煉油廠堿渣的綜合利用
堿渣處理是一個綜合利用項目,目前國內一般采用CO2法或H2SO4法處理堿渣,可以回收堿渣中有用物質---酚和環烷酸,它不但化害為利,環境效益好,而且產生一定的經濟效益和社會效益。但是,它只能處理煉油廠中常一、常二、常三線柴油的堿渣,而對汽油、液態烴堿渣很難處理,如何徹底解決堿渣處理的惡臭污染和堿渣污水的達標排放仍然是煉油廠環保的一大難題。
本研究是針對中石油烏魯木齊石化煉油廠排放的汽油、液態烴堿渣與污水處理廠排放的廢氣----硫化氫進行中和反應,生產工業硫化堿和粗酚,對于這種“以廢治廢”處理煉油廠堿渣的工藝,國內外尚未見到有關的報道。這樣既可以解決堿渣排放對環境造成的污染,降低生產成本,又可以大大減輕硫化氫氣體焚燒排放對空氣和環境造成的污染,達到堿渣和廢氣綜合利用,變廢為寶的目的。
1 基本原理
根據汽油、液態烴堿渣的生成機理和酚鈉的特性,其酚(ArOH)的酸性(Pka=10)比H2S的酸性(Pka=7.89)弱。所以,酚鈉鹽溶液用H2S廢氣處理轉化為ArOH,可在添加劑的促進下與無機相發生兩相分離。上層有機相去罐區進行萃取;下層無機相產生硫化鈉。因此,中和反應既能達到使兩相分離,又能降低H2S廢氣的污染。
2 工藝流程選擇
催化、汽油及液化氣脫硫醇等裝置產生的堿渣經系統管網分類收至堿渣罐,堿渣罐通過加溫后,分出輕污油,輕污油經泵送至生產裝置回煉。輕污油分離后,剩余堿渣繼續升溫60℃ 后,經泵送至中和塔頂部與催化劑混合,并在塔底建立一定的液位,硫化氫氣體從污水處理廠氣體塔引出,壓縮機增壓后,由中和塔底部進入,與堿渣反應,中和塔內保持一定的反應溫度,同時啟動泵建立堿渣循環,反應完畢后將反應后堿渣送至分離罐進行靜置分離,分離完畢后,上部的有機相送至粗酚罐,經過萃取得到酚。無機相用來生產硫化堿,反應后尾氣送至催化焚燒爐焚燒。
3 結果與討論
3.1 堿渣吸收硫化氫的機理
堿液吸收H2S廢氣,由于反應機理、反應速率、溶劑和粘度、表面張力和有效接觸面積等的變化,都會影響吸收速率。目前,氣液反應的傳質模型應用比較廣泛的是雙膜論模型。研究表明,氣速增大有利于H2S的選擇吸收。溫度升高,H2S的選擇系數下降,不利于硫化氫的吸收。酚鈉與硫化氫的反應較慢屬于控制速率,為了使堿渣吸收硫化氫反應進行徹底,一方面,使硫化氫過量,反應時間延長;另一方面使吸收接觸面增大。
3.2 堿渣的pH值的影響
由于含NaOH、ArONa的體系、含NaHS的體系及含Na2S的體系的pH值不同,pHNaOH> pHNa2S> pHNaHS,只要控制堿渣廢液的pH值,就能使堿渣中游離的堿完全生成硫化鈉。
在實際吸收過程中,從氣提塔排放的廢氣不僅含有大量的硫化氫氣體,還含有一定量的氨氣、二氧化碳和空氣,這些氣體的存在對該工藝處理堿渣基本上沒有影響。
3.3 中和反應的工藝條件見表1
3.4 無機相蒸發、濃縮----制工業硫化堿
用堿渣廢液生產出的硫化堿產品各項指標符合GB10500-89標準甲種一等品的要求。
3.5 有機相—提取粗酚
有機相的主要成份是苯酚,其它酚類和硫化物的含量也較高,稍加一些酸使其pH值降低至6左右,可將苯酚含量提高到73.25%的粗酚。
4 結論
采用硫化氫中和法處理烏魯木齊石化煉油廠堿渣,其工藝是可行的,該方法可以實現煉油廢堿液和硫化氫廢氣的綜合利用,不僅能夠得到工業硫化鈉和粗酚兩種產品,而且能夠治理煉油廢堿液和硫化氫廢氣對環境的污染。
堿渣經過硫化氫廢氣處理后,生成的粗酚和硫化堿符合產品標準。
硫化氫中和法,基本實現了堿渣的零污染排放,經濟效益、環保效益和社會效益顯著,徹底消除了長期以來堿渣和硫化氫廢氣對環境的污染。
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