馬子峰，魯來勇，余躍平

(河南首恒新材料有限公司，河南 許昌 461000)

0 前言

河南首恒新材料有限公司20萬t/a環(huán)己酮生產(chǎn)裝置采用的是環(huán)己醇氧化工藝技術(shù)，配套的環(huán)己醇裝置生產(chǎn)能力為20.9萬t/a。由于環(huán)己醇工業(yè)化生產(chǎn)裝置工藝流程長，專用設(shè)備種類及數(shù)量多，生產(chǎn)過程中需要消耗大量的水、電、蒸汽。苯部分加氫制備環(huán)己烯，再經(jīng)水合反應(yīng)生成環(huán)己醇的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，經(jīng)過多年的引進(jìn)—消化—吸收—再創(chuàng)新，基本形成了完整的工業(yè)化生產(chǎn)體系。但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，環(huán)己醇生產(chǎn)企業(yè)還需要不斷挖潛改造,節(jié)能降耗，逐步完善，以適應(yīng)日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭。

在環(huán)己醇生產(chǎn)過程的工業(yè)廢水主要有兩種：①含苯、環(huán)己烯、環(huán)己烷、環(huán)己醇和高純水的混合廢水，這部分廢水收集到中間罐區(qū)廢水儲(chǔ)罐內(nèi)，進(jìn)行油水分離，油相回收，廢水相經(jīng)廢水處理塔處理合格后，即環(huán)己醇含量<150×10-6，COD含量<1 000 mg/L，排至污水處理站；②廢水是不含有機(jī)物的泵沖洗水和密封用水，這部分廢水經(jīng)固定管線引至地溝直接排放到污水管道，環(huán)己醇裝置水合催化劑再生系統(tǒng)陶瓷泵沖洗水屬于該類廢水。水合催化劑再生系統(tǒng)有6臺(tái)陶瓷泵運(yùn)轉(zhuǎn)，高純水排放量約為10.8 t/h，如果這部分沖洗水得到合理的回收利用，不僅能節(jié)約高純水用量，還能降低污水排放量，經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益明顯。

1 存在的問題

環(huán)己醇裝置水合反應(yīng)工序是環(huán)己醇生產(chǎn)過程的重要環(huán)節(jié)，水合反應(yīng)為放熱反應(yīng)，在水合催化劑作用下，經(jīng)水合反應(yīng)生成環(huán)己醇和副產(chǎn)物甲基環(huán)戊醇、甲基環(huán)戊烯、雙環(huán)己基醚。隨著水合化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，催化劑活性不斷下降，為了保證水合反應(yīng)催化劑活性，需要對(duì)水合催化劑進(jìn)行循環(huán)連續(xù)再生，恢復(fù)催化劑活性，以保證水合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和選擇性的穩(wěn)定。水合催化劑再生系統(tǒng)是將水合反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的部分催化劑漿料送至雙氧水處理罐，除去催化劑吸附的油相，然后由輸送泵移送到水合催化劑暫存罐，用計(jì)量泵送至陶瓷過濾器進(jìn)行水洗操作后移送到再生水合催化劑儲(chǔ)罐，最后返回水合反應(yīng)工序。由于水合催化劑的顆粒度較小，一般為0.5～1 μm，再生過程中為防止水合催化劑顆粒進(jìn)入陶瓷泵內(nèi)損壞機(jī)械封裝置，需要設(shè)置水密封和水沖洗設(shè)施，所用水均為高純水。

在環(huán)己醇裝置原設(shè)計(jì)中，陶瓷泵密封水沖洗水經(jīng)過泵機(jī)封后就直接排放到污水管道，有6臺(tái)陶瓷泵同時(shí)運(yùn)行，排放量約為10.8 t/h，年運(yùn)行時(shí)間8 000 h，每年高純水用量8.64萬t；另外廢水直接排入污水管道，增加了污水處理站的負(fù)荷，增加了污水處理成本，因此對(duì)水合催化再生系統(tǒng)陶瓷泵密封水合沖洗水進(jìn)行回收利用，是非常必要的。

2 技術(shù)改造方案

2.1 改造思路

環(huán)己醇裝置水合反應(yīng)工序高純水用量很大，每天消耗量約960 t，如果將催化劑再生系統(tǒng)陶瓷泵密封水和沖洗水回收高純水加以利用，可大大降低環(huán)己醇裝置水合反應(yīng)工序高純水的消耗。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)考察，水合催化劑再生系統(tǒng)陶瓷泵沖洗水的排放量與密封水補(bǔ)水用量相當(dāng)，這樣首先可以滿足水合催化劑再生陶瓷泵密封水的需求，減少泵密封水的消耗量；然后再將水合催化劑再生系統(tǒng)陶瓷泵沖洗水和密封水回用于水合反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行二次利用，其節(jié)水效果將非常顯著。

2.2 改造方案

在原陶瓷泵密封水進(jìn)口閥門后和原陶瓷泵沖洗水排出口閥門前增加甩頭，將陶瓷泵沖洗水排放口和密封水進(jìn)口用金屬軟管相連，如此沖洗水便可用作陶瓷泵的密封水，最終將排出泵密封裝置的高純水收集回用于水合反應(yīng)工序。該方案增設(shè)不銹鋼金屬軟管6根，長度約60 cm，DN15不銹鋼等徑三通12個(gè)，DN15不銹鋼閘閥6個(gè)。技改前沖洗水和密封水管路圖見圖1。技改前沖洗水和密封水管路圖見圖2。

圖1 技改前沖洗水和密封水管路圖

圖2 技改前沖洗水和密封水管路圖

2.3 工藝流程

水合催化劑再生過程中，為防止水合催化劑顆粒將進(jìn)入陶瓷泵內(nèi)，需用高純水對(duì)陶瓷泵沖洗。泵沖洗水供水為管網(wǎng)輸送的0.7 MPa高純水，經(jīng)過氣液分離減壓閥后減到0.3 MPa，時(shí)進(jìn)入陶瓷泵機(jī)封，而泵密封水供水也是0.7 MPa，高純水減壓閥減到0.3 MPa進(jìn)入泵密封腔內(nèi)。因此可將陶瓷泵沖洗水出口與陶瓷泵密封水進(jìn)水管線連接，用作陶瓷泵密封水補(bǔ)水；另外將沖洗水排水口和密封水排水口通過不銹鋼等徑三通相連接，將這兩股水收集于高純水儲(chǔ)罐，并回用到水合反應(yīng)補(bǔ)充水、催化劑除油的雙氧水配水以及再生水合催化劑調(diào)水，達(dá)到環(huán)己醇生產(chǎn)裝置降低高純水消耗的目標(biāo)。

3 實(shí)施效果

3.1 技改成本

水合催化劑再生系統(tǒng)陶瓷泵沖洗水回收利用項(xiàng)目總投資為1萬元。本次技改增加金屬軟管和閥門的維護(hù)平均周期為半年，每次需更換金屬軟管12根，每根金屬軟管價(jià)格為100元，人工費(fèi)400元，合計(jì)每年消耗金屬軟管的成本為2 000元。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

水合催化劑再生系統(tǒng)有6臺(tái)陶瓷泵運(yùn)轉(zhuǎn)，排放量約為10.8 t/h，年運(yùn)行時(shí)間8 000 h，每年外排高純水8.64萬t，高純水價(jià)格15元/t，年節(jié)約成本86 400×15=129.6萬元。綜合經(jīng)濟(jì)效益128.4元。

4 結(jié)論

通過環(huán)己醇裝置水合催化劑再生系統(tǒng)陶瓷泵沖洗水和密封水的回收利用項(xiàng)目的實(shí)施，解決了環(huán)己醇裝置高純水消耗量大的問題，大大降低了企業(yè)的公用工程消耗，生產(chǎn)成本顯著降低；同時(shí)減少了廢水排放，降低了污水處理站的運(yùn)行負(fù)荷，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。