乙二醇裝置酯化工藝其工作原理是利用原有的酯化塔來對廢水進行一定程度的改造，但是在處理酯化系統(tǒng)的溶液中，其自身副產(chǎn)含3%-5%的稀硝酸，雖然能使需要進行排放的廢液達到排放的標準，但是其自身所含有的稀硝酸以及硝酸鹽會對排放管道以及相關設備造成一定的腐蝕，如何消除這種腐蝕情況，并且有效的減輕廢液中的硝酸鹽的含量、減少工藝使用過程中的處理成本，利用乙二醇裝置創(chuàng)造出更大的效益，并且有效的推動乙二醇工藝更好的前進和發(fā)展，是我們現(xiàn)階段需要做的。
1、技術方案的改進
在本次方案的設計過程中，主要是通過對原有的技術進行改造使其在使用的過程中可以更加方便。在原有的技術中，其所產(chǎn)生的稀硝酸以及硝酸鹽對于管道的腐蝕是原工藝中最令人頭疼的事情，為了有效的改變這一問題，在對工藝方案進行改造的過程中，利用硝酸能夠參加還原反應這一點來將工藝中所存的硝酸與與乙二醇工藝生產(chǎn)系統(tǒng)中所產(chǎn)生的甲醇、工藝合成氣中所產(chǎn)生的NO，在一定的溫度與一定的壓力下進行催化反應，這樣可以使其生成新的反應物亞硝酸甲酯(MN)，所生成的亞硝酸甲酯(MN)其自身就是乙二醇工藝在進行生產(chǎn)的過程中所需要使用的一個材料。這樣一來就能夠有效的解決這一問題，然這一工藝變得更加環(huán)保，符合當下我國政府對于環(huán)境保護的要求，同時由于在反應的過程中出現(xiàn)了原本反應所需要的原材料，直接減少了反應所需的材料成本，有效的降低了反應所消耗的成本，無論從哪一點來看都是有利于現(xiàn)階段我國的發(fā)展的，在改進過程中稀硝酸的催化反應原理為：HNO3+2NO+3CH3OH=3CH3ONO+2H2O。
1.1 工藝流程
將廢水通過壓縮機進行增壓，在將進行增壓處理后成氣體狀態(tài)的廢水，送入酯化塔的下部是其與工藝系統(tǒng)中的沸器出口中的物料進行均勻的混合，在確保混合結束后，處理中的與酯化塔中從上部下來液體的逆流而行，進而實現(xiàn)氣液接觸的反應。在進行反應的過程中會出現(xiàn)，硝酸在與一氧化氮和甲醇進行反應逐步生成亞硝酸甲酯。在反應的過程中，生成的液相會通過酯化塔的釜液再一次輸送到泵中，將液體送去甲醇的回收系統(tǒng)，而所生成的氣相則會與酯化塔中的主氣流一起進行上升，其他將從酯化塔的塔頂出去。
1.2 在反應過程中的相關參數(shù)
本次方案的主要改變就是將原有的對管道產(chǎn)生腐蝕的稀硝酸進行還原反應，使其變成能夠應用的亞硝酸甲酯和水。利用廢水中本身就存在的甲醇以及催化劑，在一定壓強下幫助其進行有效的反應，在進行實驗的過程中發(fā)現(xiàn)，讓其進行反應的主要溫度和壓強以及其他相關參數(shù)，將這些參數(shù)進行整理和歸納，方便以后在使用這一工藝的過程中更好的生成亞硝酸甲酯和水。
其反應所需要的溫度條件為：65℃～90℃;反應所需要的壓力為：0.4MPa～0.45MPa;在反應的過程中其液相的流量為：12t/h;氣相的流量為：6000m3/h。
1.3 對反應器的改造
想要實現(xiàn)現(xiàn)在的工藝過程，那么對已有的工藝進行一定的改造是必然的。為了達到HNO3+2NO+3CH3OH=3CH3ONO+2H2O這一化學方程式的反應條件，我們需要對酯化塔的下塔筒體進行一定的改造，填裝一定份額的催化劑。在進行改造的時候需要在下塔的筒體內(nèi)部上下分別安裝催化劑的格柵，并且安裝放置液體的分布器，這樣可以直接將反應所用的液體引入液體的分布器內(nèi)，方便反應的進行。
1.4 硝酸的回收率以及回收的效果
在對乙二醇裝置酯化工藝原有方案進行改造后，用這一工藝來進行廢水的處理可以發(fā)現(xiàn)原先工藝廢水中所含有的稀硝酸在利用新的方法進行反應后，其自身的回收率超過了45%，而在進行廢水的排放時可以檢測到，現(xiàn)如今從出口工藝液中進行檢測，其自身的硝酸含量基本控制在了2.5%以下，完全達到了國家的標準，并且對于環(huán)境保護以及提高我國的水質狀態(tài)都有很大的益處。
2、改造后的效益分析
改造的目的是為了保護環(huán)境的同時，提高這一工藝技術自身的效益，在應用這一方案時，可以得到怎么樣的效益是我們在進行工藝改造后最為關注的問題，以年產(chǎn)量為10萬t規(guī)模的合成氣制乙二醇來作為實驗分析的基礎。
2.1 節(jié)省的硝酸的費用
根據(jù)事前的數(shù)據(jù)調查和分析可以知道，在12t/h的液相中，其自身所含有折為63%的硝酸，約為856kg/h。通過這一數(shù)據(jù)可以繼續(xù)推斷，應用未改進之前的工藝來進行處理，其全年所損耗63%的硝酸實際約為6856t/年，其中一年按照8000h來進行計算。而應用改進后的工藝方式來進行計算，根據(jù)計算數(shù)據(jù)可以知道其所回收的硝酸在進行折百之后的數(shù)量為262.23kg/h，可以發(fā)現(xiàn)在應用這一方案后，年回收的63%硝酸其實際重量約為3328.8t/年。根據(jù)市場調研可以知道，在當前的市場每噸含量為63%的硝酸，其在市場上的采購價格多為1200元/t，這樣一來通過計算可以知道，應用新的方案其在資金上每年可以節(jié)約約為399.49萬元/年。所節(jié)省下來的資金可以投入到下一次的使用中，或是應用這些資金進行更好的方案的研究，幫助我國在污廢水的處理上有著更大的進步。
2.2 節(jié)省液堿的費用
通過計算和分析可以知道，3328.8t/年的含量為63%的硝酸，按照反應的理論來進行計算和分析，可以清楚的知道，相對于未改進的工藝體制，其自身減少了47%的液堿的添加量。
那么對其進行計算可以知道：3328.8×0.63×40÷63÷0.47=2833.02t/年，但是在進行實際的反應中通常會出現(xiàn)增大15%的情況，那么按照這一情況來對當前問題進行考慮則為：2833.02×1.15=3257.97t/年。
根據(jù)對市場的調查可以知道，目前每噸含量為48%的堿液其采購價格約為900元/t，合計節(jié)約292.13萬元/年。
2.3 減少了N2O4的消耗
通過化學反應方程式可以知道：3N2O4+2H2O=4HNO3+2NO。根據(jù)計算可以知道，每年回收的含量為63%硝酸約3328.8t/年，那么將數(shù)字套入化學方程式可以知道，每年可以減少N2O4的消耗約為2287.08t/年。
2.4 電量和蒸汽的消耗
在使用新的方案時會增加一定量的蒸汽和電的消耗，通過數(shù)據(jù)可以知道使用新的工藝每年會增加消耗0.3MPa(g)低壓蒸汽約為12000t/年，通過計算可知12000t/年×94元/t=112.8萬元/年。每年會增加電的消耗量為6.3萬kWh，通過計算折合人民幣約為3.2萬元/年。
2.5 整體的經(jīng)濟效益
通過以上的分析和計算可一直知道，在對工藝設備改造完成之后，每年所節(jié)約的費用為691.62萬元/年，每年所消耗的費用116萬元，共節(jié)約575.62萬元/年。
3、結語
根據(jù)本文所述可以知道，在進行方案的設計的時候，我們所做的不是要推翻原有的方案，而是需要將其進行保留，然后對其進行更好的改造。本文所述方案指的就是利用原有的酯化塔來對方案進行一些改造，改造的目的是，將利用乙二醇酯化工藝所處理后的廢水中所含有的稀硝酸進行還原，這樣做可以提高乙二醇酯化工藝的環(huán)保節(jié)能技術，同時由于不會再出現(xiàn)腐蝕管道的情況，對于自身的效益來講也有了大幅度的提高，并且其自身也節(jié)省了對于乙二醇工藝在進行生產(chǎn)的過程中對原材料的消耗，以及有效的減少了N2O4的消耗、液堿的消耗，消除了原工藝中稀硝酸以及硝酸鹽這兩種化學藥劑對于管道設備的腐蝕，整個工藝流程無三無廢品產(chǎn)出。(來源：江蘇金聚合金材料有限公司)
