何钢
(四川能投化学新材料有限公司,四川 南充637939)
[摘 要]四川能投化学新材料有限公司1 000 kt/a精对苯二甲酸(PTA)装置采用美国英威达(INVISTA)工艺(P7工艺包),经过近4 a的运行摸索与总结,对INVISTA工艺逐渐掌握,基于PTA装置生产废水来源及特点,结合能投化学PTA装置生产废水处理及回收利用的实际,分析与探讨膜分离、气浮除油、 酸析、厌氧-好氧、膜生物反应等废水处理及回收利用技术的原理、特点,通过多种废水处理及回收利用技术在PTA装置的应用逐渐减少了连续和间断排放废水总量,并通过PTA装置溶剂回收系统及水平衡综合循环利用,减少了脱盐水补充量和外排废水总量。同时,结合应用实践提出PTA装置生产废水处理优化思路,并强调保证污水处理系统与PTA装置的稳定运行、持续技术创新对于减少废水排放量的重要性。
[关键词]PTA装置;生产废水;有机物来源;处理技术;回收利用技术;操作优化;技术改进
[中图分类号]X703.1 [文献标志码]B [文章编号]1004-9932(2024)03-0077-04
0 引 言
四川能投化学新材料有限公司(简称能投化学)2019年对原四川晟达化学新材料有限责任公司已建成的1 000 kt/a精对苯二甲酸(PTA)装置进行投资和优化改进,以高纯对二甲苯为原料,醋酸为溶剂,醋酸钴、醋酸锰为催化剂,溴化氢为促进剂,空气为氧化剂,在一定的温度和压力下通过氧化反应合成粗对苯二甲酸,然后经加氢精制、结晶、分离洗涤、干燥得到PTA。能投化学PTA装置采用美国英威达(INVISTA)工艺(P7工艺包),其优点主要有技术成熟、溶剂损失小、能有效控制结晶粒径的大小、产品色相好且质量稳定,属于当时国内比较先进的PTA生产工艺;但其缺点也比较明显,需高温高压、加氢精制,工艺流程相对复杂,一次性投资高,生产废水多。
PTA生产中会产生大量的有机废水,经过近4 a的运行摸索与总结,能投化学对INVISTA工艺逐渐掌握,在生产废水排放方面,通过多种废水处理及回收利用技术的应用逐渐减少了连续和间断排放废水总量,并通过PTA装置溶剂回收系统及水平衡综合循环利用,减少了脱盐水补充量,同时废水经过后端污水处理系统生化单元处理后部分中水回用,大大减少了外排废水总量。以下对有关情况作一分析与探讨。
1 PTA装置生产废水处理概况
PTA装置生产中产生的有机废水成分复杂,主要含有微量的对二甲苯(PX)、对甲基苯甲酸(PT酸)、苯甲酸、醋酸、TA(对苯二甲酸)粉料、钠盐(如苯甲酸钠)等,直接排放会对生态、土壤和水体环境造成严重污染,且废水中的有机成分浪费严重。为此,能投化学通过设置TA沉淀池对连续排放废水沉淀以回收TA、催化剂回收单元(R2R)水相回收催化剂以及溶剂系统回收醋酸等先进的工艺技术处理废水后,再通过后续污水的物化、生化处理,分解/消除废水中的有机污染成分及有害物质,部分处理后的废水实现中水回用,节约了水资源,且外排废水实现达标排放,减轻了环境污染。
2 PTA装置生产废水来源
对二甲苯(PX)催化氧化反应生成对苯二甲酸(PTA)的过程中会产生大量的水,PTA装置生产废水的来源主要有如下几个方面。
1)催化氧化反应生成的水,经热量回收、高压塔吸收、溶剂塔回收处理后,一部分作为加氢精制的打浆水回收利用,一部分作为精制母液冷却塔的喷淋水,还有一部分作为氧化尾气洗涤塔的喷淋水,前两部分水最终汇合成为主要的连续排放废水,流量约300~350 m3/h,是PTA装置排放废水的最大组成部分。连续排放废水的特点为,呈酸性,主要含有少量的TA粉料、PT酸、醋酸以及微量的甲醇、丙醇、乙酸甲酯、有机物等,废水COD平均在(2 000~4 000)×10-6,其处理相对较容易。
2)氧化系统过滤机正常碱洗废水、精制系统压滤机正常碱洗废水、氧化尾气洗涤塔洗涤水、各种设备正常碱洗水、初期雨水、临时冲洗水等,构成PTA装置主要的间断排放废水(送污水处理系统),其流量约50~100 m3/h。这部分间断排放废水的特点为,
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