聯(lián)苯二氯芐生產(chǎn)工藝及產(chǎn)排污分析

1、聯(lián)苯二氯芐生產(chǎn)工藝及產(chǎn)排污分析1反應(yīng)原理主反應(yīng)：主要副反應(yīng)：2工藝流程（1）合成將環(huán)己烷溶劑投入反應(yīng)釜中，再加入氯化鋅催化劑，然后加入聯(lián)苯和多聚甲醛，開(kāi)攪拌，反應(yīng)釜用冷凍鹽水冷卻至室溫后，開(kāi)始將干燥的氯化氫氣體經(jīng)過(guò)通入反應(yīng)釜內(nèi)，反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)為40小時(shí)。合成產(chǎn)品為聯(lián)苯二氯芐，同時(shí)生成水，反應(yīng)的同時(shí)未反應(yīng)的氯化氫氣體從釜頂經(jīng)管道排出，經(jīng)四級(jí)降膜吸收+堿吸收塔處理后，25m高排氣筒排放，同時(shí)水吸收產(chǎn)生30%的鹽酸溶液副產(chǎn)品F4-1。（2）溶劑回用反應(yīng)結(jié)束后，打開(kāi)冷凝器循環(huán)水，出口的閥門(mén)切換到溶劑接收罐，開(kāi)蒸汽升溫，升溫至75-90，將環(huán)己烷溶劑蒸出，溶劑回用于合成反應(yīng)，脫溶用時(shí)3小時(shí)。（3）洗滌分離洗滌

2、釜中加入水，常溫下攪拌5分鐘，然后將物料轉(zhuǎn)入離心分離機(jī)，分離后的水相打入洗滌釜，循環(huán)套用，多次循環(huán)后，經(jīng)檢查不合格，直接出售給氧化鋅生產(chǎn)廠。（4）精制脫溶分離產(chǎn)品與甲苯按1:3的比例投入精制釜，蒸汽加熱，升溫至105度回流，控制溫度在110-130，回流1h，精制目的是讓產(chǎn)品更好的溶于甲苯溶劑，回流結(jié)束后，降溫至20，將物料轉(zhuǎn)入離心分離機(jī)，分離固相經(jīng)雙錐干燥后，包裝入庫(kù)待售，干燥時(shí)長(zhǎng)8h。分離母液，經(jīng)蒸餾冷凝分離甲苯，蒸餾溫度為130，分離甲苯作為精制工藝溶劑，循環(huán)使用，整個(gè)周期約12小時(shí)，剩余固體為合成反應(yīng)副產(chǎn)物和未參加反應(yīng)的聯(lián)苯，將蒸餾固體返回合成反應(yīng)，繼續(xù)制備聯(lián)苯二氯芐。聯(lián)苯二氯芐的反應(yīng)

3、周期為40小時(shí)。由于本工藝為一部反應(yīng)，年生產(chǎn)批次為180批次，每批次的產(chǎn)品量為8.333t。3產(chǎn)排污環(huán)節(jié)根據(jù)聯(lián)苯二氯芐生產(chǎn)工藝，在項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)期間，各類(lèi)污染物產(chǎn)生環(huán)節(jié)見(jiàn)表2.2-1：表2.2-1 各生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)物環(huán)節(jié)污染物類(lèi)別污染源名稱(chēng)主要污染物處理方式廢氣未反應(yīng)的HCl氣體G4-1HCl回轉(zhuǎn)窯焚燒爐溶劑蒸餾不凝氣G4-2環(huán)己烷、多聚甲醛精制不凝氣G4-3甲苯、環(huán)己烷、多聚甲醛母液蒸餾不凝氣G4-4甲苯干燥廢氣G4-5甲苯、TSP廢水洗滌離心廢水W4-1氯化鋅、環(huán)己烷、多聚甲醛三效蒸發(fā)去鹽后，進(jìn)入廠區(qū)污水處理站廢堿液W4-2NaCl、NaClO、NaOH固廢結(jié)晶鹽S1-1ZnCl出售ZnCl生產(chǎn)廠家

4、結(jié)晶鹽S1-2NaCl、NaOH作為融雪劑出售4原輔料消耗 聯(lián)苯二氯芐生產(chǎn)的原輔料消耗定額見(jiàn)表2.2-2。表2.2-2 原輔料消耗一覽表表（t/批次）序號(hào)名稱(chēng)規(guī)格單耗t/t年消耗t/a包裝方式來(lái)源1環(huán)己烷99.9%0.02232.7罐裝烏海及周邊地區(qū)299.9%0.65972桶裝3多聚甲醛99.9%0.16246桶裝4氯化鋅99.9%0.46694袋裝5甲苯99.9%0.02131.3罐裝6堿液水32%0.00182.8桶裝799.9%0.13197-蒸汽冷凝水8HCl99.9%0.36540瓶裝自產(chǎn)9新鮮水99.9%0.36540-園區(qū)5生產(chǎn)設(shè)備清單聯(lián)苯二氯芐產(chǎn)品生產(chǎn)的設(shè)備清單定見(jiàn)表2.2-

5、3。表2.1-6 聯(lián)苯二氯芐車(chē)間設(shè)備一覽表序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)材質(zhì)單位數(shù)量1反應(yīng)釜3000L搪瓷只122洗滌水解蒸餾釜5000L搪瓷只123離心機(jī)臺(tái)64精制釜3000L搪瓷只125甲苯回收槽只26離心機(jī)臺(tái)67母液回收釜3000L搪瓷只68雙錐干燥機(jī)臺(tái)59水環(huán)式真空泵臺(tái)66 物料平衡1.反應(yīng)轉(zhuǎn)化率本項(xiàng)目為一步反應(yīng)，合成反應(yīng)的的轉(zhuǎn)化率為77%，以聯(lián)苯為基準(zhǔn)，由于副產(chǎn)物繼續(xù)回用參與合成反應(yīng)，整個(gè)反應(yīng)流程聯(lián)苯二氯芐的轉(zhuǎn)化率為92.5%。2.物料平衡聯(lián)苯二氯芐物料平衡如下表所示，全過(guò)程物料平衡圖如下圖所示：表2.3-2 項(xiàng)目工藝過(guò)程物料平衡表（kg/批次）序號(hào)投入物料產(chǎn)出物料名稱(chēng)投入量名稱(chēng)產(chǎn)出量1環(huán)己烷

6、0.182未反應(yīng)的HCl氣體G4-10.47425.4洗滌離心廢水W4-18.0123多聚甲醛1.366溶劑蒸餾不凝氣G4-20.0054HCl3精制不凝氣G4-30.085氯化鋅3.856母液蒸餾不凝氣G4-40.0586水3干燥廢氣G4-50.0167甲苯0.174聯(lián)苯二氯芐8.333合計(jì)16.97816.978表2.3-2 項(xiàng)目工藝過(guò)程物料平衡表（t/a）序號(hào)投入物料產(chǎn)出物料名稱(chēng)投入量名稱(chēng)產(chǎn)出量1環(huán)己烷32.7未反應(yīng)的HCl氣體G4-185.22972洗滌離心廢水W4-114423多聚甲醛246溶劑蒸餾不凝氣G4-214HCl540精制不凝氣G4-314.45氯化鋅694母液蒸餾不凝氣G

7、4-410.46水540干燥廢氣G4-537甲苯31.3聯(lián)苯二氯芐1500合計(jì)305630567 溶劑平衡聯(lián)苯二氯芐生產(chǎn)過(guò)程中使用的溶劑為環(huán)己烷和甲苯，不參與反應(yīng)，全過(guò)程溶劑平衡表如下：表2.3-4 項(xiàng)目工藝過(guò)程溶劑衡表（t/a）序號(hào)投入物料產(chǎn)出物料名稱(chēng)投入量名稱(chēng)含溶劑量1成鹽反應(yīng)環(huán)己烷32.7溶劑蒸餾不凝氣G4-20.82洗滌離心廢水W4-128.83精制不凝氣G4-33.1合計(jì)32.732.71精制甲苯31.3精制不凝氣G4-310.42母液蒸餾不凝氣G4-410.43干燥廢氣G4-50.84聯(lián)苯二氯芐9.7合計(jì)25.431.38 水平衡聯(lián)苯二氯芐水平衡如下表所示，全過(guò)程水平衡圖如下圖所示

8、：表2.3-4 項(xiàng)目工藝過(guò)程水平衡表（t/a）序號(hào)投入物料產(chǎn)出物料名稱(chēng)投入水量名稱(chēng)含水量1合成反應(yīng)生產(chǎn)水170.8洗滌離心廢水W4-1709.22540精餾廢氣G4-20.23干燥廢氣G4-50.740.7合計(jì)710.8710.89 源強(qiáng)計(jì)算1、廢氣（1）工藝廢氣合成反應(yīng)未反應(yīng)的HCl氣體G4-1，合成反應(yīng)條件為室溫，無(wú)不凝氣產(chǎn)生，根據(jù)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，未反應(yīng)的HCl氣體量為85.2t/a，該部分氣體通過(guò)水沖泵抽真空吸收成稀鹽酸，處理效率為99.5%，處理后的HCl的排放量為0.426t/a，經(jīng)25m高排氣筒高空排放。根據(jù)工藝分析，合成反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)約為40h/批次，年生產(chǎn)180批次，則年合成反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)為7

9、200h/a，HCl的產(chǎn)生量為11.83kg/h，排放量為0.059kg/h。為了能夠更好地達(dá)到廢氣處理的效率，要求企業(yè)合理的安排生產(chǎn)批次，使污染物的排放盡量勻速進(jìn)行。溶劑回收蒸餾不凝氣G4-2，主要為環(huán)己烷與多聚甲醛，不凝氣的產(chǎn)生量按回收溶劑的0.2%計(jì)算，不凝氣年產(chǎn)生量為1t/a，環(huán)己烷的產(chǎn)生量為0.75 t/a，多聚甲醛的產(chǎn)生量為0.25 t/a，收集后通入回轉(zhuǎn)窯焚燒爐焚燒處置。根據(jù)工藝分析，脫溶蒸餾時(shí)長(zhǎng)約為2h/批次，年生產(chǎn)180批次，該工段則年蒸餾時(shí)長(zhǎng)為360h/a，脫溶不凝氣的產(chǎn)生量為2.78kg/h，其中環(huán)己烷的產(chǎn)生量，2.08 kg/h，多聚甲醛的產(chǎn)生量為0.7 kg/h。精制

10、廢氣G4-3，主要成分為甲苯、環(huán)己烷、多聚甲醛和少量水蒸氣，精制溫度為110-130，環(huán)己烷、多聚甲醛和水基本被蒸出，甲苯的損失量按甲苯溶劑的0.2%計(jì)算，精制廢氣的產(chǎn)生量為14.4t/a，其中甲苯產(chǎn)生量為10.4t/a，環(huán)己烷的產(chǎn)生量為3.2t/a，多聚甲醛的產(chǎn)生量為0.5t/a，精制廢氣收集后通入回轉(zhuǎn)窯焚燒爐焚燒處置。根據(jù)工藝分析，精制時(shí)長(zhǎng)約為5h/批次，年生產(chǎn)180批次，該工段則年回流時(shí)長(zhǎng)為360h/a，精制廢氣的產(chǎn)生量為20kg/h，其中甲苯產(chǎn)生量為14.44kg/h，環(huán)己烷的產(chǎn)生量為4.5 kg/h，多聚甲醛的產(chǎn)生量為0.75 kg/h。甲苯回收蒸餾不凝氣G4-4，主要為甲苯，不凝氣

11、的產(chǎn)生量按甲苯溶劑的0.2%計(jì)算，不凝氣的產(chǎn)生量為10.4t/a，收集后通入回轉(zhuǎn)窯焚燒爐焚燒處置。根據(jù)工藝分析，甲苯回收蒸餾時(shí)長(zhǎng)約為4h/批次，年生產(chǎn)180批次，該工段則年蒸餾時(shí)長(zhǎng)為720h/a，不凝氣的產(chǎn)生量為14.44kg/h。產(chǎn)品干燥廢氣G4-5，主要為粉塵、甲苯和水蒸氣，廢氣經(jīng)冷凝器+布袋除塵器（效率為99%）處理后通入回轉(zhuǎn)窯焚燒爐焚燒處置，收集粉塵回用于下一步反應(yīng)，不外排，冷凝液通入蒸餾釜回收甲苯。該工段產(chǎn)生廢氣量為3t/a，其中甲苯含量0.72t/a，粉塵含量為1.44 t/a。根據(jù)工藝分析，干燥時(shí)長(zhǎng)約為8h/批次，年生產(chǎn)180批次，該工段年干燥時(shí)長(zhǎng)為1440h/a，干燥廢氣的產(chǎn)生

12、量為2.08kg/h，其中甲苯產(chǎn)生量為0.5 kg/h，粉塵產(chǎn)生量為1 kg/h。表 聯(lián)苯二氯芐工藝有組織廢氣產(chǎn)生量統(tǒng)計(jì)表名稱(chēng)廢氣量kg/h污染物種類(lèi)產(chǎn)生量處理方式排放量kg/ht/akg/ht/aG3-111.83HCl11.8385.2四級(jí)降膜吸收+堿吸收塔+25m高排氣筒0.0060.043G3-21環(huán)己烯2.080.75通入回轉(zhuǎn)窯焚燒爐通入氣體緩沖罐，氣相進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯焚燒爐焚燒，焚燒尾氣后續(xù)計(jì)算，本工藝產(chǎn)出氣體量為28.8 t/a ；76.47 kg/h多聚甲醛0.70.25G3-340甲苯28.8810.4環(huán)己烯93.2多聚甲醛1.50.5G3-419.32甲苯19.3210.4G3-

13、52.54甲苯0.50.72TSP11.44（2）車(chē)間廢氣聯(lián)苯二氯芐生產(chǎn)過(guò)程中，各種原料、中間體、成品在運(yùn)行過(guò)程中均有可能發(fā)生無(wú)組織廢氣排放。無(wú)組織排放包括兩部分，一部分為儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中發(fā)生的物料無(wú)組織泄漏，一部分為生產(chǎn)裝置無(wú)組織排放。其中儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中發(fā)生的物料無(wú)組織泄漏在后續(xù)章節(jié)統(tǒng)一敘述，本章節(jié)單獨(dú)分析生產(chǎn)裝置無(wú)組織排放。本項(xiàng)目為常見(jiàn)釜式化工生產(chǎn)，在投料、輸送方面，液體采用泵送，袋裝為人孔投料，釜內(nèi)為微負(fù)壓，故基本無(wú)投料及輸送過(guò)程污染物產(chǎn)生。生產(chǎn)裝置無(wú)組織排放主要是指裝置的密閉性泄漏，裝置密閉性泄漏與工廠的管理水平及設(shè)備、管道管件的材質(zhì)、耐壓等級(jí)、物料性質(zhì)、設(shè)備的運(yùn)行狀況等多種因素有關(guān)。在正常的運(yùn)

14、行狀況下，明顯的跑冒滴漏不應(yīng)該發(fā)生，但隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，設(shè)備零部件的腐蝕、損耗增加，要完全消除泄露是不可能的，很難做到詳細(xì)計(jì)算，因此本報(bào)告采用經(jīng)驗(yàn)估值，以物料量的 0.005%計(jì)。根據(jù)本項(xiàng)目生產(chǎn)廢氣處理在運(yùn)營(yíng)期間，會(huì)產(chǎn)生各類(lèi)污染，無(wú)組織排放統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表 3-1-12：表 聯(lián)苯二氯芐車(chē)間無(wú)組織排放廢氣污染因子產(chǎn)生量kg/ht/a環(huán)己烷0.00220.016HCl0.00370.027甲苯0.0360.262.廢水洗滌離心廢水W4-1，主要為氯化鋅、環(huán)己烷和少量多聚甲醛，年產(chǎn)生量為1442t/a，其中氯化鋅含量694.08 t/a ，環(huán)己烷為28.8 t/a ，多聚甲醛10.08 t/a。該部分廢水經(jīng)三效