维普资讯 http://www.cqvip.com 缝验交漉 文章编号：１６７１—８９０９（２００７）０１—００３９—０３ 清洗世界 Ｃｌｅａｎｉｎｇ Ｗｏｒｌｄ 第２３卷第ｌ期 ２００７年１月 甲苯二异氰酸酯生产废酸 浓缩装置的 匕学清洗 郝俊果孟繁敬封福蕾 （沧州大化集团ＴＤＩ有限责任公司，河北沧州０６１０００） 摘要：分析英国ＱＶｒ公司废酸浓缩装置的设备和工艺，阐述该装置的结垢现象及原因，并通 过用稀化学清洗的方法，有效地去除了垢层，取得满意效果。 关键词：废酸回收设备；设备清洗；化学清洗 中图分类号：ＴＱ１１１．１６ ５ 文献标识码：Ｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｌｅａｎｉｎｇ ｏｆ ｄｅｎｉｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｕｌｐｈｕｒｉｃ ａｃｉｄ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｐｌａｎｔ ＨＡＯ Ｊｕｎ￣ｏ，ＭＥＮＧ Ｆａｎｊｉｎｇ，ＦＥＮＧ Ｆｕｌｅｉ （Ｃａｎｇｚｈｏｕ Ｄａｈｕａ Ｃｏｒｐ．，ＴＤＩ Ｃｏ．，Ｌ【ｄ．，Ｃａｎｇｚｈｏｕ，Ｈｅｂｅｉ ０６１０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ａｎａｌｙｚｅｓ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆｔｈｅ ｗａｓｔｅ ａｃｉｄ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｐｌｎｔ，ｔａｏ ｅｘｐｌａｉｎ ｔｈｅ ｓｃａｌｉｎｇ ｐｈｅｎｏｍｅｎａ ａｎｄ ｈｅ ｒｔｅａｓｏｎ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｕｓｉｎｇ ｈｅ ｃｈｅｍｉｔｃａｌ ｃｌｅａｎｉｇ ｎｆ ｏｄｉｌｕｔｅ ｎｉｔｒｉｃ ａｃｉｄ，ｄｉｒｔ ｌａｙｅｒ ｈａｄ ｂｅｅｎ ｒｅｍｏｖｅｄ ａｖａｉｌａｂｌｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｅｌｏｖｅｒｙ ａｐｐａｒａｔｕｓ ｏｆ ｗａｓｔｅ ａｃｉｄ；ｅｇｕｉｐｍｅｎｔ ｃｌｅａｎｉｎｇ；ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｌｅａｎｉｎｇ 沧州大化ＴＤＩ有限责任公司是生产聚氨酯主体 原料甲苯二异氰酸酯（ｒＩＤＩ）的国内主要企业，生产能 力为３万ｔ／ａ。该生产工艺的硝化反应要产生大量 的废酸，酸度约为７２％以上，主要成分为硫酸，其次 还含有甲苯硝化有机物及亚硝基硫酸等物质。目 前，国际上对该种废酸浓缩回收处理的主要设备用 硅硼玻璃制作（其中包括钽材加热器、搪瓷设备及高 １装置工艺过程 废酸回收装置由脱硝（ＤＥＮ）、硫酸浓缩（ｓＡＣ）两 部分组成。 １．１脱硝【ＤＥＮ） 废酸中的亚硝基硫酸的分解存在以下平衡： ２ＮＯ２十＋Ｈ２ＳＯ４； ＮＯＨｓｏ４＋ＨＮＯ３ （１） 硅铸铁设备等）。沧州大化ＴＤＩ公司引进的是英国 ＱＶＦ公司的全套设备，处理能力为３ ｍ３／ｈ。 ＮＯ十＋ＮＯ２十＋２Ｈ２ＳＯ４寻 ２ＮＯＨｓＯ４＋Ｉ－Ｉ２Ｏ（２） 脱硝塔中直接蒸汽提供的水和热量使反应平衡 收稿日期：２ＯＯ６—１１—０８ 作者简介：郝俊果（１９７１一），女，河北栾城人，工程师，主要从事化工生产技术工作。 维普资讯 http://www.cqvip.com 清洗世界 第１期 左移，在正常工艺条件下亚硝基硫酸基本上完全分 解为氮氧化物以气相形式排出。 １．２硫酸浓缩（ｓＡＣ） 硫酸浓缩采用真空蒸馏工艺，利用相同温度下 硫酸溶液中ｎ２０和Ｈ２ＳＯ４不同的蒸汽压，蒸出硫酸 中的水而提高硫酸的浓度。 ＳＡＣ系统是英国ＱＶＦ公司为硝化系统配套的装 置。由于是对高浓度硫酸的浓缩回收装置，因此其 ９５％的设备均为硅硼玻璃材质或衬搪瓷材料制作， 其主体的关键设备，一段、二段废热锅炉内部核心部 件，为钽材（该材料为耐高温高强酸腐蚀材料），设备 参数见表１。 表１硫酸浓缩系统设备参数 ２装置污堵及结垢原因 ２．１有机物污堵 进料酸中含有大约０．６％的有机物，主要是一硝 基甲苯（ＭＮＴ）和二硝基甲苯（ＤＮＴ）。 ＤＮＴ装置产生的废酸中的有机物主要是ＭＮＴ 和一些ＤＮＴ。但是，在供料槽中ＭＮＴ逐渐被硝化成 ＤＮＴ，因此进料酸中有机物的组成实际上取决于废 酸在供料槽中的沉降时间。在正常的操作情况下， 进料酸中的有机物大部分应该是ＭＮＴ。 ＭＮＴ和ＤＮＴ在温度为８９ ｃＩ＝，真空度为１．２８ ｋＰａ （９６ ｍｍＨｇ）的脱硝塔中被从进料酸中汽提出来，并凝 结在脱硝塔冷凝器和保护冷凝器（温度约为５０ ｃＩ＝）。 在装置开车，加热一段锅炉时，脱硝塔并未投 用，有机物从浓缩段蒸发出来并会凝结于放空管道 及一段循环冷凝器中。 脱硝冷凝器设计为通过进来的上升蒸汽直接和 下降的含有机物的凝液接触，以防止其凝固在换热 器的列管上，但是经过一段时间以后，还是会有一些 凝固在换热器顶部的列管上。 ２．２酸垢的集结 进料酸中含有的各种离子在成品酸中形成低溶 解度的盐，并在硫酸浓缩过程中沉积下来。 钙通常存在于工艺水中，因此应避免将其带人 进料酸中。因为会产生硫酸钙并很快沉积在一段锅 炉中（温度为１２０ ｏＣ，真空为２１．３ ｋＰａ），从而糊住刺 刀管、溢流板，并在溢流板后形成“淤泥”。 铁离子以铁或硫酸铁的形式存在于进料酸 中，它来自于上游的碳钢或不锈钢设备的腐蚀。在 浓缩装置中，由于水的蒸发造成液体总量的减少，而 硫酸铁在酸中的溶解度减少，它就沉积下来。沉积 现象会发生在硫酸沸腾并形成饱和溶液的地方，因 此硫酸铁主要存在于一段锅炉的出料段及二段的闪 蒸槽。 在一段，硫酸铁会在刺刀管上沉积成层，并慢慢 地影响换热器的性能，但是大部分的沉积物会被带 人二段浓缩。 二段被设计成沉积物的生成发生在闪蒸槽而不 是加热器管上。因此，二段生成的沉积物通常会保 持悬浮状态并随成品酸溢流走。 沉积物会沉积在成品酸槽内，换热器折流板后 或流动较慢的水平管道中。 ３ 清洗 ３．１原理 ３．１，１有机物的去除 在冷凝器的下方有一个蒸汽吹扫管线，可用它来 融化凝结在换热器盘管上的所有ＤＮＴ。注意不要把 有机物吹人放空管线并凝结，最后导致管线的堵塞。 ３．１．２酸垢的去除 用５％的稀，在温度为４０ ５０ ｃＩ＝下，可以很 维普资讯 http://www.cqvip.com 第２３卷 郝俊果等．甲苯二异氰酸酯生产废酸浓缩装置的化学清洗 容易地除去硫酸铁。稀会与硫酸铁生成可溶于 水的铁。由于该特种设备是硅硼玻璃及钽管材 制备，因此其酸洗时不考虑添加酸洗缓蚀剂。 一段锅炉必须用温度为４５℃约５％稀充 满，以除去刺刀管上的淤泥。将稀引入锅炉中 的方式取决于现场可提供的稀和设备。 最安全的方法是通过一根软管，用泵将５％稀硝 酸通过人孔打人锅炉中。 下面是推荐的有关沉积物清洗方法的详细说明。 ３．２除去沉积物过程 ３．２．１一段锅炉 （１）确认装置停车，且一二段都已排尽并冷却。 同时排净成品酸缓冲罐、原料酸与成品酸换热器及 喷淋酸循环回路。 （２）打开一段锅炉人孔并确认阀５２已关闭。 （３）启动真空泵抽锅炉中的气体防止硝烟冒出 来。 （４）将５％稀通过软管引入锅炉中并充满 至正常工作液位。 （５）酸应在锅炉中保持１ ｈ，使酸泥溶化。 （６）根据酸泥的情况，时间可以长一些，并通过 仪表监控空气搅拌，以增进反应速度。 （７）当酸泥被清洗完毕后可以排人成品酸罐， 或排至地面中和池。 ３．２．２二段 即使二段的循环速度非常快，沉积物一般不会 累积，但是二段仍可能需要清洗。清洗二段可使用 与一段清洗相同的方法，让酸从一段溢流即可。酸 至少停留１ ｈ，然后再排人成品酸罐，或排至地面。 ３．２．３成品酸缓冲罐、原料酸与成品酸换热器 当一、二段清洗完毕后，如果酸按以上所述排人 成品酸缓冲罐，就可以通过成品酸泵及控制阀循环 清洗这两个换热器。直至所有可见的沉积物被清除 后循环方可停止。 这些稀酸可以通过成品酸泵人口导淋，排至地 面中和槽。 ４清洗注意事项 （１）进行有可能接触到酸的操作时要穿戴适当 的防护用具，包括防酸眼镜、橡皮面罩、橡皮手套、橡 胶围裙和橡皮护腿或靴子。 （２）没有适当的保护不要进入含有雾气或 氮氧化物的区域。如受这些蒸汽的熏染，应立即报 告，并送往医院。 （３）如果有酸泄漏，应用大量的水冲洗，并用碳 酸钠中和。 （４）如果身体接触到酸，要用大量水冲洗身体 接触部分，然后送医院处理。 （５）装置内有大量玻璃管线、设备，当在车间的 较高楼层使用动力工具和设备时，应避免它们掉下 来损坏玻璃设备，并应避免冷水（如雨水）接触到热 的管线和设备，以防止管线、设备因骤冷而炸裂。
