毕业设计 正文 王杰

1 大孔吸附树脂处理炼油碱渣技术大孔吸附树脂处理炼油碱渣技术 摘要 摘要 碱渣主要来源于石油产品的油品精制 碱渣组成复杂 除游离碱外 还含 有环烷酸 酚 中性油以及硫化物等 其 COD 值可达几万到几十万 由于缺乏 理想的处理方法 目前仅做初步处理后排至污水场 碱渣污染物毒性大 浓度 高 直接排放到炼厂的综合污水处理系统会严重影响污水处理场正常运行 大 大降低污水处理达标率 增加污水处理运行费用 该项目利用大孔树脂吸附技 术和微电解原理 采用自行研制的 DRH 类树脂 发明专利 CN1142485A 吸附 碱渣中的酚类物质 可重复使用再生 微电解技术依靠原电池的作用 使污水 中的某些污染物经还原和氧化而去除 关键词关键词 大孔吸附树脂 处理炼油碱渣技术 前言 碱渣主要来源于石油产品的油品精制 因精制工艺和被精制油品的性质及 产量的不同 碱渣的性质各异 碱渣组成复杂 除游离碱外 还含有环烷酸 酚 中性油以及硫化物等 其 COD 值可达几万到几十万 国内炼油厂碱渣年产 量约30万吨 由于缺乏理想的处理方法 目前仅做初步处理后排至污水场 碱 渣污染物毒性大 浓度高 直接排放到炼厂的综合污水处理系统会严重影响污 水处理场正常运行 大大降低污水处理达标率 增加污水处理运行费用 国内开发的其他碱渣处理技术 以期最大限度地回收碱渣中的酚 降低处 理后污水中的有毒物质 但均未取得突破性进展 由于发达国家采用全加氢炼 油工艺 不存在或很少有碱渣产生 而且大多对碱渣采用集中处理的办法 而 根据我国国情采用此方法在目前一个相当长的阶段不现实 随着国家环境保护 法律法规的逐步健全以及执法力度的逐步加大 开发具有我国自主知识产权的 炼油碱渣处理技术 以减轻它对环境造成的危害 对国内以及发展中国家炼油 行业的污水处理具有深远的意义 推广前景良好 2 由环保科技有限公司与大学环境工程联合开发的炼油碱渣处理技术 是典 型的产 学 研联合创新项目 该项目利用大孔树脂吸附技术和微电解原理 采用我们自行研制的 DRH 类树脂 发明专利 CN1142485A 吸附碱渣中的酚类 物质 可重复使用再生 微电解技术依靠原电池的作用 使污水中的某些污染 物经还原和氧化而去除 该课题自1997年开始进行研究 目前已完成了全国炼 油系统碱渣处理现状调研 碱渣处理技术试验研究小试 确定碱渣总体处理流 程 在小试基础上确定碱渣处理工业试验装置设计参数 工业试验装置设计 建设等工作 目前国内对常一 二 三线及催化碱渣的处理工艺如下 目前国内对常一 二 三线及催化碱渣的处理工艺如下 1 1 常一 二 三线碱渣常一 二 三线碱渣 1 11 1 硫酸酸化法 硫酸酸化法 1 21 2 二氧化碳酸化法 二氧化碳酸化法 2 2 催化碱渣 催化碱渣 催化碱渣目前较好的工艺是 3 上述处理工艺排放的废水仍含有很高浓度的 COD 酚等 虽然限量流入污 水处理场 仍影响污水处理场的处理效果 并且腐蚀管线 国内正在或已经开 发的碱渣处理技术 以期最大限度地回收碱渣中的环烷酸 酚 降低处理后废 水中的有害物质 但均未取得突破性进展 2 12 1 创新内容 创新内容 利用对酚具有特效吸附能力的大孔吸附树脂和微电解工艺 结合炼油厂各 类碱渣的特点 在优化条件下处理碱渣 最大限度地回收碱渣中的酚 环烷酸 降低处理后废水中的有害物质 消除该废渣对污水处理场的冲击影响 炼油碱渣处理技术开发的主要内容包括以下三个方面 常一 二 三线 碱渣处理小试 工业试验研究 催化碱渣处理小试 工业试验研究 混合 碱渣处理工业 试验研究 本项目创新内容主要是利用对酚具有特效吸附能力的大孔吸附 树脂和微电解工艺 结合炼油厂各类碱渣的特点 在优化工艺操作条件下处理 碱渣 最大限度地回收碱渣中的酚 降低处理后污水中的有害物质 消除该废 渣对炼油厂终端污水处理厂的冲击 2 22 2 主要技术内容及基础原理 主要技术内容及基础原理 炼油碱渣处理系统工艺流程见图1 由酸化处理单元来的柴油碱渣废水和汽油碱渣废水混合后进入烟煤吸附滤 池 滤后的废水用泵打入铁屑微电解塔 电解后的出水进入第一缓冲槽 用泵 抽出送入净化塔 在泵前分别加入 NaOH 溶液和高分子絮凝剂 控制 PH 8 5 经沉淀后的上清液和污泥分别经微孔过滤机过滤后进入第二缓冲槽 在此将废 水调至 PH 6 7 然后用泵打入树脂吸附塔 树脂吸附后的水直接流入炼厂污水 处理场 吸附饱和后的树脂用碱再生 再生后的树脂继续用于吸附 解吸下来 的酚液经储槽用泵送到蒸发器蒸发浓缩到碱浓度为30 然后排入浓缩液储槽 最后将其送到催汽碱渣储槽 和汽油碱渣一起酸化分离出粗酚 4 3 3 主要技术创新点论述 主要技术创新点论述 3 13 1 烟煤吸附技术 烟煤吸附技术 利用烟煤对碱渣中有机物的吸附性去除其中的 COD 特别是去除有机酸类 和长链烃类 另外可利用烟煤过滤去除酸化碱渣中的部分悬浮物 并使 Na2SO4 能全部结晶出来 避免对后续污水处理产生影响 且吸附后的烟煤能直接做燃 料 通过燃烧将有害物质处理掉 避免产生二次污染 烟煤处理汽油及柴油碱 渣废水的效果见表1 表1 烟煤处理汽油及柴油碱渣废水的效果 名 称 PH 进口 CODmg l出口 CODmg lCOD 去除率 柴渣废水 2 5532783081842 2 柴渣废水 2 5358002370033 8 汽渣废水 3 0357842238737 5 汽渣废水 3 0410002660035 1 烟煤吸附去除率 一般为30 35 左右 饱和吸附容量 q 在9 5 11 9 COD 之间 吸附平衡时间 t 一般为4小时 3 23 2 铁屑微电解 铁屑微电解 混凝沉淀混凝沉淀 本技术去除废水中污染物的原理在于 废水中的含氮化合物在还原气氛 中可形成不溶性化合物而除去 废水中的硫化物可和 Fe2 形成 FeS 沉淀而去 除 在加碱中和过程中新生态的氢氧化铁可吸附其中部分有机化合物而去除 利用铁屑中和废水中的酸而使 PH 值上升 经中和絮凝沉降 过滤可使水中 5 悬浮物充分去除 便于后续的树脂处理 铁屑微电解 混凝沉淀的处理效果见 表2 表2 铁屑微电解 混凝沉淀的处理效果 处 理 前处 理 后 类 别 PHCODmg lPH 酚 mg l CODmg l COD 去 除率 备 注 2 5532788 3 3117041 5 柴渣废水 2 0250008 5 1595036 2 2 0358008 276502127040 6 汽渣废水 3 0410008 581002243045 3 3 0324608 059101810044 2 混合废水 经 烟煤吸附后 3 5194108 341301240036 1 加 0 3mg l 分子 量600 万的阴 离子型 聚丙烯 酰胺做 絮凝剂 铁屑微电解 混凝沉淀处理单元去除率 稳定在36 44 左右 铁屑内解 后出水 PH 一般在5 5 6 5之间 经微孔过滤后 出水悬浮物含量在10mg L 以下 3 33 3 大孔吸附树脂处理技术 大孔吸附树脂处理技术 本研究选用的 DRN 型大孔吸附树脂 以苯乙烯 二乙烯苯为骨架 经氯甲 基化后交联而成 该树脂对酚和硫化物均有较好的吸附效果 在催汽碱渣废水 含酚量为6000 8000mg L 时 树脂吸附量 q 为100 120mg ml 出水酚浓度 100mg L 废水中的硫酸盐及硫化物对树脂的吸附没有影响 并可用碱再生重 复使用 再生液经浓缩后 回酸化可以回收酚 大孔吸附树脂处理碱渣废水效 果见表3 表3 大孔吸附树脂处理碱渣废水效果 混凝沉降后出水树脂处理后出水 类别 PH 酚 mg l CODmg l 进树脂 塔前 PH PHCODmg l 酚 COD 去 除率 6 mg l 8 0 5910181006 06 3 39505278 2 沧炼混合碱 渣废水 8 3 4130124006 56 8 25703579 3 8 0 360095206 06 5 9804589 7 胜利炼厂混 合碱渣废水 8 3 281071306 56 9 5104092 8 碱渣废水经混凝沉淀后 主要污染物是酚 这里充分利用了大孔吸附树脂脱 酚性能 酚去除率为98 99 不仅能保证碱渣废水 COD PH 及酚等各项指标满 足预期要求 还可回收酚 4 4 性能指标比较 性能指标比较 对于碱渣废水 由于其 COD 浓度很高且含有很多影响生化处理系统正常运 行的有害物质 会对后续污水处理场造成冲击 严重影响出水水质 国内外多 年来一直在寻找有效处理该废水的途径 国内已经采用或研究过的方法有柴油 碱渣废水的混凝沉淀 厌氧法和萃取法 催汽碱渣废水的酸化萃取 磺化煤脱 酚 SBR 生化法及中和 气浮 机械过滤组合等技术 但总体看均存在不同的 问题而难以运行 且出水 COD 远远高于我们所开发的新碱渣处理技术 从装置 运行费用上来看 其他方法吨碱渣废水处理成本均高于50元 RMB 而大孔树脂 吸附法处理吨碱渣净收益为70元 RMB 表4 项目实施前后技术指标对比情况 项 目 实 施 前项 目 实 施 后 出水 COD 70000 200000mg l3000 5000mg l 出水挥发酚 5000 10000mg l0 100mg l 回收产品质量 提高了产品数量及质量 终端污水处理设施经常冲击正常运行不受影响 达标率提高 综合污水处理费用高有所降低 7 5 5 微电解和树脂处理工艺简介 微电解和树脂处理工艺简介 在该碱渣处理路线中主要采用了树脂吸附技术和微电解技术 树脂吸附技 术 中采用的树脂为 DRH 类树脂 该树脂是发明者历经多年研究的结果 树脂以苯 乙烯 二乙烯苯为骨架 经后交联等步骤形成的 该树脂的特点是 吸酚量大 其在废水浓度为6000mg l 酚时 吸酚量可达120kg m3 强度高 丙酮 水溶液 中膨胀收缩50次 强度为95 以上 可重复使用再生 以在国内多家工厂应用 微电解技术是依靠原电池的作用 使废水中某些物质经还原和氧化而去除 其操作方便 运行成本低 染料 印染行业已得到较广泛的应用 6 6 结论 结论 1 使用本研究拟订的技术路线处理碱渣 处理后的污水中酚含量小于 100mg l COD 浓度3000 5000mg l 能满足炼油系统污水处理场的进水指标要 求 其中酚回收率在95 以上 2 理吨碱渣效益显著 目前 碱渣经初步处理直接排入污水场吨碱渣处理 费用约15元 利用本研究技术比现有工艺处理吨碱渣可增收节资70元 国内炼 厂均采用此技术后 年增收节资可达2100万元以上 具有较好的经济效益 3 利用该技术碱渣得到有效处理后 国内炼油厂年 COD 去除量为28500吨以 上 将大大改善污水处理场的运行条件 为炼厂排水各项污染指标达标奠定了 基础 因此具有良好的环境效益 附 相关图片 8 油品储运系统油品储运系统 动力系统动力系统 9 碱渣处理装置碱渣处理装置 碱渣处理装置分别处理三类碱渣 直馏柴油碱渣 催化汽油碱渣和液态烃碱 渣 直馏柴油碱渣通过与硫酸发生中和反应 回收其中的环烷酸 同时产生酸 性水 催化汽油碱渣和液态烃碱渣经过高温脱臭氧化处理 回收其中的粗酚后 并将所产生的碱性水与直柴碱渣处理所产生的酸性水中和后排入污水处理场 达到化害为利 综合治理的目的 7 7 认识总结 认识总结 10 7 1 对岗位实践过程的认识对岗位实践过程的认识 为了提前了解社会 加强自己素质方面的强化 增强岗位意识和岗位责任 感 最大限度提高其综合素养 于是我按照学校和教育部安培走入生产一线 进行劳动锻炼 顶岗 在定岗的同时 为了能够按时完成我的定岗学习计划 我给自己制定了严 格的实习计划 计划如下 7 月了解公司的概括以及公司的背景文化 接收入厂的 3 级 安全教育 厂级教育 车间教育 班组教育 8 月 认真学习生产装置的简单概括 9 月 初步了解工艺管线的走向 管线内的各种物料 10 月 结合现场 对照流程 学习 PFD 流程简图 11 月 对照设备 学习 PID 流程图 12 月 把流程图与现在的管线一一对应 图上的管线在现场一一对照学习 课余时间跟室内学习 DCS 操作如何控制调节正常生产 岗位工作职责 1 严格按照车间规定 按时巡检 取样 记录保证装置的正常生产 2 做好防冻 防凝的日常检查工作 3 负责车间所有设备的运行状况与参数进行实时监控 配合项目负责人做 好设备运行方式与参数的调整 确保所有设备处于安全 稳定 合理的运行状 态 4 设备出现异常时应及时判断 采取相应措施并及时汇报防止重大生产 设备 安全事故的发生 5 负责设备系统维护 定期检修 盘车 使设备不发生跑 冒 滴 漏 使设备始终处于良好状态 常见问题处理 1 发现有异常气味 管线 阀门泄漏 及时与班长联系 并报上级领导 2 现场突然着火 马上按规定去穿戴防火服 然后组织人员进行现场抢险 3 R501 上部温度高 马上降低预热温度 4 C501 塔压高 马上排不凝气 11 7 2 对专业岗位职责的认识对专业岗位职责的认识 1 为装置一线的生产者 服从车间管理 合理使用设备 认真完成生产任 务 2 负责安全 质量管理 保证质量 安全生产 3 熟悉掌握车间的操作规程 安全防护措施 4 负责班组的卫生清洁工作 5 对班组的产品质量负责 6 协助其他部门完成生产以外的工作 7 3 对理论与实践结合的认识对理论与实践结合的认识 理论与实践是有差距的 这是说理论要随着实践的变化而相应地有所改变 书本上的知识犹如一潭池水 唯有让其动起来 才能发挥其真正的能量 将书 本上有关知识运用到实践中 这样才能得到更强的锻炼 比如书本中 在启动 离心泵时 要关闭出口阀 然后启动离心泵 但是在化工生产中 需要微开出 口阀 然后启动离心泵 然后全开出口阀 当然有很多都和理论上不一样 理 论上讲关闭出口阀是正确的 但是实际操作中微开才是正确的 因为他会造成 泵憋压 所以我们要将理论与实践结合 这样才能完全掌握我们锁学到的技能 7 4 对企业文化的认识对企业文化的认识 打造世界一流的国际化石化企业 并做到几页长青 核心价值观 以人 为本 员工与企业共成长 企业受尊敬 员工受尊敬 是我们永恒的信念 7 5 对所学专业技能应用的认识对所学专业技能应用的认识 通过实习 我们掌握了车间管理 生产技术 工艺过程 使用的工艺设备 产品的技术资料 当然学习这一切离不开我们在学校所学到的专业技能 只有 12 在学校学好专业技能 然后到工厂实习 把所学到的专业技能应用到化工生产 中 7 6 对相关知识的作用的认识对相关知识的作用的认识 在学习装置工艺流程时 在学校学到很多的知识起到了作用 如学习精馏 塔的操作 控制时 有很多基础知识 然后再学习工艺时 就显的比较容易 所以在学校学习课本知识是非常重要的 参考文献参考文献 1 谢克星 李忠编著 甲醇及其衍生物 第一版 北京 化学工业出版社 2002 年 2 房鼎业 姚佩芳 朱炳辰编著 甲醇生产技术及进展 第一版 上海 华东化工学院 出版社 2001 年 3 冯元琦主编 甲醇生产操作问答 第一版 北京 化学工业出版社 2005 年 5 月 4 席文洪主编 惠生工新员工培训资料 2005 年 5 中国氮肥工业协会主办 2004 年全国甲醇及下游产品生产技术 市场及发展研讨论文 集 2004 年 6 宋维端 肖任坚 房鼎业编著 甲醇工业 北京 化学工业出版社 2002 年 7 王桂轮 李成岳 以合成气合成甲醇催化剂及进展 化工进展 2001 年 8 房德仁 李海洋等 近十年甲醇合成技术进展 上海化工 2000 年 9 马兵 我国甲醇工业的现状与未来 现代化工 2000 年 10 魏文德主编 有机原料大全 第二版 北京 虎穴工业出版社 11 李权龙 袁东星 碳纳米管作为吸附剂在环境分析中的应用 A 第二届全国环境化学 学术报告会论文集 C 2004 13 12 温轶 施利毅 方建慧 曹为民 压缩集结碳纳米管电极对活性艳红染料的电催化降解 研究 J 化学学报 2006 05 13 张新荣 姚成漳 王路存 曹勇 戴维林 范康年 吴东 孙予罕 甲醇水蒸气重整制氢的 高效碳纳米管改性 Cu ZnO Al 2O 3 催化剂 J 化学学报 2004 21 14 唐文华 邹洪涛 张艾飞 刘吉平 碳纳米管纯化技术评价与研究进展 J 炭素 2005 03 15 陈灿辉 李红 朱伟 张全新 二茂铁及其与 DNA 复合物的电化学行为 J 物理化学 学报 2005 10 辞谢辞谢 感谢我的导师李河清老