湿法净化磷酸溶剂回收工艺优化

孙应伦（瓮福达州化工有限责任公司，四川达州 635000）



湿法净化磷酸溶剂回收工艺优化

孙应伦
（瓮福达州化工有限责任公司，四川达州 635000）

摘 要：随着湿法净化磷酸溶剂萃取技术的不断发展，高效回收利用溶剂已成为净化磷酸行业降本增效的唯一途径。工业生产中尾气量大，溶剂回收难度大且效果不好。文章以瓮福达州化工有限责任公司PPA装置烟气回收技术为例，简述烟气溶剂回收优化工艺流程，大胆创新，降低溶剂消耗，节约企业成本，增强产品竞争力。

关键词：磷酸溶剂萃取；溶剂回收；烟气回收技术；优化工艺流程

1 背景与现状

湿法净化磷酸领域普遍采用溶剂萃取工艺，通过溶剂萃取可实现萃取剂的循环回收利用，可降低湿法净化磷酸生产成本。但溶剂易挥发的物理性质，造成溶剂在湿法净化磷酸装置中消耗量大，从而增加了产品成本，主要表现在以下几个方面：①生产湿法净化磷酸的副产品萃余相带走部分溶剂；②开停车系统排放蒸发损失；③部分废水再生带走；④系统烟气冷却效果不好，排入大气中；⑤生产中的跑冒滴漏挥发损失。在上述五方面损失中，烟气带走溶剂量最大，为解决以上问题，作者经过反复试验，大胆采用新工艺方法，总结出了一种可以回收烟气溶剂的有效的方法。

2 影响因素分析

我装置净化磷酸烟气系统设计的冷媒介的温度为4-6℃，冷却能力不够，烟气溶剂含量大且有刺激性气味，达不到环评要求。

3 工艺方案

1）利用新型乙二醇单螺杆冷冻机组A通过冷冻水系统形成闭合回路，将冷冻水制冷降温至-12～-15℃，进行烟气溶剂冷却回收；

2）净化系统含溶剂烟气F经过新增换热器B冷却降温，将烟气中溶剂回收至空载溶剂槽D，为萃取系统提供溶剂；达标烟气H排至大气；

3）后处理系统含溶剂烟气G经过新增换热器C冷却降温，将烟气中溶剂回收至空载溶剂槽E，经溶剂连接管线送至D；达标烟气I排至大气。

4 经济效益分析

据目前PPA生产工艺条件知，烟囱X-295和X-395烟气中溶剂含量为5 000mg/L，按照烟囱设计高度20m烟气流速为15m/s计算：

净化烟气量为QV=3.14*0.15*0.15*15*3 600=3 800m3/h（非标况）；

损失溶剂量为QM=3 800m3/h*5g/m3=19kg/h；净化年损失累计量为M=19*24*365=166.4t/a；

图1 烟气回收示意图

后处理烟气量QV=3.14*0.2*0.2*15*3 600=6 780m3/h（非标况），损失溶剂量为QM=6 780m3/h*5g/m3=33.9kg/h；

净化年损失累计量为M=33.9*24*365=296.95t/a；

PPA装置烟气溶剂量总计为M总=166.4+296.95=463.35t/a；

技改后烟气溶剂回收率70%计算，可回收溶剂量M收= 324.3t/a；

按溶剂平均单价13500元/t计算，损失量M损=437.8万元/a；

5 设备设计选型

图2 设备选型示意图

换热器传热系数：250W/m2·℃

系统烟气温度：T1=35℃

系统烟气量8 000m3

冷冻给水温度T2=-15℃

冷冻回水温度T3=-12℃

达标烟气温度T4=1℃

冷冻水量Q=80m3/h

水比热C=4.2J/kg·℃

因烟气中溶剂量较少，故忽略相比潜热，由换热器经验公式可得：

Q热=CM（T3-T2）=1×106kj

根据逆流对数平均温差公式可计算：

平均温差△T=29℃

H-296换热面积A=Q/K△t=130m2

同理可计算H-246换热面积A=83 m2；

故选取H-296换热器面积150m2，H-246换热面积100 m2

6 改造费用及改造效果

本次改造使用两台块孔式换热器（后处理系统换热面积为150m2，净化系统换热面积为100m2），材料费用18万元，使用两台冰机（制冷量），材料及安装费200万元，烟气管道增加的材料费30万元。

针对湿法净化磷酸萃取生产过程中易挥发至烟气中的溶剂实现有效回收利用，有效降低溶剂损耗量，给企业节省了大量成本，并减少烟气刺激性气味，符合环评要求。与2014年同期相比，溶剂单耗由12kg/t产品减少至8kg/t产品，可降低溶剂消耗400t/a，可节约成本400万元/a，产生了较大经济效益。

7 结束语

通过对湿法净化磷酸溶剂回收工艺中冰机选型、增加换热器和管道等的技术改造，将系统冷媒介冷冻水温度降低到-12～-15℃，使装置溶剂单耗得到大幅度降低，达到装置生产降本增效目的，现场溶剂气味得到遏制，同时安全环保风险得到保证。此工艺优化方法适用于同类型湿法净化磷酸装置生产企业实施改造。

参考文献

［1］ 黄美英，杨三可，李军，等.溶剂萃取法净化湿法磷酸的工艺研究［J］.磷肥与复肥，2004，（4）：9-11.

Wet Purification of Phosphoric Acid Solvent Recovery Process Optimization

Sun Ying-lun

Abstract：With the continuous development of wet cleaning phosphoric acid solvent extraction technology，efficient recycling solvent has become the only way to increase efficiency in purifying phosphoric acid industry.The volume of tail gas in industrial production of solvent recovery is difficult and the result is bad.Based on WFDZ chemical company PPA department device flue gas recycling technology as an example，the paper flue gas solvent recovery optimization process，bold innovation，reduce solvent consumption，saving the cost of enterprise，enhance the product competitiveness

Key words：phosphoric acid solvent extraction；solvent recovery；flue gas recovery technology；optimization of technological process

中图分类号：TQ126.35

文献标志码：B

文章编号：1003–6490（2016）02–0095–02

收稿日期：2016–01–05

作者简介：孙应伦，（1975—），男，贵州兴义人，工程师，主要从事净化磷酸生产和技术管理工作。