乙二醇化工企业硝酸回收改造及其效益分析

巩伟锋

(阳煤集团寿阳化工有限责任公司，山西 寿阳 045400)

1 概述

阳煤集团寿阳化工有限责任公司一期年产20万t乙二醇项目，主要由水处理装置、锅炉装置、空分装置、煤浆制和气化装置、粗煤气变换、煤气净化装置、草酸二甲酯合成、精馏装置以及乙二醇合成、精馏等装置组成。其中草酸二甲酯合成工段为项目提供符合纯度要求的草酸二甲酯。

2 存在问题

寿阳化工草酸二甲酯合成工段因产出的高浓盐废水在废水工段无法得到有效处理，给公司带来了很大的环保压力。2017年8月份合成中心对四硝酸还原反应器进行了小部分改造，原四台并联硝酸还原反应器改造为两台并联后塔釜出液送至另外两台硝酸还原反应器，改造后的硝酸还原反应器虽在一定程度上降低了硝酸消耗，但硝酸还原反应器出口硝酸浓度仍维持在1.49%左右，大量硝酸仍需送至碱处理工序加碱中和。仍存在如下两点问题：1) 硝酸转化率不够，大量硝酸未参与反应只能与碱液中和，造成硝酸、碱液浪费；2) 中和后的废液盐含量高，造成废水处理困难。

3 改造方案

为彻底解决草酸二甲酯工段的高浓盐废水无法得到有效处理的问题，合成中心提出了硝酸回收改造利用项目。该项目将来自硝酸还原反应器排出的含醇废液送入硝酸浓缩塔给料罐进行缓冲后，由硝酸浓缩塔给料泵送硝酸浓缩塔进料。

硝酸浓缩塔为负压精馏塔。送入硝酸浓缩塔的含醇废液中的硝酸在塔釜被提浓到10%～15%后送入稀硝酸储罐。稀硝酸通过稀硝酸泵加压后重新送回到硝酸还原反应器参与反应。硝酸浓缩塔顶部分离除去硝酸的含醇水溶液送至甲醇脱水塔进行分离。因该股废水中硝酸全部得到了回收利用，故无需加碱处理该股废水，可直接送污水进行后续处理。使困扰公司的合成废水问题彻底得到了解决。因硝酸的回收使用，合成中心减少了部分浓硝酸和液碱的用量，降低了公司的乙二醇生产成本，给公司带来了一定的经济效益。

原设计流程以及硝酸回收改造流程如第121页图1、图2所示。

4 操作要点

1) 该改造方案主要在装置大修时留预留口，装置完成后投入使用。

2) 硝酸浓缩为物理精馏，在真空条件下，降低硝酸沸点后进行精馏，但要严格控制塔釜温度以及塔顶回流液中甲醇的含量，一般情况下采用脱盐水作为回流液使用，如硝酸浓缩塔釜温度过高并有甲醇存在时会在塔釜大量产生硝酸甲酯，给系统带来一定的安全隐患。

3) 作为负压精馏装置，控制塔釜压力稳定，是浓缩塔平稳生产的重要条件。

图1 改造后简图

图2 改造前简图

5 方案投资及效益分析

5.1 方案投资

硝酸浓缩合计投资约1 906万元，占地面积约110 m2。

5.2 改造后效益分析

硝酸回收改造项目自2019年9月8日正式投用，截止到11月26日7:00，已为公司节省约470.2万元，预计年节收益约2 107.2万元(2 405.5元/h)。改造后，因回收硝酸，降低碱液消耗，产生收益2 405.5元/h，新增成本 726.533元/h，年产生纯利润1 470.7万元。

6 结语

增加硝酸浓缩装置后，硝酸还原反应器塔釜硝酸全部得到了回收再利用，彻底解决了高浓盐废水难处理的问题，并创造了一定的经济效益。整体达到了安全环保、节约成本的目的。