[发明专利]催化湿式氧化丙烯腈装置急冷废水的方法

说明书

本发明涉及一种催化湿式氧化丙烯腈装置急冷废水的方法，主要解决现有技术处理丙烯腈装置急冷废水时能耗高、环境污染严重的问题。本发明通过采用以下步骤：丙烯腈装置急冷废水原料和氧气经过换热后进入催化湿式氧化反应区，依次经过低压等温催化湿式氧化反应以及高压绝热催化湿式氧化后得到处理后物料的技术方案，较好地解决了该问题，可用于丙烯腈装置急冷废水处理的工业应用中。

技术领域

本发明涉及催化湿式氧化丙烯腈装置急冷废水的方法。

背景技术

丙烯腈(AN)是一种重要的基本有机原料，广泛应用于合成纤维、合成橡胶、合成树脂等化工产品制造领域。目前国内丙烯腈生产的主要工艺为丙烯氨氧化法，即以丙烯、氨气和空气为主要原料，在一定的反应条件及催化剂的作用下，得到丙烯腈，同时副产乙腈、氢氰酸等产品。在上述丙烯腈的生产过程中，将产生以急冷废水和精制废水为主的装置废水，这些废水毒性大，色度高，成分复杂。其中急冷废水由于COD值更高，也更难处理。急冷废水根据急冷塔型式的不同分为一段式和两段式工艺急冷废水。一段式急冷塔工艺废水仅有一股废水，对这股废水通常采用浓缩、焚烧、硫酸回收的处理方式。两段式急冷塔工艺废水产生两股废水，分别是上段硫铵废水和下段塔釜废水，上段废水经浓缩回收硫铵，过程中产生的凝液回急冷塔上段，母液则同急冷塔下段废水一起浓缩后进行焚烧处理。采用焚烧法处理急冷废水的缺点在于：一方面焚烧属高能耗过程；另一方面，焚烧过程将产生SO₂、NO_X等气体，对环境造成污染。因此，开发一种有效处理丙烯腈装置急冷废水的方法，使得处理后的废水符合环保要求，实现丙烯腈装置绿色生产显得尤为重要。

湿式氧化是20世纪50年代发展起来的一种处理有毒、有害、高浓度有机废水的技术。该法是在高温(125～320℃)、高压(0.5～20MPa)条件下，以空气或纯氧为氧化剂，在液相中将有机污染物氧化为CO₂和水等无机物或小分子有机物的化学过程。该法具有应用范围广、处理效率高、氧化速率快、二次污染少、能耗低、占地面积小等优点。在湿式氧化技术的基础上，发展而来的催化湿式氧化技术，则是在传统的湿式氧化工艺中加入针对废水组成而设计的高效、稳定的催化剂。该技术可大大地提高氧化效率，缩短反应停留时间，同时，降低反应所需的温度、压力，减少生产成本。CN1166574C公开了一种处理高含硫量工业废水的方法，该法首先对废水进行稀释，然后利用湿式氧化与电多相催化氧化的联用技术进行废水处理，两项技术组合应用后，有机废水的COD的总去除率达到89.6％～92.32％。该法除了湿式氧化装置外还需一套电解氧化装置，工艺流程复杂，运行成本高。CN106865860A公开了一种能量回收型废水催化湿式氧化处理装置及废水处理方法，该法首先将均相催化剂和废水混合，通过第一反应塔及第二反应塔分别得到初道处理水和二道处理水，二道处理水通过MVR蒸发器蒸发后得到结晶盐、冷凝水及含有均相催化剂的蒸余母液，其中冷凝水进入装有多相催化剂的第三反应塔进行进一步处理，最终得到符合排放标准的液相水。该法中须用MVR蒸发器对二道处理水进行处理，且均相催化剂的处理及循环使用等增加了整个工艺流程的复杂性，投资及运行费用高。CN1167089A公开了一种丙烯腈工厂废水的处理方法，该法首先对废水进行蒸发，产生含蒸汽、氨和挥发性有机化合物的气流，然后将该气流通入催化反应器，在高温条件下将其转化为含氢气、氮气和二氧化碳的混合物。该法只能处理废水中的挥发性物质而无法处理高聚物和高沸点有机物。CN106348421A公开了一种降解高浓度有机废水的连续湿式氧化工艺及其设备，该法首先将原料废水和处理后废水进行换热，然后将升温后的废水与氧化剂进行混合，混合物之后进入反应器进行氧化反应，处理后的废水经换热降温后进入分离工序。该法采用均相催化剂，使得处理后废水的分离复杂；此外，当废水COD浓度高时反应自身产生的过量热会导致大量反应废水汽化，热量损失大且影响反应效果。CN106380021A公开了一种高浓度有机废水的湿式氧化处理系统及方法，该法首先对原料废水进行预处理，经预处理后的原料废水经换热、加热后与换热升温后的氧气混合，混合物之后进入反应系统，反应出料经换热、冷却降温后进入气液分离系统。该法COD去除率较低，同样的，当所处理的废水COD浓度高时，会导致反应器内大量反应废水汽化，热量损失大且影响反应效果。CN107572651A公开了一种多级湿式氧化处理工业废水的方法及装置，该法依次将工业废水进行一级氧化、二级氧化及三级氧化，一级氧化的温度小于二级氧化的温度，二级氧化的温度小于三级氧化的温度，且三级氧化依次为二级氧化、一级氧化供热。该法反应工艺复杂，且COD去除率较低。CN108455719A公开了一种高浓度有机废水湿式氧化处理系统及处理方法，该法将废水和氧气通入到带有加热和搅拌功能的反应器内进行氧化反应，反应出料经冷却后进入气液分离系统。该法反应装置复杂且处理废水不连续。