹配的矛盾日益突出,萃取系統有波動,時常造成廢水超標排放。為了增大酚萃取系統的回收能力,新建萃取塔(T-504)、堿洗塔(T-505)即可滿足生產需要,同時可減少萃取系統波動,降低廢水中COD約500mg/L,回收苯酚資源。新建萃取塔(T-504)、堿洗塔(T-505)及其輔助設施可在不停車的情況下,首先完成T-504、T-505塔的土建基礎工程,隨后進行工藝管線的配制,最后利用吉化全區大檢修的時機與原工藝管線進行碰頭,經調試、試車后正式投入運行。4技術方案的實施效果苯酚丙酮廢水治理方案實施后,經過近10個月的調整與優化,達到了預期效果,取得了較好的經濟效益和突出的環境績效。4.1廢水監測結果在治理方案實施后,吉林石化公司環境監測站對裝置總排污點(V-511)排放的廢水進行了技術標定,監測時間為9天,監測頻次為每天2次,監測結果見表2。裝置生產廢水的COD濃度由實施前的5231mg/L降至1528mg/L,降幅為70.79%,實現了減污增效的目標,取得了較顯著的環境績效。4.2空間萃取效率檢測,最終創經濟效益從20.(1)氧化進料洗滌塔(T-101)廢水回收處理措施,回收了高濃度廢水中的苯酚,全年回收苯酚2.4t,同時使異丙苯拔頂塔受槽(V-607)中丙酮質量分數由0.21%降至0.005%,回收苯酚收益2.4萬元/年,減少排污收費20.19萬元/年,年創效益22.59萬元/年。(2)精丙酮塔(T-602)真空分離措施實施后,塔底罐(V-603)廢水中丙酮質量分數由0.28%降至0.01%;(V-607)中丙酮質量分數由0.21%降至0.005%。回收丙酮40.32t,年創效益55.5萬元。(3)新建萃取塔(T-504)、堿洗塔(T-505)后,由于提高了萃取效率,T-504塔廢水COD濃度從5000mg/L左右降至2500mg/L以下,廢水中酚濃度將由120mg/L降為40mg/L,回收苯酚2.36t,苯酚收益2.36萬元/年,減少排污收費8.76萬元/年,年創效益11.12萬元。上述治理措施實施后,年均創效益89.21萬元。用少量的投入,