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萘法苯酐装置尾气治理工程案例分析

发表时间：2021/8/13 来源：《文化研究》2021年9月上作者：赵军杰

[导读] 通过案例分析催化氧化法和新水洗法富马酸工艺两种处理萘法苯酐装置尾气的方法，催化氧化法更具有工艺简单、节能环保且有较好的经济等效益，相对新水洗法富马酸工艺处理萘法苯酐装置尾气具有更好的应用前景和市场竞争力。

邢台旭阳化工有限公司赵军杰河北邢台 054000

摘要：通过案例分析催化氧化法和新水洗法富马酸工艺两种处理萘法苯酐装置尾气的方法，催化氧化法更具有工艺简单、节能环保且有较好的经济等效益，相对新水洗法富马酸工艺处理萘法苯酐装置尾气具有更好的应用前景和市场竞争力。
关键词：苯酐;尾气治理;催化氧化；新水洗法
        苯酐全名邻苯二甲酸酐，是有机化工原料的重要元件。在化工、医药、电子、农业、涂料、精细化工等工业部门有着广泛应用，主要在制造塑料增塑剂、醇酸树脂、不饱和树脂、染料及某些医药和农药[1]用到此重要的有机(合成)化工原料，因为生产排放会对环境污染[2]，经过对萘法制苯酐尾气成分检测发现其含有多种没有转换的微量物质和碳元素，所以在生产的时候，也要研制保护环境的方案。苯酐尾气治理工艺主要采用洗涤吸收法、新水洗法、蓄热焚烧法和催化氧化法四种方法，本文通过采用催化氧化法和新水洗法的案例来进行分析。
        一.苯酐尾气治理工程案例分析
        （一）河南庆安化工高科技股份有限公司与天津市华邦科技发展有限公司案例
        河南庆安化工高科技股份有限公司与天津市华邦科技发展有限公司签订技术协议针对工萘法制苯酐，建设了一套苯酐尾气催化氧化处理装置。此装置能在排放尾气前消除有害且刺激味的物质，从而满足大气排放标准。系统使用催化氧化法治理萘法苯酐尾气在运作正常的时候无任何燃料的消耗[3]。尾气进入预热器经换热器换热后进入催化氧化反应器，净化后的尾气经换热器降温后进行达标排放；
        首先进入尾气预热器的是热熔箱出来的75~80℃苯酐尾气，在低负荷时该预热器通过0.6MPa低压蒸汽对尾气进行预热，负荷达到65g/Nm3后仅需通入0.2t/h蒸汽对尾气系统进行保温，然后经热交换器与催化处理后的高温尾气进行热交换，当进入反应器时需要温度提高到300℃以上，苯酐尾气中的有机物在催化剂的催化反应下进行充分反应，转化为CO2和H2O等物质，此高温气体在反应器出口温度上升到420℃左右时经热交换器与预热后的尾气进行热交换，降温至220℃后经四通到气体分布器进入尾气洗涤塔进行排放。装置在开车时需启用电加热器和预热器来保证反应器进口温度达到反应要求。刚开车时电加热器用来加热开工风机送入反应器的空气，加热后的空气进入催化氧化反应器来提高催化剂温度，当进口温度超过300℃逐步加大尾气量，关空气。当尾气进入系统时，投用预热器，使用0.6MPa饱和蒸汽对尾气进行加热。通过预热器和电加热器的加热，保持催化剂床层进口气体温度在所需的温度范围内。当满足热量需求后且进料浓度达到一定值，可停用尾气预热器和电加热器。

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萘法苯酐尾气催化氧化处理系统，采用特殊设计的四通道气体分布器，操作时能够确保氧化装置的安全生产不会造成苯酐氧化系统压力和风量的波动，避免氧化装置停车;在氧化装置正常稳定运行状态下，尾气全部进催化氧化装置;满足苯酐装置各种生产负荷要求，能够完全处理生产过程中的尾气，并将尾气中98%以上的挥发性有机物转化为水和二氧化碳。
        通过以上分析可知苯酐尾气催化氧化处理装置在清洁环保，稳定性以及节能上，都具有着很高的优势，不但具备科学意义，更有利于经济市场的发展。
        （二）唐山旭阳化工有限公司案例分析
        唐山旭阳化工有限公司苯酐尾气经水洗塔洗涤，塔底废水经活性炭过滤脱色或电渗析(膜分离技术)脱色除去邻苯二甲酸、有色有机物及其它机械杂质，进入异构化釜进行异构化反应。解决了堵塞和连续操作问题，且环保达标。
        经过设计操作，发现新水洗法富马酸工艺虽然解决了脱色问题，可以生产出合格富马酸产品，但该工艺仍存在许多问题，仍有进一步优化改进的空间。(1)水洗塔后废水的浓度低。废水浓度一般指废水中顺酸的质量分数，邻二甲苯法苯酐水洗塔后废水中顺酸质量分数为18％～20％，较适合于后续富马酸的生产；而萘法苯酐因尾气中杂质较多，增大循环水量，造成废水中顺酸质量分数降低，一般为10％～12％。这样，富马酸工段回收效率大大降低。采取的解决方法：将塔底废水引入沉淀池，沉淀后增加双效蒸发器，将废水提浓至20％一25％，提浓后的废水去富马酸工段，冷凝水去水洗塔循环喷洒。(2)水洗塔的堵塞问题。萘法苯酐的原料是95％～97％纯度的萘，其中杂质较多，且反应副产物较多，造成尾气杂质含量高，在水洗塔内易堵塞，二三个月停车清洗一次。(3)水洗塔由浮阀塔改为湍球塔，减少塔阻。(4)双效蒸发器的堵塞。因双效蒸发的温度为90℃左右，造成内部结垢严重，且结垢不易清洗，影响蒸发效果。经分析结垢为含钙、镁的化合物。
        通过以上分析可知，酸水浓度控制越高对富马酸生产越有利，但如果酸水浓度过高，一方面尾气排放酸味太浓达不到排放要求，另一方面酸水中各类杂质会呈晶体析出，堵塞尾气洗涤塔喷嘴、管道，因此控制尾气洗涤塔酸水浓度是解决上述问题的关键。
        结论
        经过案例分析对比，苯酐尾气催化氧化处理装置相对新水洗法富马酸工艺具有净化率高、稳定性高、无二次污染和自动化程度高等特点。从清洁生产、绿色环保和资源回收利用出发，催化氧化处理技术借助其优越的处理效果将是萘法苯酐尾气处理技术的发展趋势。该技术的推广应用具有重大的经济效益、社会效益和环境效益，必将具有广阔的应用前景和市场竞争力。
参考文献
[1]袁滨.苯酐生产技术及发展前景[J].精细与专用化学品,2018,26(8):1-4.
[2]刘智凌.苯酐尾气水洗法回收顺酐[J].化工环保,1987,7(4):211-214.
[3]任英浩.萘法生产苯酐尾气处理方案探讨[J].煤炭加工与综合利用,2014,(67):67-69.