探讨丙烯腈厂废水制酸工艺

探讨丙烯腈厂废水制酸工艺

张明友 ,陈思宏,孔亮

抚顺石化公司腈纶化工厂丙烯腈车间 

摘要：丙烯腈是某种农药或者医药的中间流程材料，也是橡胶、纤维等合成化学物的主要原材料。在生产过程中，会产生氢氰酸等有毒化合物，产生大量工业废水。如何处理丙烯腈废水，保证对环境的影响降到最低，是化工企业共同面临的问题。本文将基于丙烯腈厂废水质酸工艺的原理，详细叙述该工艺的特点和工艺流程，希望对相关企业有所贡献。

关键词：丙烯腈；废水制酸；制酸工艺

丙烯腈是很多合成材料的重要成分。目前，企业如果大批量生产丙烯腈，这会对环境造成极大的污染。因此，企业在生产的同时也在积极的关注着如何有效利用废水促进资源的循环利用，使得含酸废水转化成生产丙烯腈的原料，从而带来更大的经济效益。

一、制酸工艺的原理

丙烯晴工业废水中得主要毒性物质为氰化物，并且含有大量的氮、氢、氧、碳等元素，以及硫酸盐。处理丙烯晴废水通常要先进行浓缩处理，然后高温焚烧、净化，过程里产生的尾气经过脱酸反应之后可以直接排放至空气里。在焚烧过程中，这些元素与空气充分结合，生成氮气、水、二氧化碳、二氧化硫和三氧化硫等等。燃烧液体渣油和有机物可放出大量的热量，供焚烧过程使用，同时也能够保证在焚烧炉的出口依然维持了高温的状态。

硫元素发生的主要化学反应是：流固体和氧气燃烧生成二氧化硫，二氧化硫在经过氧气氧化生成三氧化硫，三氧化硫与空气中的水分结合生成硫酸溶液，最后多个三氧化硫分子与硫酸结合。硫酸铵和有机物硫酸盐结合氧气生成二氧化硫、二氧化碳、水和氮气，硫酸自身的分解成水、二氧化硫和氧气。

二、工艺特点

丙烯腈厂废水制酸工艺包括浓缩、融化、焚烧、净化、转化、干吸和脱酸等一些列过程。废水中含有多种复杂有毒物质，因而其处理过程具有特殊性。下面是制酸工艺中的特点。

（一）整个过程燃烧充分

为使燃料和和废水充分混合燃烧，通常在焚烧炉内会设置一块挡板，旨在方便将所需的氧气输送到焚烧炉中，并且能够实时监测并控制焚烧炉内的温度，维持高温状态。另外要对焚烧炉内的燃烧状况实时管控，避免废水浓缩过程进行不完全，从而导致焚烧炉内含有大量水分，燃烧不充分。

（二）系统热量利用率高

在转化过程中产生大量的热经过冷热交换器处理回收，能够重新循环运用到浓缩的过程中。同时还可作用于鼓风机，方便氧气的运输，促进反应发生。也能在分烧炉出口控制高温状态，提高作业效率，实现了热量的回收再利用，避免了能源浪费。

（三）工艺原料转化率更高

在转化过程和吸收过程中分别加入催化剂。催化剂的加入在不影响酸的生产质量的前提下，提高了转化效率，使得原材料利用更加完全，并且降低了环境污染的可能性。

（四）对某些设备进行了更新

使用二级逆喷系统替换之前老旧的洗涤系统，避免洗涤过程对系统的磨损或者堵塞情况，能够降低半成品的温度，提高整个装置除尘率，使得最后的成品纯度更高。

为了保护酸的成品质量，选用阳极保护酸冷却器，能够延长设备的使用年限，加快酸的制备效率，在短时间内维持体系温度，也方便后期维修，检查和保养。

为防止涡流和提高废气的吸收效率，可以将干燥塔和吸收塔底部设计成球形，扩大球形的表面积，在时间一定的情况下吸收更多的气体。

结构转化器使用不锈钢材质的积木式转化器，使得气体转化过程更加迅速、充分，而且能够避免漏气现象的发生，性价比合适。

（五）采用DCS控制系统

DCS控制系统的原理是：控制系统内的微处理器可以实施监控并管理生产过程的数据，并且可以控制每一个生产环节细致对待生产中的任何细节，最后对收集的数据总结呈现出来。在生产过程中，DCS控制系统若监测到错误数据会发出鸣笛报警，吸引工作人员迅速查看处理，并且系统无需人员在场，可以远程通过线上操控，非常方便快捷。

三、工艺流程

工艺流程包括浓缩、融化、焚烧、净化、转化、干吸和脱酸等等工序，整体流程虽然层次多，但是操作简单，可以自动控制。这里工艺流程主要介绍原料、转化和干吸三个步骤。

（一）原料

丙烯腈废水制酸工艺的原料包括硫磺和工业废水。硫磺的燃烧能够提供大量的热量，是丙烯腈废水制酸工艺中的热量来源和主要原材料。在购入硫磺并储存在仓库一段时间后，开展工艺前要将硫磺固体拆包放入熔硫槽中，通过熔硫槽中的蒸汽高温加热，达到硫磺的熔点后熔化硫磺固体，将融化后的液体过滤至少两遍，去除高温反应产生的化学杂质成分。过滤完后要在高温环境下保存硫磺产物，为后面的焚烧废水做准备。废水中含有大量的硫元素，为保持硫元素和水分的平衡关系，要通过技术手段去除装置内的多余水分，防止由于水分过量导致系统燃烧不完全，浪费原材料。这里采取浓缩工艺处理废水，处理后的废水再进行焚烧。

（二）转化

丙烯腈废水制酸工艺中包含两次转化过程，主要是针对干燥塔干燥的产物进行两次转化和尾气吸收流程。在转化过程中也会产生大量热量，需要通过热量回收系统回收多余的热能，之后运用到系统的其他工序中。可以选用浓硫酸试剂来吸收装置内的三氧化硫废气，而对二氧化硫或者某些强腐蚀性的酸雾来说，需要用到脱硫尾气吸收工艺，吸收后的尾气可以直接排放至空气中，不会对人体和大气造成严重危害。

（三）干吸

丙烯腈废水制酸工艺中的干洗过程主要是通过高浓度的浓硫酸处理工业气体。浓硫酸具有脱水性和氧化性的化学性质，结合一定量的空气能够将二氧化硫氧化成三氧化硫，再经过吸收塔的两次吸收作用吸收多余的有害尾气。最后，产生的尾气经过吸收净化符合我国相关标准即可直接排放，而形成的酸性产品要按照不同的浓度低温冷却储存，作为其他化工产业生产的原料，提高资源的利用率，避免资源浪费。

总结

丙烯腈废水含有大量的有毒物质，不可直接排入自然环境中，容易污染环境和资源浪费。本文主要基于丙烯腈厂废水制酸工艺的原理，详细叙述了该工艺的特点和工艺流程。丙烯腈厂废水制酸工艺能够生产出可以二次利用的酸性产物，提高了资源利用率，同时又能避免对环境的影响。并且该制酸工艺操作流程简单，对人体没有危害，适合大范围推广使用，促进我国工业技术发展。

参考文献

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