第3章 乙烯裂解废碱液化学沉淀再生处理研究三章

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1、第3章化学沉淀法对乙烯裂解废碱液再生处理研究第3章乙烯裂解废碱液化学沉淀再生处理研究3.1引言乙烯裂解废碱液经过苛化再生处理后，使其中90%以上的碳酸钠转化成了氢氧化钠，废碱液NaOH浓度含量在125gNa2O/L以上，达到了回用的指标。但由于硫化钠的存在，回用时硫化钠产生积累，当积累到一定浓度时，不但影响再生碱液的苛化效果，还会影响到对酸性气体的吸收。所以有必要去除废碱液中的硫化物。硫化物的去除虽然有多种方法，但由于废碱液的回用，要求必须在不破坏废碱液现有碱度的情况下去除硫化物。只有沉淀法或氧化法才能满

2、足这一要求，而氧化法仅适用于硫化物浓度在3500mg/L以下的情形。根据裂解原料的不同，装置排放废碱液中硫化物的浓度也不相同，有的装置排放在浓度在3000mg/L左右，而有的装置却在4000mg/L以上，甚至达到12000mg/L以上，本章讨论沉淀法对乙稀裂解废碱液中硫化物的去除。3.2试验工艺流程SO2Na2S2O5吸收苛化后废碱液沉淀剂反应过滤灼烧空气再生沉淀剂再生碱液Na2CO3CO2首先向乙烯裂解废碱液中加入一定量的沉淀剂，在一定的温度下用恒温磁力搅拌器搅拌来进行沉淀反应，反应一段时间澄清后测量S

3、2-的含量。将反应沉淀滤渣在自动程序升温炉中灼烧，得到再生沉淀剂，之后在实验室模拟沉淀滤渣灼烧产生的SO2气体，用饱和碳酸钠溶液来吸收SO2气体，生产焦亚硫酸钠。试验工艺流程见图3-1。图3-1沉淀法处理废碱液工艺流程Fig.3-1Flowdiagramofcausticspenttreatmentbysedimentationprocess-65-第3章化学沉淀法对乙烯裂解废碱液再生处理研究3.3废碱液中硫化物的化学沉淀处理工艺研究3.3.1沉淀剂的选择和实验方法采用化学沉淀法处理碱液中硫化物的关键首先

4、是沉淀剂的筛选，这就要求所选定的沉淀剂能与硫化物生成的沉淀物的溶度积较小，而且沉淀剂对碱液回用和进一步处理无影响。本实验处理的对象虽然是废碱液，废碱呈强碱性,但大多数的金属硫化物的溶解度一般比其氢氧化物要小的多。根据金属硫化物溶度积的大小，实验选定了氧化锌、三氧化二铁和氧化铜三种氧化物作为沉淀剂进行了沉淀再生实验。实验样品取自某石油化工厂，经苛化后碱液组成为：Na2S:3000-4500mg/L（以S2-计），NaOH浓度为80-95gNa2O/L；反应温度为20℃（有特殊说明的除外）；搅拌速率以烧杯底部

5、没有固体沉积为准，约200rpm；沉淀反应时间为30min（有特殊说明的除外）；澄清时间为120min；CuO：Na2S(mol/mol)=1.4。沉淀实验是在一系列容积为300mL反应器中进行的，即向装有一定量乙烯裂解废碱液的反应器中加入一定量的沉淀剂，在一定的温度下用恒温磁力搅拌器搅拌来进行沉淀反应，反应一段时间后进行澄清，澄清液即再生碱液，测定再生碱液硫化物的含量，其实验结果见表3-1。表3-1不同沉淀剂对硫化物去除率的比较Table3-1Theeffectofprecipitatingagento

6、nremovalefficienciesofsulfide沉淀剂再生前S2-(mg/L)再生后S2-(mg/L)去除率（%）澄清时间（h）ZnO　38646578318Fe2O3　386410817222CuO　386468982由表3-1可以看出，用ZnO作为沉淀剂处理后，再生碱液中S2-的浓度为657mg/L，去除率为83%；用Fe2O3作为沉淀剂处理后，再生碱液中S2-的浓度高达1081mg/L，去除率仅为72%，并且再生碱液过滤后仍较为混浊，澄清时间也较长，而且仍散发出恶臭气味，说明这两种沉淀剂对

7、硫化物的去除效果不理想。用CuO作为沉淀剂时，S2--65-第3章化学沉淀法对乙烯裂解废碱液再生处理研究的去除率达98%，澄清时间也较短，处理之后的再生碱液较为透明，而且无恶臭气味。这说明CuO不但沉淀了废碱液中S2-，而且使有机硫也得到了去除。因此，选择CuO为沉淀剂对乙烯废碱液中的硫化物进行再生处理是适合的。氧化铜化学沉淀法的反应原理如下：Na2S+CuO+H2O→2NaOH+CuS↓+Q（3-1）4NaSR+2CuO+2H2O→4NaOH+2CuSR↓+R2S2（3-2）由实验生成的沉淀物，外观呈黑

8、色，主要由CuS、CuSR、未反应的CuO吸附的RSH和R2S2组成。经固液分离，滤渣再生得到再生CuO，CuO可循环使用。3.3.2反应温度对S2-去除率的影响取苛化后废碱液150ml，其中S2-的浓度为3575.mg/L，研究反应温度对S2-去除率的影响，结果见图3-2。图3-2反应温度对S2-去除率的影响Fig.3-2Theeffectofreactiontemperatureonremovalefficiencyofs