...产40000吨苯酐1安定的车间工艺设计 本科毕业论文.doc

李菲洋++孙虹++李姝++李婉++崔立博

[摘 要]苯酐装置尾气含有大量挥发性有机物，对人身健康大气环境造成严重影响，需要治理达标排放。目前治理苯酐装置尾气主要有三种工艺2：洗涤法、蓄热式氧化法、催化氧化法。洗涤法去除效率低并产生二次污染；蓄热式氧化法去除效率≥99%，但设备内有明火所需安全距离较大；催化氧化法去除效率≥98%，动设备较少，操作方便，但3-5年需更换一次贵金属催化剂。实际应用中，根据企业自身情况选择治理工艺。

[关键词]苯酐尾气洗涤法蓄热式氧化法催化氧化法。

中图分类号：TU992.3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2016）21-0303-01

环境保护部、国家质量监督检验检疫总局联合发布《石油化学工业污染物排放标准》（GB 31571-2015），对石油化学工业大气污染和水污染制定了新的排放标准，排放限值更加严格，于2015年7月1日实施。苯酐装置尾气中含有含有N2、O2、H2O、CO2、CO和顺酐、苯酐、苯甲酸、醛类等有机化合物，如果直接排放将对环境造成严重破坏，并威胁人身安全，根据新标准的要求，急需治理达标排放，目前对苯酐装置尾气治理主要有三种工艺：洗涤法、蓄热式氧化法、催化氧化法。

1 洗涤法

洗涤法3包括水洗系统和碱洗系统两部分。来自切换冷凝器的尾气收集在一条集气管中，送至洗涤塔的底部以切线方向进入塔内进行三段洗涤。在洗涤塔内用水将尾气中大部分的顺酐及有机酸吸收，洗涤水送至富马酸车间作为原料生产富马酸。为除去尾气中的醛类，在三级水洗后增加亚硫酸盐洗涤单元，把20%NaHSO3水溶液送到洗涤单元上部，使醛转化成加成物，为了避免SO2和CO2的形成，通过加入20%的NaOH水溶液，保持PH在6.0～6.4范围内。碱洗部分产生废水0.5t/h（苯酐装置生产负荷80g/Nm3），废水送至污水处理厂处理。洗涤法对有机物的去除率低，一氧化碳未消除，同时产生二次污染物（酸性废水）需要处理，没有彻底解决污染环境的问题。

2 蓄热式氧化法

蓄热式氧化6系统主要包括三个陶瓷蓄热室和一个氧化室，待处理有机废气进入蓄热室1的陶瓷蓄热体（该陶瓷蓄热体贮存了上一循环的热量），陶瓷蓄热体放热降温，而有机废气吸热升温，废气离开蓄热室后以较高温度进入氧化室，有机废气在氧化室中由燃烧器加热升温至氧化温度815℃，使其中的挥发性有机成分分解成二氧化碳和水。由于废气已在蓄热室内预热，燃料耗量大为减少。氧化室有两个作用：一是保证废气能达到设定的氧化温度，二是保证有足够的停留时间使废气成分充分氧化，设计停留时间1s。反应后的净化高温气体离开氧化室，进入蓄热室2（在前面的循环中已被冷却），放热降温后排出，而蓄热室2吸收大量热量后升温（用于下一个循环加热废气）。此时蓄热室3处于闲置状态，吹扫风机将填料中残留的有机废气吹扫进入燃烧室，以保证处理效率。净化后的废气进入下一级处理设备或者烟囱排放。如此交替。有机废气的去除效率在99%以上。

3 催化氧化法

催化氧化4系统主要包括陶瓷蓄热室和催化反应室，切换冷凝器来的有机尾气首先进入蓄热室1的陶瓷蓄热体（该陶瓷蓄热体贮存了上一循环的热量），陶瓷蓄热体放热降温，而有机废气吸热升温至300℃，进入催化氧化反应器，在贵金属催化剂（铂、钯）和300℃的条件下，尾气中的有机物及一氧化碳与空气反应转化为二氧化碳和水，有机物的去除率在98%以上，一氧化碳的去除率在99%以上。反应后尾气温度420℃，进入蓄热室2（在前面的循环中已被冷却），放热降温至200℃，通过烟囱高点排放，而蓄热室2吸收大量热量后升温，用于下一循环加热废气。此时蓄热室3处于闲置状态，吹扫风机将填料中残留的有机废气吹扫进入燃烧室，以保证处理效率，蓄热室3作为下一循环吸收热量。

4 苯酐装置尾气治理工艺技术比较

根据《石油化学工业污染物排放标准》（GB 31571-2015），苯酐装置尾气所涉及的大气污染物排放限值1详见表1。各石化企业按照环保部的标准规定，结合自身条件选择合适的处理方法，表2针对洗涤法、蓄热式氧化法、催化氧化法三种工艺方法进行了详细对比。

5 结论

洗涤法处理苯酐装置尾气，排放口挥发性有机污染物浓度较高，特征污染物马来酸酐不满足新标准要求；蓄热式氧化法对有机物的去除率高达99%，但由于原料尾气中马来酸酐（顺酐）含量较大，导致处理后尾气中特征污染物马来酸酐（顺酐）排放浓度仍大于新标准10mg/m3的要求，且要求较大的安全距离，适合新建装置；催化氧化法对有机物的去除效率为98%，处理后尾气中特征污染物马来酸酐（顺酐）排放浓度仍不满足新标准要求，所需安全距离较小，适合用地紧张的已有装置，需定期更换催化剂。

为满足新标准的要求，可将水洗5和催化氧化相结合。首先水洗部分去除大部分的马来酸酐（顺酐），同时生产富马酸水作为生产富马酸的原料，然后，洗涤后的尾气进入催化氧化系统，除去其余的有机物，可保证尾气达标排放。

参考文献

[1] 《石油化学工业污染物排放标准》（GB 31571-2015）.

[2] 李开明、吴鸣，苯酐尾气治理技术，化工时刊，1990年第10期：45—47.

[3] 黄锡甫，苯酐生产中氧化尾气的治理和综合利用，化工环保，1996年第16卷：246—248.

[4] 徐航、周亚明、毛向荣，催化焚烧处理苯酐装置尾气的工艺研究，上海化工，2016年03期.

[5] 刘智凌，苯酐尾气水洗法回收顺酐，化工环保，1987年04期.

[6] 周明艳、杨明德、党杰，工程与技术，2001.11：16—18.