提升环氧树脂清洁生产水平——记石化绿色工艺之环氧树脂分段反应及闭路循环工艺

  近年来,因提质、降耗、清洁生产工艺等方面进展不快,环氧树脂行业的快速增长很大程度建立在重复建设上。为改变上述境况,江苏扬农化工集团有限公司经过10多年的创新研究,开发了环氧树脂分段反应及闭路循环清洁生产工艺技术,实现了环氧树脂品质改善、原料消耗降低、“三废”减量化、高盐废水资源化循环利用。该项技术也因此于近日上榜了《石化绿色工艺名录(2020年版)》。

  拆分工序提升产品质量

  在液体树脂常规工艺中,预反应时间较主反应时间短,企业通常将两套工序设计在同一套反应釜中。但预反应是放热反应,主反应为负压下吸热反应,换热方式的频繁切换对生产稳定及产品质量有较大影响。

  扬农集团开发的分段工艺将预反应、主反应工序拆分,分别设计换热功能唯一的单釜,使工艺参数处于稳定控制状态。他们通过调整反应工艺参数,使各级反应釜的占釜时间控制在相同反应时间内,从而实现装置的连续化及产能最大化;通过控制BPA的转化率减少反应过程中的副反应,使得树脂性能提到进一步提升。

  扬农集团在树脂色度改善方面也进行了系统研究及创新应用,通过预溶系统投入使用及反应过程溶解氧的控制,环氧树脂色度可达到10~12APHA,同比降低3~5APHA,扩大了树脂应用领域。此外,他们还通过反应过程中的技控点优化,使吨树脂的原料消耗降低2千克以上,以15万吨/年树脂产能计算,可节约原料近300吨,减少原料成本约500万元。

  创新工艺实现清洁生产

  粗树脂脱氯过程中会产生3‰以上的老化树脂,不仅存在环境风险,还会增加危废处置费用。扬农集团通过提升精制碱的利用率,将老化树脂量降至1‰以下,同时盐水中有机碳含量同比下降20%,进一步节约废水处理成本。

  在传统工艺流程中,生产1吨液体环氧树脂约产生0.3~0.4吨回收环氧氯丙烷(ECH)产生的废水、0.2吨水洗低盐废水、1.6~1.8吨高盐废水。

  扬农集团通过闭路循环工艺,将ECH产生的弱酸性废水通过技术分离,回收水用于中和工序,替代中和剂磷酸二氢钠的使用;分离所得母液回用于树脂生产原料ECH的制备;同时,水洗产生的低盐废水回用于溶盐工序,最终实现低盐废水的零排放及资源化利用。

  针对液体环氧树脂高盐废水,扬农集团自主开发了催化剂可循环的高级氧化工艺技术。氧化过程无固废产生,经处理后盐水可满足电解制备烧碱的质量要求,减少盐水排放与副产盐产生的同时,产生的烧碱可作为原料用于环氧树脂生产,实现了资源化循环经济。该技术于2013年经中国石油和化学工业联合会鉴定为国内首创,2018年被评为石油和化工行业环境保护与清洁生产重点支撑技术(设备)。

  构建体系扩大产业规模

  经过12年的工艺摸索及技术改造,扬农集团环氧树脂年产能由2008年的2万吨提升至现在的17万吨,环氧树脂绿色生产工艺技术体系也逐渐成熟。在此基础上,江苏瑞恒新材料科技有限公司将采用分段反应及闭路循环工艺新建18万吨/年液体、固体环氧树脂装置,计划2021年8月完成项目装置建设与调试。扬农集团拥有该项目全部自主知识产权,在2020年完成了全球FTO分析报告,获得了扬州市科技成果转化资金补助。

  目前“两化”重组已获国务院批准,预计“十四五”时期,“两化”体系下液体环氧树脂总产能将达到50万吨/年以上。借助“两化”重组后的内部资源共享与优势互补,环氧树脂绿色工艺产能在行业中的占比将得到提升,同时也将推动整个行业清洁生产水平的提升,引领环氧树脂行业结构调整与产业升级。

关键字:环氧树脂
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