氯乙烯气柜溢流废水中氯乙烯的回收利用

金川化工有限责任公司(以下简称为金川化工公司)30万t/aPVC产生了大量含氯乙烯废水，部分废水已有相应的氯乙烯回收处理工艺，但还有部分废水粗放式排放，其中的氯乙烯没有被回收利用。因此，为了解决该问题，金川化工公司从优化工艺和装置升级改造两方面入1氯乙烯气柜溢流废水现状剖析1.1氯乙烯气柜溢流废水的来源及特点30万t/aPVC生产装置配置2个氯乙烯气柜，属湿式氯乙烯气柜，一个用于储存氯乙烯，另一个用于回收氯乙烯，容积分别为2500m³和3000m³。氯乙烯气柜主要由立式圆筒形水槽、一个圆筒塔节钟罩、正逆水封、钟罩的导向装置组成的，气柜氯乙烯进出口设计正逆水封。(1)氯乙烯气柜的作用。氯乙烯气柜具有储存、缓冲、稳压、混合作用，用于平衡氯乙烯气体需用量的不均匀性和气体成分不均匀性、生产负荷调整以及紧急停车时氯乙烯物料的回收、局部设备检修时物料的回收以及特定情况下物料的紧急回收等。(2)氯乙烯气柜工作原理。氯乙烯气体管道穿过水槽下部外壁，延伸至钟罩内部水面以上，通过管道(输入和输出共用同一管道)实现气体的输入或排出。当向气柜输送气体时钟罩上升，输出气体时钟罩下降。钟罩依靠导轨和导轮实现升降平衡。氯乙烯气柜工作原理见图1。水封补水水封补水气柜钟罩正水封逆水封氯乙烯气体导轨排空图1氯乙烯气柜工作原理(3)氯乙烯气柜含氯乙烯废水特点。氯乙烯气柜作为氯乙烯生产的关键设备，在氯乙烯生产中属“重大危险源”,气柜环形水槽水的液位高度直接关乎气柜的密封性能，因不同温度条件下氯乙烯在水中的溶解度不同，故气柜水封中溶解有一定量的氯乙烯。同时，由于聚合工序回收气相氯乙烯时可能发生带料的情况，因而气柜溢流水内存在PVC颗粒。按照PVC行业及重大危险源管控要求，氯乙烯气柜水封槽液位和溢流管口位置持平，防止气柜氯乙烯因水封槽缺水导致氯乙烯外逸。气柜水封槽溢流口为常开溢流，在氯乙烯气柜钟罩上下升降过程中，封不结冻，需在水封槽中通入蒸汽加热，蒸汽管道内冷凝水进入水封氯乙烯气柜与系统开停同步运行，除了年度大修，气柜基本都处于运行状态。氯乙烯气柜环形水槽中的溢流水基本恒定，约0.8m³/h,运行时间每年按8000h计算，2个氯乙烯气柜共产生废水约12800m³/a,废水量较大，因此须采取必要手段回收该部分废1.2氯乙烯气柜溢流水处理工艺现状产废水进入下水井，并没有进行收集回用处理。金川化工公司PVC系统2个氯乙烯气柜溢流水均是如此，存在的问题如下。问题一：气柜溢流水未单独设计收集和处理工艺，经长期跟踪检大的安全隐患。2氯乙烯气柜溢流水处理工艺技术改进2.1氯乙烯气柜溢流水“密闭收集输送+汽提”技术的研究与应用2.1.1行业内常规处理方式的分析水、废气的治理，一些PVC生产企业开始尝试收集处理氯乙烯气柜溢流废水，如陕西北元化工集团股份有限公司、包头海平面高分子工业有限公司等，该企业将气柜溢流水敞口收集至储槽，然后输送至废水汽提装置进行回收处理。虽进行汽提回收处理，但存在两点共性问题：①溢流水敞口收集，现场环境没有得到根本改善，还是存在安全风险；②敞口收集造成空气中的氧气会溶解到废水中，进入废水处理装置后因含氧量超标，收集的氯乙烯无法回用至生产装置。这是因为氧对聚合体系有诸多影响：①氧分与氯乙烯单体混合后进入聚合物，使聚合影响PVC树脂颗粒的尺寸。③氧能引入对热不安定的基团，该基团是后加工工序PVC变色的来源。④氧的存在减小PVC树脂的孔隙度。基于以上原因，气柜溢流水在进入废水汽提处理装置前，必须密闭收集，采取有效的除氧措施，确保氯乙烯废水中脱除的氯乙烯氧含2.1.2“密闭收集输送+汽提”技术的研究(1)工艺路线的确定。由于氯乙烯气柜溢流水中含有极少量的PVC颗粒，因而须将其和氯乙烯废碱分别单独处理。研究确定氯乙烯气柜溢流水首先进入密闭收集装置，装置内设置证液位稳定。其中储存的溢流水经输送泵密闭输送至聚合废水汽提装置进行汽提，脱除的氯乙烯则回收至氯乙烯气柜。具体工艺：增加氯乙烯气柜溢流水密闭收集装置，将气柜环形水槽中的溢流水、正水封和逆水封排水密闭收集至废水收集罐，达到一用废水汽提方式回收废水中的氯乙烯，汽提出的氯乙烯回至前氯乙烯气柜，经汽提处理后的废水送入离心母液池，最终输送至离心母液处理装置进行处理。气柜水封槽溢流水处理工艺流程见图2。逆水封氮气至地沟⑫放空图2气柜水封槽溢流水处理工艺流程氯乙烯气柜溢流水密闭收集回用装置包括气柜溢流水收集罐(含加热盘管、挡板)、自动阀、压力表、液位计、U形弯、氮气及废水液管伴热、气柜进口管道排水管伴热、废水输送管伴热及溢流水罐加道及废水汽提塔塔板。3氯乙烯气柜溢流水“密闭收集输送+汽提”技术应用效果3.1气柜溢流水中氯乙烯可回用于生产系统基于氯乙烯气柜溢流水中含有饱和氯乙烯特质，氯乙烯气柜溢流水采用“密闭收集输送+汽提”技术，有效保证了脱除氯乙烯的氧含量增效。另外，攻克了氯乙烯气柜水封槽溢流液中所含的氯乙烯无法回3.2气柜溢流水氯乙烯回收后达到了安全环保该技术成果在30万t/aPVC系统应用后，将氯乙烯气柜溢流水中的氯乙烯进行回收，使氯乙烯气柜周边环境得到明显产界区生产废水经过的地沟、下水井、地下管网及污水处理站等低洼地带不存在氯乙烯富集超标现象，无论从成本管理、现场环境、控制指标等方面均有显著成效。解决了原有工艺氯乙烯气柜溢流水氯乙烯气柜溢流水密闭单独处理、气柜溢流水中氯乙烯脱除并回用，不但消到安全、环保双重收益。4气柜溢流水单独回收技术经济效益30万t/aPVC年2台氯乙烯气柜溢流水按每台0.8m³/h,系统运行时间按8000h,产生含氯乙烯废水量为12800m³/a。(1)25℃时氯乙烯在水中的溶解度约0.87%,回收率按