一种处理乙烯废碱液的方法及系统与流程

本发明属于环保水污染治理，具体涉及一种处理乙烯废碱液的方法及系统。

背景技术：

1、在乙烯生产过程中，目前普遍采用碱洗法脱除裂解气中的co2、h2s等酸性气体。碱洗过程产生了大量的废碱液，这类废碱液中除含有剩余的naoh外，还含有在碱洗过程中生成的na2s、na2co3等无机盐。另一方面，碱洗过程中裂解气中重组分的冷凝和双烯烃类、醛类物质的聚合造成大量有机物进入废碱液中。由于乙烯废碱液中含有高浓度的cod和硫化物，生物降解性差，国内外对于乙烯废碱液的处理方案多是先进行预处理去除其中的硫化物和有机物，以防止对污水处理场生化系统的冲击。

2、cn98121081.3公开了一种处理石油炼制工业油品碱精制废碱液的方法，把石油炼制过程中的油品碱精制单元排出的主要含无机硫化物、有机硫化物、酚类和环烷酸类的废碱液进行湿式液相氧化，使其中的硫转化为硫酸盐和/或硫代硫酸盐，然后把氧化后的废碱液降压冷却，加酸酸化回收其中的酚和环烷酸，得到的废水用间歇式活性污泥法(sbr)处理，进入sbr生物反应池的废水中的盐含量控制在30g/l以下。该方法不产生空气污染、装置腐蚀轻、可实现废碱液的脱硫除臭，但需通过向反应器内补充大量蒸汽来维持反应温度，因此装置运行能耗较高。

3、为了降低运行能耗，以期实现热量有效利用，研究者提出了在湿式氧化反应器前设置换热器，利用湿式氧化后物料对进口废碱液进行预热，减少反应装置蒸汽消耗。

4、us20050171390a1公开了一种湿式氧化处理工艺及系统，该方法是在高温和高压下对具有碳-杂原子键的一种或多种化合物的废水进行湿式氧化处理，以破坏其中至少一种化合物的碳-杂原子键，经处理后的废水进入后续高级氧化系统。该技术采用废碱液与氧化用空气混合预热进料的方式，一方面乙烯废碱液中存在易发生热聚合的物质，在预热过程中会产生高聚物，长期运行过程中会导致换热器堵塞；而且由于空气中含有氧，氧气会参与生成过氧化物自聚物导致进一步生成高聚物，加剧换热器堵塞。此外，含聚合物废碱液进入后续湿式氧化反应器，长期运行还会造成湿式氧化反应器堵塞和局部超温，影响处理效果。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种处理乙烯废碱液的方法及系统。本发明根据乙烯废碱液的特点，在实现高效处理废碱液、充分利用反应热、降低运行能耗的基础上，能够避免长期运行中造成的换热设备堵塞和结垢，以及湿式氧化反应器局部超温等问题。

2、本发明一方面提供了一种处理乙烯废碱液的方法，包括以下内容：

3、乙烯废碱液经除油单元处理后，加入亚硫酸钠进行脱氧处理，处理后废碱液进入换热单元的第一换热器，经换热后输送至湿式氧化单元，在使溶液保持液相的压力条件下与含氧气体接触进行湿式氧化反应，反应后废碱液进入换热单元的第二换热器，换热后废碱液经冷却减压后输送至气液分离单元；其中第一换热器和第二换热器使用同一换热介质，该介质在第一换热器中作为热媒，在第二换热器中作为冷媒。

4、本发明中，所述的乙烯废碱液是乙烯裂解气碱精制过程产生的含有硫化物和cod的废碱液，cod为6000-100000mg/l，s2-浓度为2000-50000mg/l，石油类为600-1600 mg/l，其中含有易发生热聚合的物质，具体如双烯烃类物质等，所述的双烯烃类物质为丁二烯、异戊二烯等中的至少一种。

5、本发明中，所述的乙烯废碱液除油可以采用本领域常规的除油方法，如可以采用气浮除油、重力除油等，以保证进入湿式氧化系统废碱液中无浮油。

6、本发明中，乙烯废碱液中亚硫酸钠的用量为0.05-0.2g/l。

7、本发明中，脱氧处理时同时加入一定量二乙基羟胺，加入量为乙烯废碱液质量的0.01%-1%。有助于抑制换热过程中发生热聚合反应，避免高聚物生成。

8、本发明中，所述的废碱液经过第一换热器换热后的温度为80-170℃，优选为100-150℃。

9、本发明中，所述的湿式氧化单元采用的湿式氧化反应器可以是本领域常规使用的各种反应器，优选套筒式内循环反应器，在反应器中直接通入气体能够实现充分混合。所述的湿式氧化反应器中，反应温度为150-220℃，优选170-210℃，反应压力为2.0-5.0mpa，优选3.0-4.5mpa，反应时间为0.5-3.0h，优选1.0-2.0h。

10、本发明方法中，湿式氧化单元通入的含氧气体可以是空气、氧气等中的至少一种，通气量是废碱液中cod完全氧化所需气量的100%-300%，优选为110%-200%。

11、本发明中，若废碱液中cod浓度较低时，导致氧化反应放热不足，可以向湿式氧化反应器内通入过热蒸汽补充热量。

12、本发明中，湿式氧化单元处理后物料进入第二换热器，控制换热后废碱液的温度为110-170℃。

13、本发明中，第一换热器和第二换热器使用同一换热介质，二者之间设换热介质储罐，换热介质进入换热介质储罐，经泵输送进入第二换热器中，与湿式氧化反应器出口物料换热后的返回第一换热器，与脱氧处理后的废碱液进行换热，降温后返回换热介质储罐。

14、本发明中，所述的换热介质可以为新鲜水、循环水、除盐水、除氧水等中的至少一种，优选除氧水。

15、本发明中，换热后废碱液进行冷却减压处理，冷却至30-50℃，减压至0.35-0.5mpa。

16、本发明中，冷却减压后废碱液输送至气液分离单元，分离后液相进污水处理场，由于硫化物得到有效处理，不会对污水处理产生影响。分离后气相的温度为30-50℃，输送至废气处理单元。

17、本发明另一方面还提供了一种用于上述处理乙烯废碱液方法的处理系统，主要包括除油单元、换热单元、湿式氧化单元、气液分离单元，其中除油单元用于将乙烯废碱液中的浮油脱除，除油后加入亚硫酸钠进行脱氧处理；换热单元主要包括第一换热器、换热介质储罐和第二换热器，用于湿式氧化单元排放物料、换热介质及进料废碱液之间进行换热；湿式氧化单元主要包括湿式氧化反应器，用于脱除废碱液中硫化物和部分有机物；湿式氧化后物料进第二换热器换热，换热后物料经冷却减压后进气液分离单元。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、（1）在湿式氧化工艺处理乙烯废碱液时，为了实现热量利用，研究者提出在反应器前设换热器，采用湿式氧化反应器排出的热物料直接加热进口废碱液。但本技术发明人在试验过程中发现，随着处理装置的长期运行，换热器会出现堵塞、结垢现象，经研究发现是一些聚合类物质导致的，在这一发现基础上，本技术发明人设计出在换热器前去除废碱液中油类物质和氧，避免在换热过程中易聚合物发生自由基聚合，同时结合间接换热方式对湿式氧化进出口物料进行换热，从而在实现热量充分利用的基础上，避免了换热器堵塞、结垢，也避免造成后续湿式氧化反应器堵塞和局部超温等问题，保证装置长期稳定运行，降低装置运行能耗。

20、（2）针对换热器存在的堵塞、结垢问题，在换热器前去除废碱液中的溶解氧，有助于抑制聚合物的生成，避免换热器堵塞。

21、（3）设第一换热器和第二换热器并使用同一换热介质，避免湿式氧化排出的热物料直接作为热媒造成的换热器堵塞、结垢问题，保证装置长周期运行。

22、（4）在脱氧处理时使用二乙基羟胺，有助于双烯烃类易聚合物质的进一步脱除，而且在换热器中可以发挥阻聚作用，进一步降低了堵塞风险。

23、（5）采用套筒式内循环反应器，反应器内温度均一，可以保证气液传质效率和氧化效果。