催化燃烧法处理聚酯工艺废气的实践

第19卷第3期2006习5聚醋工业PolyesterIndustryVol.19No.3May2006催化燃烧法处理聚醋工艺废气的实践王联(仪征化纤股份有限公司安全环保监督部，江苏仪征211900摘要:探索用催化燃烧方法处理聚醋生产工艺废气的可行性，并在生产装置上进行中试。介绍了废气处理装置的主要设计参数、处理工艺流程。对装置的安全运行，催化剂的寿命，运行经济性进行了讨论。结果表明:相对于目前的喷淋处理法，该法处理简单，不产生二次污染，成本较低，处理聚醋生产工艺废气是完全可行的。关健词:聚醋;废气;催化嫩烧中圈分类号:TQ323.41;X783.1文献标识码:B文章编号:1008-8261(2006)03.0024-03中国石化集团仪征化纤股份公司是我国最大的聚醋产品生产基地，目前聚醋产品生产能力为131万t/a，共有14条聚醋生产线，规模从6.6万t/a至20万t/a不等。聚醋生产采用的是直接醋化、连续缩聚的生产工艺，以精对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)为原料，先进行醋化反应脱水，生成单体对苯二甲酸双R'轻乙醋(BHET)，再缩聚而生成聚醋(PET)。在BUT熔融缩聚过程中，会产生乙二醇、乙醛、水以及乙二醇和乙醛的反应产物2一甲基一1,3一二氧戊环等副产物，这些副产物通过真空系统从系统中被抽出，经过乙二醇喷淋冷凝器冷却后，不凝气体作为聚醋生产工艺废气排放(聚醋工艺废气)，其中含有我国《大气污染物综合排放标准》中所要求控制的污染因子:乙醛和非甲烷总烃。乙醛排放质量浓度200()一15000m岁耐排放标准150mg/m3非甲烷总烃排放质量浓度2000一20000mg/时排放标准150m盯m3建厂初期从德国吉玛公司引进聚醋生产装置时，曾同时引进将工艺废气送热媒炉与燃料油混合燃烧的设备，但由于系统压力平衡问题、存在安全隐患以及对热媒炉燃烧效率的不利影响，该设备在开工初期即被迫停运，废气未经处理直接通过装置楼顶的排空管排人大气。公司从建第九套聚醋装置起，采用水喷淋法进行处理聚醋工艺废气.达标后排放，由于乙醛的沸点仅为20.2℃，含有乙醛的喷淋污水进人污水地沟、管道后，随着环境温度升高，乙醛很容易从污水中再次挥发出来(夏天此情况更加突出)，造成二次污染和安全隐患，可以说水喷淋法并未真正解决了乙醛废气的超标排放问题。催化燃烧法是近年来发展起来的一项用于有机废气处理的新技术，它是指在一定的温度和催化剂的作用下，废气中所含的碳氢化合物与空气中的氧气进行化学反应，生成二氧化碳和水，从而达到净化废气的目的。它具有效率高、不产生二次污染的特点，催化剂通常分为金属催化剂(如铂、把、铜等)和非贵金属催化剂(如钙钦矿型氧化物、六铝酸盐等)。公司从2000年开始与中石化集团抚顺石化研究院合作，利用日本的JICA的技术，开始了用催化燃烧法处理聚醋工艺废气的研究，经过实验性的小试、工业化的中试，结果表明效果非常好，处理后的废气能达标排放。催化燃烧法处理聚醋工艺废气的工业化中试是在我公司聚醋生产中心的第八套聚醋装置上进行的，聚醋生产规模为330t/d;废气处理试验装置由抚顺石化研究院进行设计、仪化公司负责安装，项目从立项、设计、安装到投人试运行历时2a，于2004年8月完成全部的试验过程。1处理装置主要设计参数(1)处理聚醋工艺废气量:160一260m3/h;(2)处理后的废气达到国家规定的排放标准。(3)催化燃烧反应器人口气体温度250300℃，空速10000一40000h一’，催化剂为HBFW-1收稿日期:2005-11-040作者简介:王联(1968一)，男，江苏兴化人，高级工程师，工学学士，主要从事环保技术管理工作。第3期王联:催化燃烧法处理聚醋工艺废气的实践(抚顺石油化工研究院研制，是一种蜂窝状金属氧化物催化剂，主要活性成份为氧化铜和氧化锰)。2处理工艺流程聚醋工艺废气的催化燃烧法的工艺流程如图1所示。图1聚醋工艺废气处理工艺流程lIg.1PETtechnologywastegastreatmenttechnolgyprocess(1)从聚醋生产装置产生的聚醋工艺废气，进人吸收及总烃均化塔，与来自储水罐的水吸收液喷淋接触，以吸收废气中的乙二醇等物质，防止乙二醇等物质冷凝在管道内壁上、产生不安全因素和捕集废气中可能携带的固体颗粒、以保护催化剂;同时通过对乙醛的吸收和解吸使废气中的总烃含量均化，减少由于总烃含量的波动对催化剂床层产生破坏。水的循环量为1一2.6m3/h，当储水罐中的清水因吸收乙二醇达到饱和时，排放送污水处理厂处理，一般15d排放一次。(2)经过均化后的废气再与部分空气混合后，通过空气过滤器，去除废气中粒径大于1}Lm的粉尘、液珠杂质，去除率在99%以上，过滤器由无纺布滤料制成。加人部分空气的作用是降低废气中乙醛的浓度，使之大大低于其爆炸