刘义钒

(洛阳永金化工有限公司，河南 洛阳 471000)

1 煤制乙二醇技术工艺现状

从现阶段我国发展来看，煤制乙二醇生产技术主要分为直接合成法以及间接合成法。直接合成法主要以煤作为基本原料，先合成一氧化碳和氢气，然后再通过合成气进一步合成乙二醇。间接合成法主要包括烯烃法和草酸酯法，烯烃法先用煤合成甲酸，再合成乙烯，最终环氧化得到乙二醇；草酸酯法是先制得草酸酯，再加氢并精制得乙二醇。对烯烃法的研究我国目前还不算是太深入，离工业化道路发展还有很长的一段路要走；草酸酯法通过相关气化以及分离提纯然后加入相关氢气的合成工艺显得更实用，更适合工业化生产，目前，我国大部分企业已经将其投入使用，并计划使用这种方法进一步生产乙二醇。随着我国环境保护理念的提升，化工企业，应当以保护环境为主，不能以牺牲生产环境作为代价来实现企业自身价值[1]。煤制乙二醇废水的处理非常重要。

2 煤制乙二醇废水来源及处理方案

2.1 气化工艺废水来源及处理方案

气化废水是煤制乙二醇实践废水的主要来源。污染物成分主要为相关氰化物、苯酚、硫化物、氨和有机物。由于处理工艺和煤质的差异等不确定因素影响，废水成分不同，所以废水的具体处理必须进行区别对待。流化床和空气循环床的废水质量明显优于固定床，在不同的污染物中废水含盐浓度大小也有一定的差距。相对应的废水成分复杂，不仅有机污染物比例高，而且这种类型的废水处理工艺复杂且难以处理。处理过程包括使用酚胺回收装置对废水中的酚胺进行回收和预处理，并使用基于消除化学需氧量、生化需氧量和氨氮的生化处理过程来处理废水中的污染物。流化床工艺产生的主要废水是高含气洗涤废水，这些废水含有大量氰化物、酚类化合物、油和有毒有害物质，如氨。废水成分分析显示废水中氨氮含量较高，主要含有酚类化合物、多环芳烃等。对于流化床工艺产生的废水，在废水处理过程中，需要根据废液的特点建立渣水分离系统，然后采取有针对性的措施，如气水分离和酚氨回收[2]。空气循环床气化工艺温度较高，碳转化率高，同时还具有一定的高盐浓度，没有液态焦油渣存在。可以采用水煤浆气化技术，主要特点是存在高悬浮物以及相对应的高氨氮。由于高温气化过程中相关水质相对清洁，所以有机污染水平相对较低，这些废水通过一个污水分离系统进行分离，并在闪蒸时针对相关悬浮物质和高氨氮的特性进行混合或预处理。

2.2 酯化工艺废水来源及处理方案

在煤制乙二醇项目中，酯化类工艺对乙二醇的获取至关重要，但酯化类工艺废水是不可避免的。酯法废水成分分析表明，主要污染物为醇类、硝酸盐类等，以高盐废水形式而存在。目前，酯化废水处理主要采用膜分离技术、热蒸发技术以及两种技术的结合。由于乙酰胆碱血清的盐含量高，通常2%～4%，并且成分复杂、颜色较深、pH值低、化学需氧量和生化需氧量含量高，如果直接通过蒸发结晶处理，蒸汽的能耗非常高；如果单纯使用膜分离技术，由于含盐量高，成分复杂，操作时容易造成膜堵塞，膜污染被堵塞。基于这一分析，酯工段含盐废水的处理可以通过“预处理—膜分离—蒸发”的组合工艺来完成。目前，实践中最常用的脱盐技术是混合沉淀、机械过滤和活性炭吸附。

2.3 变换工艺废水来源及处理方案

在煤制乙二醇项目的实施过程当中，相关处理过程必不可少，相关处理过程中还会产生废水。根据现阶段分析，处理过程产生的废水主要是处理过程中产生的冷凝液，主要含有氨氮。废水在处理过程中的污染物含量相对简单，具体的水处理措施相对简单，通常在后续生化处理之前使用蒸汽配方进行氨处理。

2.4 全厂废水处理方案

气化和酯化废水在被引入下一个废水处理系统之前必须进行预处理。为了能够进一步有效实现废水的“去污分流”和“雨污分流”，必须有两个废水处理系统。其一是全厂生化处理系统，其主要作用是处理所有生产工艺废水，包括生活试验废水以及排污水等；另一套是全厂水再利用系统，其主要作用是有效处理循环水系统中的废水，并去除污水中的盐水。在全厂废水处理过程中，生化废水处理系统和中央水处理系统的具体用途是不同的，需要分别说明。对于生化处理系统，首先，必须对设计水质有明确要求以提高系统的应用效率。如必须明确要求气化和酯化预处理后的水质，必须确定进入生化处理系统的水质标准。第二，设计废水处理方案。从合成水废水的水质分析入手，废水中有机物含量相对较高，废水是生化的，则处理过程中基本工艺必须是生化的。当然，除了有机物以及盐分之外，还有其他污染物，比如氨氮，这也是为什么在生化处理过程中采用氨氮脱氮来去除废水中的氨氮。最后，设计了“厌氧酸化、生物脱氮和深度处理”相结合的技术，通过综合各种因素来处理废水。整个过程由预处理阶段、生化处理阶段、深度处理阶段和污泥处理阶段四个部分组成。循环水系统排水、污水站排水等废水主要含盐和少量SS，有机物含量较低。在处理过程中，可采用反渗透超滤工艺，向循环水系统中添加大量的水，最大限度地减少项目废水排放量[3]。

3 煤制乙二醇废水处理高效方案展望

为了能够进一步有效解决煤制乙二醇废水排放问题，通过查阅相关资料以及实践考察，分析得到现阶段处理相关煤制乙二醇高盐废水最有效的方法为蒸发结晶方法。而这种方法也存在一定的缺点，在应用过程中会造成较大的能耗，成本较高，因此采取双效或多效蒸汽结晶，通过多效蒸发以及闪蒸真空结晶来进一步有效达到盐水分离。首先，利用相关高压反渗透工艺对相关污水进行预处理工作，将相关废水的质量分数提高档位，在反渗透系统中可以有效采取换热系统，先对高盐废水进行降温，然后经过预过滤系统，根据相关超滤以及盘片过滤，进一步有效去除水中颗粒，从而使其能够进入第一级反渗透系统。经过第一级处理后，再经过高压反渗透系统进行有效过滤，将高盐废水进行浓缩，然后将其送入多效蒸发系统进行固液分离。首先采取蒸发将溶质盐与溶质水进行有效分离，在相对应的多元蒸发过程中，采用能源互相转换利用的方式来实现有效利用，将二次蒸汽当作相对应的加热蒸汽，将其有效引入到另一个蒸发器，如若相对应的压力以及沸点均较低，那么二次蒸汽则可以有效起到加热热源的作用，在三次蒸汽和二次蒸汽中也可以循环利用这一原理，这样就可以有效降低成本[4]。在闪蒸真空结晶方案中，使得浓度及温度较高的物料进入减压系统中，使水分蒸出，同时带走大量热量，物料自身溶解度随着温度变化而析出晶体，也可以将其作为原材料使用，从而实现相关工艺零排放。虽然上述方案应用效果较为良好，但是在实践过程中，蒸汽分离还存在着消耗能量过大的问题，因此这种煤制乙二醇废水处理高效方案还需相关研究人员进一步研究[5]。