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苦卤化工副生卤的处理与利用

2019-10-23陈世祥

天津化工 2019年5期
关键词:氯化镁氯化钾化工厂

陈世祥

(天津长芦海晶集团有限公司第三分公司,天津300450)

苦卤化工生产或工艺技术改造过程中所衍生出来的液相中间物料统称副生卤,如:分解液、洗涤液、高温盐过滤回收液、二效盐母液、分离盐母液等。其中高温盐过滤回收液、二效盐母液的固液比可达到5%~10%。以海晶集团化工厂为例:分离盐生产过程中每年产生约3.2 万m3的甩后液,其固液比达到50%以上,由于其粘度高、固相颗粒细小,给后期处理带来一定的困难。同时由于缺乏后期处理设施或手段,造成了较大的工艺及经济损失。因此,掌握好合理的副生卤工艺走向以及副生盐的分离方法,不论是在技术还是在效益等层面上都具有实际意义。

1 副生卤的处理与利用

1.1 副生卤夹带副生盐的处理方法

以海晶集团化工厂为例,副生卤夹带有固液比5%~10%的固相盐,原有副生卤的工艺走向是由目前的副生卤槽输送至苦卤池,与苦卤混合后再输送至蒸发工序。输送回苦卤池副生卤夹带副生盐时淤积在苦卤池,由于副生卤具有较高的氯化镁含量而与苦卤中的钠离子产生同离子效应,从而导致大量的氯化钠析出,加重了卤库的淤积,年淤积量约为3000m3,而苦卤池容积约为4500m3,这就造成苦卤池的库容减少。

为此,经过工艺论证,调整为由副生卤槽直接输送至蒸发工序。该项目实施后,可极大的减少原料卤池固相盐的淤积量,从而保证较为稳定的库容,有利于提高氯化钾兑卤工艺的操作质量,同时副生卤中夹带的副生盐通过副生卤槽沉降沉积排出处理后,每年增产二效盐及分离盐共计约3000 m3×1.2t/m3=2250t,产生经济效益60.75 万元。

1.2 分离盐甩后液的处理方法

分离盐生产过程中所产生的母液即分离盐甩后液,由于是白水溶解粗分盐生成,主要成分为氯化镁、硫酸镁、氯化钠和氯化钾,按其成分比例构成,不满足回收条件,无法参与氯化钾工艺循环,以前只能是排弃,不仅损失了甩后液中富含的化学成分,还提高了化工厂循环冷却水浓度,每年还损失地下水1 万m3左右。

1.2.1 压滤分离法

分离盐生产过程中每年产生约3.2 万m3的甩后液,其固液比达到50%以上。由于其粘度高、固相颗粒细小,给后期处理带来一定的困难。为此,可将分离盐甩后液首先集中排放到带有搅拌装置的沉降池中,然后将搅拌均匀的悬浮液进行固液分离,分离方式可采用板框压滤机进行压滤分离。固相盐(主要成分为氯化钠≥80%)包装归垛,依市场情况销售。分离出的液相(浓度≥34.3°Bé),通过化工厂的专用管道输送至化工厂复晒工区二号桥16 号卤库作为副生卤池,通过重力沉降作用,使副生卤中的悬浮的固相盐类充分结晶沉降以得到澄清的副生卤以作为化工生产的原料,该卤库库容约8 万m3,可以满足压滤液年处理能力。

1.2.2 淘洗法

化工厂生产每天衍生蒸发水量约1000m3,这部分水量包括氯化钾和氯化镁生产过程中产生的蒸发水量,经过地下管网汇总后进入晾水池成为工艺冷却水的一部分。由于晾水池的水经由混合冷凝器和刷罐等操作不断地循环利用,水中化学物质组分含量越来越高,进而形成具有一定浓度的轻度副生卤水,水质成分如表1。

表1 轻度副生卤水组分

分离盐生产由于采用的是水洗涤工艺,该工艺运行中所产生的母液即分离盐甩后液,若不经处理而直接排入凉水池,不但增加了凉水池处理负荷,同时也提高了循环冷却水浓度,降低了工艺冷却效率。为能解决上述问题,可采用苦卤淘洗工艺替代目前的白水洗涤工艺。

工艺内容为:设置一套分离盐淘洗装置,把未经过洗涤处理的粗分盐(氯化钠含量在67%左右)在调浆槽内用苦卤调浆后输送至洗盐器,洗盐器内的分离盐在搅拌器的作用下与苦卤均匀混合淘洗后,经离心脱卤得到分离盐成品。由于本工艺是利用苦卤淘洗,取代了以往的白水洗涤工艺,不仅提高了分离盐回收率,而且由于采用比重为31~32°Bé 的苦卤作为洗涤液,洗涤分离盐后的甩后液比重约32.5°Bé,符合氯化钾生产工艺所要求的苦卤应用条件。分离盐甩后液输送至氯化钾副生卤沉降器,然后再进入氯化钾的工艺流程或输送至苦卤复晒工区所配置的副生卤池做固液沉降处理,由于甩后液不再进入凉水池冷却系统,也就消除了对凉水池水体质量的影响。

1.3 分离盐甩后液生成量及成分分析

分离盐甩后液化学成分查定数据如表2。

表2 分离盐甩后液组成

以化工厂为例,考虑台时因素,分离盐平均日产52.6t,产生甩后液液相量为43.8 m3/d,依据表2数据得出甩后液固相产生量为54.63 m3/d,固液相产生量合计总量:43.8+54.63=98.43 m3/d。按330d生产时间计算:

年产生甩后液液相量:43.8 m3/d×330d/a =14454m3/a;

年产生甩后液固相量:54.63 m3/d×330d/a =18028m3/a;

年产生甩后液总量:14454m3/a +18028m3/a =32482m3/a。

2 效益分析

2.1 处理分离盐甩后液固相效益

化工厂年产生甩后液固相量18028m3/a,分离盐堆积密度为1.2 m3/t。按压滤取得率80%计算:可生产粗制分离盐18028m3/a÷1.2 m3/t×80%=12019t/a。以分离盐利润30 元/t 计,可得效益12019t/a×30 元/t=36.1 万元/a。

2.2 处理分离盐甩后液相效益

分离盐甩后液有两种处理途径,其效益如下。

2.2.1 分离盐甩后液直接销售

可获效益:14454m3/a×15 元/m3=22 万元;

2.2.2 分离盐甩后液再利用

甩后液年产生量:14454m3,成卤利用率60%,则可利用液相量:14454 m3/a×60%=8672m3/a。

甩后液液相再利用,可同时使氯化镁、氯化钾、硫酸镁、溴素增产,具体增产量及效益如下(以2018 年销售成本计算):

1)氯化镁:

氯化镁含纯:48%;氯化镁回收率:98%,则每年可增产氯化镁:

224.24 kg/m3×8672m3/a÷48%×98%=3970t/a;

以氯化镁利润270 元/t 计算,可得效益3970 t/a×270 元/t=107.2 万元/a。

2)氯化钾:

氯化钾含纯:90%;氯化钾回收率:60%,则每年可增产氯化钾:

45.98 kg/m3×8672 m3/a÷90%(含纯)×60%(回收率)=266t/a;

以氯化钾利润-2590 元/t 计算,可得效益266 t/a×(-2590)元/t=-68.9 万元/a。

3)一水硫酸镁:

氯化钾与一水硫酸镁的产出比为2.46,则每年增产一水硫酸镁:

266×2.46 =654t/a;

以一水硫酸镁利润45 元/t 计算,可得效益654 t/a×45 元/t=2.94 万元/t。

4)溴素:

氯化钾与溴素的产出比为27,则每年增产溴素:

266÷27 =9.85t/a;

按溴素利润12000 元/t 计算,可得效益9.85 t/a×12000 元/t=11.8 万元/a。

5)分离盐甩后液再利用年效益合计:

(1)+(2)+(3)+(4)=107.2 万元/a+(-68.9)万元/a+2.94 万元/a+11.8 万元/a=53.04 万元/a。

处理分离盐甩后液年总效益=分离盐甩后液固相收益+分离盐甩后液液相收益=36.1 万元+53.04 万元=89.14 万元

3 结论

1)副生卤夹带副生盐经过工艺处理,可为企业获得经济效益。

2)对于工艺冷却水采用封闭式贮存方式的苦卤化工企业来说,副生卤处理方式的正确与否直接影响到循环冷却水的质量,进而影响到蒸发工序的运行效果。

3)副生卤的处理方式(包括轻度副生卤)往往与工艺排放相关,一个合理的、科学的处理方式不仅会为企业取得经济效益,同时也在环保的层面上实现节能减排,取得社会效益。

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