氯醇法環氧丙烷裝置降低皂化系統COD探討

來源：http://www.ssygc.com/ 作者：余氯檢測儀 時間：2019-10-11

　　一、前　言：

　　環氧丙烷是丙烯的主要衍生物，它是僅次于聚丙烯、丙烯腈和羰基醇的第四大丙烯衍生物。環氧丙烷主要用于生產聚氨脂用的聚醚、丙二醇、異丙醇胺、丙烯醇等產品，廣泛應用于化工、輕工、醫藥、食品等領域。山東濱化集團具有多年豐富的環氧丙烷生產經驗，目前擁有三套氯醇法環氧丙烷生產裝置，市場供應能力達18萬噸/年，商品量居全國首位。

　　二、生產工藝及皂化系統COD情況概述：

　　我公司環氧丙烷生產工藝為氯醇法生產工藝，主要是以丙烯和氯氣為主要原料，經氯醇化反應生成氯丙醇，再與VCM裝置的副產物電石渣漿在皂化塔內反應，皂化塔內采用減壓皂化的操作方式，自塔頂減壓蒸餾出粗PO，粗PO進入精餾系統進行分離精制得到環氧丙烷產品，皂化反應殘液自塔底排出，送至污水處理系統進行沉降分離和生化處理。

　　皂化系統COD指標是環氧丙烷生產中的一個非常重要的控制點，COD指標的高低不僅能直接表征皂化系統反應的情況，還對后續的污水處理系統有較大的影響。隨著國家對環境保護要求越來越嚴格，環氧丙烷裝置皂化系統COD指標是否能控制在合理的范圍已經成為環氧丙烷生產企業必須做到的重要生產任務。我公司環氧丙烷裝置自開車以來，皂化系統的COD含量一直維持在1200mg/L左右。根據行業信息交流得知，全國采用減壓皂化工藝的環氧丙烷生產廠家皂化系統COD指標均能控制在800mg/L以內。由此可見，我公司環氧丙烷裝置皂化系統還沒有達到的最佳運行效果。同時，我們還分別向山東金嶺集團、沈陽金碧蘭公司、福州第二化工公司等采用減壓皂化工藝的生產廠家了解其皂化系統的運行指標，據了解得知山東金嶺集團、沈陽金碧蘭公司、福州第二化工公司皂化系統運行指標為：皂化塔頂壓：50KPa(絕壓)、52KPa(絕壓)、55KPa(絕壓);皂化塔頂溫：62℃、68℃、58℃;皂化塔底溫：90℃、88℃、92℃;一級外回流氣相溫度：42℃、44℃、40℃;二級外回流氣相溫度：22℃、22℃、21±1℃;皂化塔殘液PH值：10.5-11、10.5-11、10.5-11;而我公司皂化系統運行指標為：皂化塔頂壓：60KPa(絕壓);皂化塔頂溫：70℃;皂化塔底溫：92℃;一級外回流氣相溫度：44℃;二級外回流氣相溫度：30℃;皂化塔殘液PH值：11-12。從各廠家皂化系統工藝指標對比情況，我們發現我公司的皂化工藝指標與其他兄弟廠家相比還存在一定的差距。因此，為了能夠將我公司環氧丙烷裝置皂化系統COD指標降低，我們討論制定了相關的優化改進方案來對皂化系統進行優化改進。

　　三、皂化系統優化改進實施內容

　　1.將皂化劑由電石渣漿更換為石灰乳溶液

　　我公司環氧丙烷裝置的皂化劑一直使用VCM裝置的副產物電石渣漿，但該電石渣漿存在雜質較多、氫氧化鈣有效含量不穩定、反應活性較低、鎂離子含量過高等問題，對皂化反應的穩定性有一定的影響。為此，我們借鑒其他兄弟廠家的經驗，將皂化劑由電石渣漿改為石灰乳溶液，提高了皂化劑的活性、保證了皂化劑濃度的穩定性，提高皂化反應的收率，以達到降低皂化殘液COD含量的目的。

　　2.增加皂化進料靜態混合器

　　通過我們的觀察，發現皂化殘液中有明顯的刺鼻異味，經討論分析后認為主要為皂化進料靜態混合器混合效果不好，氯丙醇和皂化劑沒有充分混合反應，導致皂化反應效果較差，為了提高氯醇與石灰乳的混合效果，我們計劃原皂化進料靜態混合器前增加串聯一臺皂化靜態混合器，提高皂化混合效果，以達到降低COD含量的目的。

　　3.降低精餾系統塔底液相水洗系統負荷

　　我公司環氧丙烷裝置精餾系統底液經水洗后，水相進入進入氯醇化反應器參與反應，其中水相中含有大量的有機物，而這些有機物經氯醇化系統后和氯丙醇又一起參與皂化反應，我們分析認為這些有機物在皂化反應中不能從皂化殘液中完全分離，從而使皂化系統中的COD指標偏高。因此我們決定降低精餾系統塔底液相水洗系統負荷，觀察皂化系統COD指標的變化。

　　四、實施效果

　　1.將皂化劑由電石渣漿更換為石灰乳溶液后，我們采取了三天的皂化塔運行數據進行對比。從化驗結果上我們得知，更換皂化劑后三天內的皂化系統COD指標平均值為1153mg/L，比更換前皂化系統COD指標平均值1206mg/L低了大約50mg/L左右，我們推斷分析，在使用石灰乳溶液作為皂化劑后，皂化系統COD指標雖然均有所下降，但效果并不明顯。

　　2.在原皂化進料靜態混合器前增加串聯一臺皂化靜態混合器后，我們采取增加混合器前三天的COD指標，與增加混合器后三天的COD指標進行對比，從化驗結果上我們得知，增加混合器后三天內的皂化系統COD指標平均值為1183mg/L，比未增加皂化進料混合器前皂化系統COD指標平均值1263mg/L低了大約80mg/L左右，我們推斷分析，增加一臺靜態混合器后，雖然皂化反應向好的趨勢發展，但實際效果并不明顯，沒有達到皂化系統COD指標800mg/L左右的預期目標。

　　3.降低精餾系統塔底液相水洗系統負荷后，我們采取了三天的皂化塔運行數據進行對比，從化驗結果上我們得知，降低精餾系統塔底液相水洗系統負荷后三天內的皂化系統COD指標平均值為804mg/L，比未降低負荷前皂化系統COD指標平均值1217mg/L低了大約413mg/L左右，我們推斷分析，降低精餾系統塔底液相水洗系統負荷后，皂化系統的COD指標下降了近400mg/L，基本達到了皂化系統COD指標800mg/L左右的預期目標，效果明顯。

　　五、結　論

　　通過上述幾種改進方案的實施效果我們發現，將皂化劑由電石渣漿更換為石灰乳溶液和增加皂化進料靜態混合器這兩種改進方案，對皂化系統COD指標的降低起到了一定的作用，但下降幅度很小，沒有達到我們要求的皂化系統COD指標800mg/L左右預期目標，這說明皂化劑原料、皂化進料混合效果不是影響皂化系統COD指標的主要因素，可以提前排除;而在降低精餾系統塔底液相水洗系統負荷后，皂化系統COD指標大幅度下降，達到了我們的預期目標，這說明精餾系統塔底液相水洗系統對皂化系統COD指標影響很大，是皂化系統COD指標偏高的主要原因，下一步我們還將對精餾系統塔底液相水洗系統的回收水成分進行化驗分析，找出影響皂化系統COD指標的具體原因，從而更好的對生產工藝進行優化改進。

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