氨肟化廢水吸附解析甲醇回收技術(shù)

　　1、廢水中甲醇的來(lái)源

　　氨肟化廢水經(jīng)過(guò)新型樹(shù)脂吸附解析后的廢水中含有大量因沖洗樹(shù)脂吸附孔的甲醇，這就產(chǎn)生了新的高濃度廢水，如果直接去廢液焚燒處理，不但會(huì)帶來(lái)安全性的挑戰(zhàn)，而且甲醇本身是一種應(yīng)用廣泛的有機(jī)化工品，其價(jià)格不菲，消耗量也比較大，處理4t廢水大約需要1t的甲醇，每年消耗的甲醇大約為8000t。有必要對(duì)此甲醇進(jìn)行回收，每年可節(jié)約原材料費(fèi)用約1600萬(wàn)元，效益可觀。

　　2、吸附解析甲醇回收的流程

　　從圖1看出，芬頓處理后的酸性廢水經(jīng)樹(shù)脂柱吸附解析后，污水進(jìn)入下段處理工藝，解析液排入粗甲醇罐中混合均勻，其中的甲醇濃度平均(35%wt)，甲醇進(jìn)料泵將粗甲醇打入精餾塔內(nèi)精餾，含有機(jī)大分子的廢水進(jìn)入塔釜，甲醇由塔頂精餾提濃后重新回收，塔釜中經(jīng)180℃蒸汽加熱至98~99℃，甲醇含量降低至3%以內(nèi)，高COD的有機(jī)大分子濃縮后經(jīng)塔釜泵打到廢液焚燒單元焚燒處理。解析液中甲醇經(jīng)精餾塔精餾段和甲醇冷凝器冷凝后的精甲醇排入甲醇緩沖罐中待用。

　　3、吸附解析廢水成分及含量

　　污水中成分及含量見(jiàn)表1。

　　氨肟化廢水中各種有機(jī)物的沸點(diǎn)見(jiàn)表2。

　　甲醇和水、環(huán)己醇、環(huán)己酮、環(huán)己酮肟都不形成共沸物，因此，氨肟化廢水中回收甲醇的工藝可行。

　　4、解析液中甲醇精餾工藝流程

　　甲醇精餾工藝流程見(jiàn)圖2。

　　5、Aspen設(shè)計(jì)與計(jì)算

　　Aspen軟件包括換熱器、工程經(jīng)濟(jì)、油氣處理、動(dòng)態(tài)模擬等多個(gè)模塊，模塊之間可互相傳遞數(shù)據(jù)，自由切換。它的計(jì)算結(jié)果詳細(xì)，能生成各種計(jì)算報(bào)表且作出相應(yīng)數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行分析，換熱器設(shè)計(jì)模塊可生成詳細(xì)的二維圖形和三維圖形，可先于設(shè)計(jì)制造看到實(shí)物效果。采用Aspen軟件模擬氨肟化廢水吸附解析流程作為設(shè)計(jì)依據(jù)，可節(jié)約大量工程設(shè)計(jì)的工作量和時(shí)間。

　　在極性溶液中，選取NRTL方法計(jì)算含甲醇污水的模擬，輸入解析污水中的各種物質(zhì)成分及含量，盡量輸入所有可能存在的物質(zhì)成分，保證模擬計(jì)算的準(zhǔn)確程度。建立流程中的各種模塊，精餾塔可以選擇DSTWU和RADFRAC模塊。因?yàn)榧状季s的流程比較簡(jiǎn)單，一塔加上冷凝器和再沸器三個(gè)設(shè)備，用一個(gè)模塊就將所有的用到的設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算包含在內(nèi)。先用簡(jiǎn)捷計(jì)算模塊，和一股進(jìn)料和塔頂、塔底兩股物料建立流程，算出精餾塔的理論板數(shù)和最小回流比用于詳細(xì)計(jì)算的精餾。

　　將DSTWU模塊刪除后，換上RADFRAC模塊，輸入理論板數(shù)和最小回流比，蒸餾率，經(jīng)迭代計(jì)算出物流數(shù)據(jù)，塔頂出料為精餾后的甲醇，塔釜為含大分子有機(jī)物的解析污水。在UTILITY選項(xiàng)中的U-1填入冷凝器使用的循環(huán)水進(jìn)出口溫度，U-2中輸入再沸器低壓飽和蒸汽的溫度，完成后運(yùn)行模擬，工藝模擬完成后。在PackingSizing中將填料的型號(hào)選擇為CY，輸入填料數(shù)據(jù)，經(jīng)迭代計(jì)算出塔徑，修正塔徑尺寸，再經(jīng)計(jì)算后得到精餾塔圓整后的塔徑，并得出水力學(xué)計(jì)算的數(shù)據(jù)。經(jīng)精餾塔精餾后的塔頂及塔釜中各組分含量見(jiàn)表3。

　　6、采用AspenEDR進(jìn)行換熱器的設(shè)計(jì)

　　EDR能直接從Aspen中調(diào)用流體的物性數(shù)據(jù)，在界面中選擇換熱器型式，模擬流程中列出所有換熱器形式的清單，從中選擇需要設(shè)計(jì)出的換熱器結(jié)構(gòu)尺寸，程序轉(zhuǎn)入EDR模塊中，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)模式的計(jì)算可以計(jì)算出最優(yōu)化的換熱器大小，對(duì)換熱器的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行圓整，設(shè)計(jì)余量取120%~150%即可得出換熱器的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。進(jìn)行冷凝器的設(shè)計(jì)時(shí)選用管殼式換熱器的模塊進(jìn)行核算，選擇BEM的換熱器進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算后，轉(zhuǎn)換為校核模式計(jì)算出冷凝器的尺寸為3000×800(L×D)。用相同的方法選擇BKU進(jìn)行塔釜再沸器設(shè)計(jì)計(jì)算，最后校核計(jì)算再沸器尺寸為1500×500(L×D)。冷凝器和再沸器在實(shí)際生產(chǎn)中運(yùn)行良好，冷凝器出口的甲醇溫度在45℃左右，再沸器可將含甲醇污水加熱至沸騰狀態(tài)而保證塔釜中甲醇的含量低于最低要求。

　　7、結(jié)論

　　1)用精餾塔回收含甲醇的氨肟化廢水是可行的，甲醇的回收率在98%以上，且純度可達(dá)到99%。氨肟化廢水中的有機(jī)物和甲醇不形成共沸物，甲醇回收的純度較高。

　　2)采用Aspen模擬甲醇回收的流程不但可以節(jié)約大量設(shè)計(jì)計(jì)算的時(shí)間，而且計(jì)算的結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)際的數(shù)據(jù)比較符合，設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)確。(來(lái)源：湖南百利工程科技股份有限公司)