稀硫铵液浓缩预处理系统及方法与流程

本发明属于石油化工技术领域，采用真空过滤分离技术预处理丙烯腈工业生产中含有催化剂颗粒的稀硫铵溶液，脱除稀硫铵溶液中的废催化剂颗粒，提高稀硫铵溶液品质，并降低废催化剂在掩埋处理或焚烧过程中对环境造成的污染。

背景技术：

丙烯腈是一种重要的有机化工原料，一般采用丙烯或丙烷氨氧化方法生产，丙烯或丙烷、氨和氧通过流化床反应器中的催化剂生成丙烯腈及副产物乙腈、氢氰酸等，再从流化床反应器进入回收和精制系统分离纯化丙烯腈和副产物。该反应过程中存在一些未反应的氨，它与反应产物中的丙烯腈、乙腈等反应生成高沸点化合物，不仅导致目标产物丙烯腈的损失，而且会导致后系统的堵塞，影响装置运行周期。因此，必须从反应气体中把未反应氨分离出去。

对于丙烯腈生产过程中未反应氨的去除，大多采用酸洗生成铵盐的方法。目前实际生产过程中，多采用硫酸与氨反应生成硫酸铵的方法去除未反应氨，而得到的含催化剂的稀硫铵溶液通常采用如图1所示的预处理方法，将含催化剂的稀硫铵液在沉降装置(6)中通过重力使其自然沉降，定期人工清理沉降下来的淤积物，装入收集车(5)。产生的气体通过洗涤器(3)后排入大气中，沉降后的液体通过回收液泵(4)进入清液槽(1)收集，然后通过清液泵(2)进入到急冷塔循环使用。虽然此种处理方法简单，设备投资少，但是在处理过程中，溶液中溶解的少量有机物为有毒有害物质，操作中有毒废液易挥发至空气中，造成环境污染；而且溶液分离不彻底，在长期人工清除淤积物的过程中，对身体健康易造成极大危害；且难以实现废液处理的连续 化操作。因此，亟需一种新的稀硫铵液浓缩预处理系统及方法来解决上述问题。

技术实现要素：

为了解决现有的稀硫铵液浓缩预处理方法对环境的污染、影响工人的人身健康并无法连续化操作的问题，本发明采用真空过滤技术分离含催化剂的稀硫铵液，在增加一定的设备投资费用和运行成本的条件下，可有效解决上述问题。

本发明的一方面提供了一种稀硫铵液浓缩预处理系统，包括：

悬浮沉降装置，该悬浮沉降装置的上部加入絮凝剂使聚合物凝结，并且将凝结的聚合物搅拌成悬浮状，从所述悬浮沉降装置的下部将絮状聚合物送至真空过滤系统；

真空过滤系统，该真空过滤系统将从所述悬浮沉降装置送出的所述絮状聚合物分离；

固体收集装置，该固体收集装置收集由所述真空过滤系统分离出的固体；

分离装置，该分离装置将由所述真空过滤系统分离出的气体和液体分离，并将所述气体送至洗涤装置，将所述液体送至液体收集装置；

洗涤装置，该洗涤装置吸收从所述分离装置送出的挥发性气体，然后排入大气；

液体收集装置，该液体收集装置将从所述分离装置送出的液体收集，并循环回急冷塔使用。

在本发明的一个实施例中，所述悬浮沉降装置还包括手动调节系统，该手动调节系统控制所述悬浮沉降装置的液位，并当所述絮状聚合物过多而溢流时，通过测定所述絮状聚合物的含量以控制所述絮凝剂的加入量。在本发明的一个优选实施例中，所述手动调节系统还具有防固体物积聚及冲洗的措施。

在本发明的一个实施例中，所述悬浮沉降装置还进一步包括沉降装置底泵，该沉降装置底泵将所述絮状聚合物从所述悬浮沉降装置的下部送至真空过滤系统。

在本发明的一个实施例中，所述真空过滤系统装配有故障报警、联锁和控制装置中的至少一种。

在本发明的另一个实施例中，所述真空过滤系统为真空过滤机。优选地，所述真空过滤机为带式真空过滤机。

在本发明的一个实施例中，所述分离装置为真空泵分离罐。

在本发明的一个实施例中，所述分离装置还包括回收液泵，该回收液泵将由所述分离装置分离出的液体送至所述液体收集装置。

在本发明的另一个实施例中，所述分离装置还包括真空泵，该真空泵将由所述分离装置分离出的气体送至所述洗涤装置。

在本发明的一个实施例中，所述洗涤装置通过低温洗涤水吸收从所述分离装置送出的挥发性气体。

在本发明的另一个实施例中，所述洗涤装置装有瓷质填料。

在本发明的一个实施例中，所述液体分离装置还包括液体泵，该液体泵将所述液体收集装置中的液体送至急冷塔循环使用。

本发明的另一个方面提供了一种稀硫铵液浓缩预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)向悬浮沉降装置中的含有聚合物和催化剂颗粒的待处理的稀硫铵液中加入絮凝剂使聚合物凝结，经搅拌获得絮状聚合物并进入过滤 系统；

2)通过所述过滤系统将所述絮状聚合物中的固体分离并收集；

3)通过分离系统将过滤絮状聚合物后的液体和产生的气体分离，分离后的所述液体收集并循环回急冷塔使用；

4)将分离后的所述气体通过洗涤系统洗涤后，排入大气。

在本发明的另一个实施例中，每隔6-8小时向所述待处理的稀硫铵液中加入所述絮凝剂，所述絮凝剂的流入速率根据所述聚合物的量调节。

在本发明的又一个实施例中，所述絮状聚合物的停留时间为5-15分钟，以确定罐容和搅拌强度。根据不同的絮凝剂规格确定停留时间，不小于5分钟是为了溶液中的有机物充分絮凝以便于分离，不大于15分钟是为了设备不宜做的过大。

在本发明的一个实施例中，在所述过滤系统中，将含所述催化剂和所述絮状聚合物的溶液均匀喷洒在所述过滤系统的滤布上，在真空作用下，通过所述滤布过滤后的液体进入所述过滤系统的液体收集室，而所述催化剂和所述聚合物被吸附在所述滤布上，随所述滤布转动至卸料区域被刮片清除在收集车中，所述滤布经洗涤水反冲再生后循环回用，所述冲洗水自流进入所述悬浮沉降装置中。

在本发明的一个实施例中，所述分离系统为真空泵分离罐，该真空泵分离罐的压力维持在50-55kPa的真空度，分离后的气体进入所述洗涤系统，分离后的液体送回急冷塔。

在本发明的一个实施例中，所述洗涤系统采用0-5℃低温水洗涤来自分离系统的气体，并装有瓷质填料以保证气液充分反应。

发明的有益效果

在本发明中，来自丙烯腈装置待处理的稀硫铵液中含有水、硫铵、聚合物、以及少量的丙烯腈、氰化物和催化剂细颗粒，其中稀硫铵浓度为15％左右。溶液直接进入悬浮沉降装置上部，在悬浮沉降装置上部通过加入化学品絮凝剂使聚合物凝结，并搅拌成悬浮状，溶液流入下段用泵送往真空过滤系统；催化剂颗粒和絮状聚合物在过滤系统被分离出来装车处理；过滤后的清液和产生的气体进入真空泵分离罐；罐内的清液经回收液泵送往清液槽，由清液泵送出界外。悬浮沉降装置、真空过滤机和真空泵出口的有毒气体送往气体洗涤器，用来自装置内的低温水喷淋洗涤，吸收其中的挥发性有机气体，达标后排入大气。

本发明提供一套处理含催化剂稀硫铵液的连续化操作工艺，其过程包括：稀硫铵液中聚合物的絮凝、废催化剂的真空分离、过滤部件的冲洗再生、有机挥发气体的洗涤以及真空过滤系统。本发明采用真空分离含催化剂的稀硫铵液，虽然一次性投资费用较高，但是实现了处理废催化剂的连续化操作，既减少了对环境的污染，又保护了工人的人身健康。

附图说明

图1示出现有的稀硫铵液浓缩预处理系统和方法。

图2示出本发明的稀硫铵液的真空浓缩预处理系统和方法。

附图标记

1 清液槽

2 清液泵

3 洗涤器

4 回收液泵

5 收集车

6 沉降装置

7 真空过滤机

8 真空泵

9 真空泵分离罐

10 悬浮沉降装置

11 沉降装置底泵

具体实施方式

下面结合附图和实施例，详细描述本发明。

来自装置内含有聚合物和催化剂颗粒的稀硫铵液经流量计计量后进入悬浮沉降装置(10)，悬浮沉降装置分上下两部分，每班(6～8小时)在上部悬浮区定量加入化学品絮凝剂，在悬浮区搅拌使聚合物絮凝悬浮；根据计算聚合物的量调节化学品的流入速率；由停留时间5～15分钟确定罐容和搅拌强度；悬浮液在中部通过连通管进入下部沉降区，由沉降装置底泵(11)送入真空过滤机(7)。

悬浮沉降装置(10)装配有一套手动调节系统来控制悬浮沉降装置(10)的液位，且液位调节系统设计有防固体物积聚及冲洗的措施；在絮状聚合物过多时从悬浮段的上面溢流，并且需要测定废液中悬浮物的含量以控制凝聚剂的加入量。

真空过滤机(7)的吸附过滤过程在一个封闭的系统内完成：含催化剂和絮凝物的溶液均匀喷洒在过滤机的滤布上，在真空的作用下，清液通过滤布进入过滤机的液体收集室；而催化剂与聚合物被吸附在滤布上，随滤布转动至卸料区域被刮片清除在收集车(5)中；滤布经洗涤水反冲再生后循环回用；冲洗水自流进入悬浮沉降装置(10)。

真空过滤机(7)选用带式，过滤机的喷料、卸料、清洗等均为连续运行，自动控制，无需专人操作；卸料盘和刮刀板能有效清除颗粒物与聚合物以减少冲洗水用量；滤布再生彻底，保证滤布的循环使用；本发明选用的高强度化纤织物及过滤机中和物料接触的部件材料能与 物料相匹配；过滤机设有各种故障报警、联锁和控制装置，以保护运行；由于真空的作用，有毒溶液流经区域的滤布与液体收集盘贴合紧密，不会使有机气体泄漏至大气环境中。

挥发性气体和清液一起被真空泵(8)由收集室抽吸进入真空泵分离罐(9)，分离罐内的压力由真空泵(8)维持在52KPa的真空度，罐内的气相经真空泵升压送往清液槽(1)顶部的洗涤器(3)，浃带有机溶液雾沫的气体被来自界区外的低温洗涤水洗涤达标后排入大气；清液在真空泵分离罐(9)的下部由回收液泵(4)送至清液槽(1)，然后由清液泵(2)送至系统回用。

真空泵(8)一开一备，其连续运行以供真空过滤机(7)维持真空度，并把抽吸出的有毒有害气体送往洗涤器(3)洗涤；真空泵分离罐(9)有足够的分离高度确保气液分离，在气相出口设有丝网除沫器拦截雾沫，分离罐(9)设有远传液位监控，防止因过滤机(7)堵塞而造成回收液泵(4)的抽空。

来自真空过滤机(7)、真空泵(8)、悬浮沉降装置(10)及清液槽(1)的气体进入气体洗涤器(3)；由于吸收气体中含有毒有机物质，吸收水采用来自装置内的4℃低温水以增强吸收能力；洗涤器(3)的内部装有一定高度的瓷质填料，吸收后的气体从气体洗涤器(7)上部放空，排放气体严格执行大气污染物综合排放标准。气体洗涤器(3)下部吸收水自流进入清液槽(1)，并由清液泵(2)送往系统回用。

在如图1所示的现有的稀硫铵液浓缩预处理系统中，进入悬浮沉降装置的稀硫铵溶液中含不溶性有机物。

在如图2所示的本发明的稀硫铵液浓缩预处理系统中，采用真空分离含催化剂的稀硫铵液。

本发明的稀硫铵液浓缩预处理系统与现有的稀硫铵液浓缩预处理系统中释放源的有机气体排放量以及分离后干催化剂含水量的比较：

从上述对照表可以看出，本发明中有机气体排放量接近于零排放，分离后的干催化剂中液体的百分含量为0.5～1％比现有技术中的3～5％低。与现有技术相比，本发明采用真空分离含催化剂的稀硫铵液，实现了处理废催化剂的连续化操作，既减少了对环境的污染，又保护了工人的人身健康。

本发明提出的稀硫铵液浓缩预处理系统和方法已通过良好的例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本发明所属的结构和技术方法进行改动或适当变更与组合来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。