丙烯腈生产废水处理技术研究进展

AO2工艺处理丙烯腈生产废水的实验研究的开题报告一、课题背景随着社会的不断发展，人们对能源、化工、纺织、医药等行业的需求也越来越大。

其中，丙烯腈作为一种重要的有机化学品，广泛应用于纺织、塑料、橡胶、化纤、合成树脂、橡胶、涂料等领域。

然而，在丙烯腈生产过程中，往往会产生大量的废水，其中含有大量的有机物和废水，对环境造成极大的污染。

因此，在目前的环境保护和绿色化发展的大趋势下，如何高效、稳定地处理这些丙烯腈生产废水已成为化工行业必须面对的一个重要课题。

二、研究目的与意义针对丙烯腈废水处理这一问题，通过对现有的处理方法进行分析和研究，本研究将针对AO2工艺处理丙烯腈废水进行实验研究探索。

我们的研究目的是应用AO2工艺对丙烯腈生产废水进行高效、稳定的处理，降低废水中COD和NH4+-N的浓度，减少对环境的污染。

在工业生产过程中，处理废水经济成本和治理效果一直是困扰企业和政府的难题。

此次研究的意义在于运用AO2工艺为丙烯腈废水的治理提供一种新的治理方法。

而AO2工艺也可以为其他有机废水治理提供一种新的思路和方向。

三、研究内容与方法本研究将采用实验方法，对AO2工艺处理丙烯腈废水的去除率、COD和NH4+-N的变化情况进行系统的监测和评估。

具体实验内容将涉及以下三个方面：1、对丙烯腈废水的理化性质进行检测。

2、运用AO2工艺进行实验处理，探究其处理效果和影响因素。

3、对AO2工艺处理措施的优化进行实验和分析。

四、研究预期结果和意义本研究的预期结果是借助AO2工艺去除丙烯腈废水中COD和NH4+-N的浓度，从而实现丙烯腈废水的有效治理。

同时，该研究可以探索一种新的实验方法，促进丙烯腈废水处理技术的创新和进步。

从而为环保方面走向绿色化发展提供一种可行的方法和技术支持。

五、进度安排本研究计划在三个月内完成。

具体进度安排如下：第一周：阅读丙烯腈废水处理方案及理论知识；第二周-第三周：接触实验操作规程，熟悉AO2工艺处理措施；第四周-第六周：进行实验，监测废水的理化性质；第七周-第八周：进行AO2处理实验，监测废水去除率和COD等变化情况；第九周：对AO2工艺进行优化和改良；第十周：结果整理和论文撰写；第十一周：论文修改和完善；第十二周：论文定稿并完成验收。

丙烯腈废水的产生及处理技术介绍丙烯腈不但是合成橡胶、纤维和塑料的重要原料，也是重要的一种医药、农药中间体，美国、日本、西欧等国家和地区是生产丙烯腈的主要产地。

丙烯腈生产过程中会产生有毒的乙腈、氢氰酸、硫铵等剧毒的化合物，这类化合物处理困难，对环境危害巨大。

但是丙烯腈在国内的需求量很大，因此，对丙烯腈废水的处理技术的研发具有十分重要的意义。

1、丙烯腈生产工艺在国内，丙烯腈生产工工艺主要是利用丙烯氨氧化法，这种方法的工艺是比较简单的，并且产品的成本较低。

在生产中，不仅会产生丙烯腈，还会出现很多副产物以及大量废水，副产物主要包括丙烯酸、乙腈、氢氰酸、少量羰基化合物以及丙烯醛等。

2、丙烯腈废水主要来源和成分丙烯腈废水中主要的污染物就是丙烯腈，含有丙烯腈类的废水主要来源于丙烯腈生产工艺，其次还包括腈纶生产工艺和ABS塑料生产废水。

（1）丙烯腈生产在丙烯腈生产工艺中，以丙烯氨氧化法生产工艺为例，丙烯腈废水主要来自于2段急冷塔和脱腈组分塔的废水。

反应体系在经过第一段急冷塔后，可以用水将其中的催化剂和反应产生的聚合物洗掉，水洗液中主要含有丙烯腈、氢氰酸和乙腈等含有氰基的化合物。

反应气经过二段急冷塔后，水洗液中主要含有氨类物质，这些废水也很难处理。

（2）腈纶生产丙烯腈是一种应用广泛的化工原料，丙烯腈为原料生产腈纶工艺中也会产生大量的工业废水，这部分废水中主要的污染物是丙烯腈、丁二腈、丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、氰化物等。

腈纶生产工艺中产生的废水中有机物种类繁多，并且有剧毒，水质较差，难易降解处理，其中的有毒化合物很难采用微生物降解的方式进行处理。

腈纶生产工艺中的含有丙烯腈的废水是目前最难处理的工艺废水之一。

（3）ABS塑料生产丙烯腈是合成ABS塑料的原料，在ABS塑料生产过程中，也会产生大量含有氰基的有机化合物，该类废水中已经检测到约37多种有机物，该类有机物主要是以丙烯腈二聚体和丙烯腈衍生物等，目前对于该类废水的处理主要采用活性污泥法来处理ABS树脂厂排出的混合废水。

丙烯腈工艺废水四效蒸发技术研究进展仪维江摘要：随着丙烯腈工业生产的扩大，丙烯腈废水的污染也日益严重，它有与氢氰酸类似的毒性，无论是吸入还是附着在皮肤上，都会产生毒害作用，甚至中毒致死，并被认为是一种可疑的致癌物，属于我国确定的58种优先控制的有毒化学品之一，属难降解有机污染物，高浓度的丙烯腈废水的处理越来越引起了环保工作者的重视，处理工艺成为工业废水处理领域的研究重点。

关键词：丙烯腈工艺；废水；蒸发技术引言本文综述了丙烯腈工艺废水处理的各种方法和新技术、新装置在丙烯腈工艺废水四效蒸发技术中的应用。

指出将膜分离、热力蒸汽再压缩、闪蒸－降膜式蒸发器等技术与四效蒸发处理工艺相结合，经过蒸发浓缩，不仅提浓了原料液，使其满足后续处理的要求，而且节省了大量的水资源和一定量的蒸汽，对整个处理系统的节能减排具有重要的实际意义。

1、丙烯腈生产工艺简述在早期，生产丙烯腈的工艺方法中主要包括乙炔法、环氧乙烷法和丙烯氨氧化法。

其中，环氧乙烷法和乙炔法已被淘汰，主要原因是前者的原料价格昂贵，后者在生产中存在较多的副产物。

目前，世界范围内丙烯腈的生产工艺以丙烯氨氧化工艺为主。

2007年，以丙烷为原料的丙烷氨氧化工艺于韩国蔚山的一条7万t/a的丙烯腈生产线上实现。

丙烷氨氧化工艺是在催化剂作用下同时进行丙烷的氧化脱氢和丙烯氨氧化制丙烯腈的过程。

以丙烷为原料的工艺与丙烯氨氧化工艺相比比，由于原料价格的降低，预计效益会更好，特别是对于拥有廉价且充足丙烷来源的地区来说。

但考虑装置的回收期和装置过高的投资费用，使得丙烷氨氧化工业化进程受到了一定的制约。

目前，泰国和沙特新建的两套丙烷氨氧化生产丙烯腈的装置一直受到广泛的关注。

国内丙烯腈生产所采用的工艺均是丙烯氨氧化生产工艺，所以下面对此工艺做简单叙述。

丙烯氨氧化法生产丙烯腈的典型工艺流程：此工艺所用原料为丙烯、氨和空气，三种原料按一定比例被送至反应器，在催化剂的作用下，原料经化学反应生成丙烯腈、乙腈、氰化氢、CO、CO2和水等。

丙烯腈废水处理技术旳研究进展摘要：简介了丙烯腈废水旳来源及其危害，并论述了目前国内外丙烯腈废水处理技术旳研究进展。

通过对比多种处理技术旳优缺陷，从废水资源化旳角度，对丙烯腈废水旳处理措施提出了某些提议和展望。

认为可将物理法、化学法、生物法3 类措施相结合，优缺陷互补，构成物化法、生化法或物化生联使用方法。

关键词：丙烯腈废水；处理技术；资源化近年来，伴随工业技术旳发展，各类工业废水旳大量排放导致环境污染严重，其中含氰废水是一种毒性较大旳工业废水，重要来自电镀、煤气、焦化、冶金、金属加工、化纤、塑料、农药等部门。

由工业污染源进入环境旳氰化物属剧毒类物质，包括以氢氰酸、氰化钠为代表旳无机氰化物和以丙烯腈、丁二腈为代表旳有机氰化物（或称腈化物）。

其中，丙烯腈是3 大合成材料（纤维、橡胶和塑料）旳重要化工原料，在有机合成工业和人民经济生活中用途广泛。

全世界丙烯腈旳生产重要集中在美国、西欧和日本等国家和地区，到2023 年终，全球丙烯腈总生产能力约为6.4 Mt/a，其中二分之一不到旳产能出自美国[1-2]。

丙烯腈生产过程中排出旳废水具有剧毒物质丙烯腈、乙腈、氢氰酸、聚合物、硫铵等，对环境危害极大[3]。

同步，丙烯腈属于我国确定旳58 种优先控制和美国EPA 规定旳114 种优先控制旳有毒化学品之一，因此大力研发丙烯腈废水旳处理技术意义重大。

本文论述了目前国内外丙烯腈废水旳处理技术，及其存在旳优缺陷，并且从废水资源化旳角度提出了对未来丙烯腈废水处理技术旳某些提议和展望。

1·丙烯腈合成工艺丙烯腈合成工艺重要有环氧乙烷法、乙炔法、丙烯氨氧化法和丙烷氨氧化法[4]。

其中环氧乙烷法是先由环氧乙烷和氢氰酸反应制得氰乙醇，再在碳酸镁旳催化作用下脱水制得丙烯腈，此法生产旳丙烯腈纯度相对较高，但其原料昂贵，且氢氰酸旳毒性较大，现已被淘汰。

乙炔法是将乙炔和氢氰酸在氯化亚铜和氯化铵旳催化作用下直接合成丙烯腈，工艺较为简朴，其缺陷是副产物种类较多，并且不易分离，也已经被淘汰。

丙烯腈污水电化学-化学复合氧化处理技术丙烯腈生产过程中的污水来源包括由急冷塔下部排出的污水和从萃取塔下部排出的污水，上述2股污水中的污染物主要包括氨氮、氰化物、丙烯醛、丙烯腈、丙烯酸、乙酸、乙腈等，污染负荷高，生物毒性大。

目前各生产企业多采用焚烧方式对高浓度丙烯腈污水进行处理，部分企业将丙烯腈污水掺混其他污水后送污水处理厂集中处理，但由于其中含有的丙烯腈、氰化物等毒性物质，极易造成对污水处理厂的冲击。

本研究采用超声微电解和二级复合氧化技术，实现了丙烯腈污水的深度处理，出水满足外排水质标准要求。

1、实验1.1实验对象采用某炼化企业丙烯腈生产装置萃取塔排出的丙烯腈污水，该企业丙烯腈生产采用丙烯氨氧化法，主要原料有丙烯、氨、空气、催化剂等，在精制过程中还加人一定的阻聚剂。

萃取塔排出的污水经四效蒸发器脱除游离氨和轻质有机物，冷却后送至污水处理厂。

经预处理后的污水水质特性如表1所示。

采用紫外可见光谱(UV-Vis)和三维荧光光谱(3D-EEM)对丙烯腈污水进行分析可知，经蒸发处理后的污水中轻组分含量更多，聚合度低，含有较多的共轭基团，共轭有机物可能为烯醛、烯腈等物质。

1.2实验方法1.2.1实验设备研究采用的电化学一化学复合氧化集成装置主要由微电解、两级复合氧化、膜生物反应器等单元构成，可实现污水中难降解有机物高效去除等功能，基本流程如图1所示。

1.2.2实验过程将丙烯腈污水沿处理流程经混絮凝、微电解、二级化学氧化、膜生物反应器等单元处理后，分别对各单元的进出水水质进行检测，确定各类污染物的降解效率和去除规律。

2、实验结果与讨论2.1各单元沿程水质分析对各处理单元进出水中COD和NH3-N2项水质指标进行跟踪监测，结果如表2所示。

由表2可知，COD沿处理流程逐步降低，其中超声微电解和一级氧化单元是COD去除的重点工艺段，COD去除率分别可达44%、73%;NH3-N则呈现先升高后降低的趋势，分析是因为在一级氧化单元部分有机N转化成无机N，后在二级氧化单元氧化去除。