一 技術(shù)現(xiàn)狀
在未來的10年內(nèi)，聚酯纖維、工程塑料、粉末涂覆樹脂在中國市場將成為一個(gè)新消費(fèi)增長點(diǎn)。它們的原料均來自于精對苯二甲酸（PTA）。FTA裝置污水排放量很大，并且處理費(fèi)用也相當(dāng)昂貴。在PTA主流生產(chǎn)技術(shù)中，精制單元在生產(chǎn)工藝都需要使用大量脫離子水作為生產(chǎn)溶劑，脫離子水的單位耗量一般均在3~4t/tPTA。即一個(gè)年產(chǎn)量在25萬t的精對苯二甲酸裝置每年消耗的脫離子水總量均在100萬t以上，再加上生產(chǎn)脫離子水的處理過程和污水處理過程中的水資源消耗，則該類裝置水的消耗量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過100萬t，是名副其實(shí)的污水大戶。以洛陽石化22.5萬tPTA生產(chǎn)裝置的污水處理費(fèi)用來看：2001年2100多萬元、2002年1600多萬元，其中還不包括產(chǎn)生這些污水所使用的脫離子費(fèi)用。由此可見，降低外排污水量是PTA裝置降本節(jié)能的關(guān)鍵。
目前，精對苯二甲酸裝置脫離子水的使用都采用一次性的使用方案，國內(nèi)同類裝置中還沒有廢水二次利用的先例。鑒于我國水資源匱乏的總體形勢，針對精對苯二甲酸的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，開發(fā)工藝水二次利用技術(shù)，降低水資源消耗是節(jié)能降耗、降本增效、技術(shù)開發(fā)的一個(gè)重要發(fā)展方向。美國MOTT公司成功地研制出了一種利用金屬粉末燒結(jié)的過濾裝置，可有效回收外排污水中的PTA固體，有效地降低了污水處理難度，極大地節(jié)約了水資源。
二 技術(shù)分析
2.1原工藝流程存在的缺陷
在AMOCO公司的PTA生產(chǎn)工藝中，精制母液是經(jīng)過離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)外轉(zhuǎn)速差來實(shí)現(xiàn)母液和PTA固體的分離，這必然導(dǎo)致母液攜帶一定的PTA顆粒進(jìn)入母液系統(tǒng)，精制母液經(jīng)過閃蒸冷卻后，其中固含量達(dá)到0.5%，既造成浪費(fèi)，同時(shí)又導(dǎo)致污水COD值增高。
在原有工藝中采用母固回收系統(tǒng)，利用布質(zhì)濾布對固體顆粒進(jìn)行回收，并將回收的有機(jī)物顆粒重新打漿返回氧化配料系統(tǒng)，裝置現(xiàn)在工藝條件可回收40%~50%的有機(jī)固體；而采用新型金屬粉末燒結(jié)濾芯進(jìn)行回收過濾可達(dá)到98%，利用原有的打漿罐和漿料輸送系統(tǒng)，投資成本低，并有一定的操作經(jīng)驗(yàn)，不會(huì)使氧化反應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)生大的波動(dòng)。
2.2環(huán)保和節(jié)能降耗的需要
根據(jù)清潔生產(chǎn)審計(jì)工作和環(huán)保的要求，越來越多的PTA生產(chǎn)企業(yè)清醒認(rèn)識(shí)到原有生產(chǎn)工藝已越來越無法滿足市場競爭的需要，要生存就應(yīng)該進(jìn)行大量的技術(shù)改造，降低生產(chǎn)成本，尋求更大的利益空間。MOTT公司產(chǎn)品國外企業(yè)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)表明，對精制污水采用新型過濾技術(shù)后，可以降低污水處理系統(tǒng)的50%COD負(fù)荷，同時(shí)每生產(chǎn)1tPTA 可降低2~3kg對二甲苯（PX）消耗，能夠有效地提高PX的使用效率。
2.3主要技術(shù)內(nèi)容
（1） 采用一種新型的過濾裝置將廢水中的對苯二酸（TA）或PTA過濾出來進(jìn)行回用。
（2） 采用滲透或反滲透方法將濾液中微量的金屬離子除去，將工藝廢水轉(zhuǎn)變成純凈的
脫離子水。利用金屬粉末燒結(jié)技術(shù)制造的濾芯，具有高強(qiáng)度、壽命、耐酸、耐堿、耐高溫、耐腐蝕的特點(diǎn)，濾芯承受的壓力可高達(dá)1MPa。根據(jù)裝置的生產(chǎn)實(shí)際及母液中所含有機(jī)成份分析，利用先進(jìn)的精細(xì)過濾技術(shù)對母液中的PTA進(jìn)行二次回收的條件是完全具備的。MOTT公司過濾器精度最小達(dá)到0.2μm，PTA工業(yè)常用的顆粒過濾精度為0.5～2μm，PTA精制污水采和該過濾器后過濾效率可達(dá)到98%。
由于精制單元的污水量較大，設(shè)計(jì)采用并聯(lián)的四臺(tái)過濾器、其中二臺(tái)在線運(yùn)行、二臺(tái)離線反沖洗或堿洗，利用儀表PLC或現(xiàn)有的DCS進(jìn)行控制，離線臺(tái)進(jìn)行10分鐘堿洗或壓縮氣反沖洗，確保洗凈過濾器上殘存的有機(jī)物質(zhì)。經(jīng)擴(kuò)容后，PTA系統(tǒng)母液量已高達(dá)每小時(shí)80t以上，且污水溫度有效降低至50℃以下時(shí)，污水有機(jī)介質(zhì)已完全結(jié)晶析出，過濾后打回氧化系統(tǒng)重新進(jìn)行反應(yīng)，可以有效地提高產(chǎn)品收率，降低PX單耗。
對濾液進(jìn)行滲透或反滲透處理，除去其中所含金屬離子，進(jìn)行二次回用。如果效果理想的話，可重新作為脫離子回用，可有效降低污水排放量，節(jié)約水資源。
三 風(fēng)險(xiǎn)分析
由于目前國內(nèi)沒有成功的經(jīng)驗(yàn)可以參照，只能依靠外國公司提供的技術(shù)資料和報(bào)價(jià)單進(jìn)行審核，具有一定的不可預(yù)知性。為些，需要認(rèn)真研究其工藝技術(shù)的可靠性，制定嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鞒绦?，作好各?xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集，確保技術(shù)改造的一次成功，有效地避風(fēng)險(xiǎn)市場風(fēng)險(xiǎn)。
金屬粉末燒結(jié)濾芯是一項(xiàng)新的過濾技術(shù)，其性能需要通過生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行考證，但從其組成為哈氏合金、316LSS等來看應(yīng)該具有一定的耐腐蝕性和良好的過濾效果。即使固體回收僅能達(dá)到80%，但對降低污水的COD值，減少PX單耗也具有積極的意義。
四 經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益
該技術(shù)開發(fā)成功將使洛陽石化在PTA生產(chǎn)中擁有自己的技術(shù)，可以提升洛陽石化的技術(shù)實(shí)力。同時(shí)對氧化母液固體回收及氧化殘?jiān)腃o、Mn回收技術(shù)都有指志意義。
如果能夠使PTA裝置脫離子水的消耗降低50%、即每年少用水50萬t，則年節(jié)約生產(chǎn)成本600萬元；相應(yīng)減少污水處理費(fèi)用600萬元?；厥盏腡A或PTA3400t/a，以節(jié)約對二甲苯（按4000元/t）來計(jì)算，年節(jié)約原料消耗近千萬元。同時(shí)還降低了廢水中難降解的有機(jī)成份，具有環(huán)保節(jié)能雙重功效，符合國家產(chǎn)業(yè)、技術(shù)發(fā)展方向。
另外，該技術(shù)還具有后續(xù)發(fā)展空間，可以擴(kuò)展到氧化母液回收系統(tǒng)、氧化殘?jiān)拟挕㈠i回收系統(tǒng)，減少有機(jī)固體損失，降低污水處理難度。
王國范 李海潮
