CN100548895C - 含甲醇和二甲醚的污水处理工艺 - Google Patents

含甲醇和二甲醚的污水处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含甲醇和二甲醚的污水处理工艺，解决MTO装置产生的污水不满足污水处理场进水质量要求的问题。本发明工艺包括：含有甲醇和二甲醚的污水，换热后进入二甲醚汽提塔，塔顶产生二甲醚等气体混合物，塔底出含甲醇水，含甲醇水经换热、加压后进入甲醇汽提塔，甲醇汽提塔塔顶产生甲醇气体，经冷却后进入甲醇回流罐，升压后，一部分作为回流返回甲醇汽提塔塔顶，另一部分作为甲醇产物，甲醇汽提塔底出净化水。使用本发明工艺处理后得到的净化水中甲醇和二甲醚两种物质总重量含量不大于100ppm，可满足污水处理场进水质量要求。

Description

含甲醇和二甲醚的污水处理工艺
技术领域
本发明属于污水处理领域。特别涉及一种含甲醇和二甲醚的污水处理工艺。
背景技术
石油炼制、石油化工等工业过程往往会产生污水，如不适时处理将会严重地污染环境，并使可有效利用的资源流失。由煤或天然气经甲醇制取烯烃技术(MTO)在国际上处于技术开发前沿，具有较明显的竞争潜力。在目前的石油价格较高的形势下，国际上由煤或天然气经甲醇制低碳烯烃即将步入工业化应用阶段。由于甲醇制取低碳烯烃装置(以下简称MTO装置)产生的污水中含有少量甲醇有毒物质和二甲醚等有害物质，若不对此污水进行预处理，而直接排到污水处理场处理，则不能满足污水处理场进水质量要求，不能保证污水处理场的正常运转和最终排出厂外的污水符合标准的要求。又因甲醇和二甲醚都可作为MTO装置的原料，若在处理污水的同时，能对污水中这两种物质进行回收，则可化害为利，节约制取低碳烯烃的原料。尤其值得一提的是，二甲醚除可制取低碳烯烃外，它还是优良的甲基化试剂，可用于生产硫酸二甲脂、碳酸二甲脂、二甲基硫醚和卤化甲烷等。二甲醚可作为塑料发泡剂，可使泡沫塑料的孔洞均匀，柔韧性和耐压性提高，应用前景良好。二甲醚还可用作制冷剂。二甲醚因优异的燃烧性能确保它可用作绿色柴油发动机燃料、液化石油气的代用品、醇醚燃料主要成分以及车用油添加剂等。由于二甲醚的上述众多用途，因此若在处理污水的同时，能对污水中二甲醚物质进行回收，得到较纯的二甲醚，除作制取低碳烯烃的原料外，还可作其它用途，则这种污水处理方法是比较好的。
CN1508083A公开了一种含甲醇冷凝水处理回用的工艺与装置，其具体方法是：以生物接触氧化为主的方法对含甲醇冷凝水进行处理，在好氧条件下将废水中甲醇等少量有机物降解，被处理冷凝水经过固液分离后可以作为生产用水使用。生物接触氧化处理的水也可以利用臭氧进行进一步氧化，使水中残留的溶解性有机物和微生物分泌物得到分解，形成能够被后续的离子去除系统去除的有机酸。经过生物接触氧化、臭氧氧化和离子去除等一系列的处理后，冷凝水可以作为去离子水得到回用。但该技术不能同时对含有甲醇和二甲醚等物质的污水进行处理，目前还没发现有关此种污水处理装置的资料报道。
发明内容
本发明是针对MTO装置产生的污水不满足污水处理场进水质量的要求，而提供一种对含甲醇和二甲醚的污水进行处理的工艺。使用本发明工艺处理后得到的净化水中甲醇和二甲醚两种物质总重量含量不大于100ppm，满足污水处理场进水质量要求，并且能回收污水中的甲醇和二甲醚等对环境有害的物质，它们既可作为甲醇制取低碳烯烃的原料返回MTO装置，也可用作其它用途。
本发明的技术方案是：含有甲醇和二甲醚的污水，进入二甲醚汽提塔，二甲醚汽提塔塔顶产生二甲醚等气体混合物，二甲醚汽提塔塔底出含甲醇水，含甲醇水经换热、加压后进入甲醇汽提塔，甲醇汽提塔塔顶产生甲醇气体，经冷却后，一部分作为回流返回甲醇汽提塔塔顶，另一部分作为甲醇产物，甲醇汽提塔塔底出净化水，送至装置外，甲醇汽提塔回流比为1～80，其中所述二甲醚汽提塔塔顶产生的二甲醚等气体混合物，冷却后进入回流罐，回流罐的液相作为回流返回二甲醚汽提塔塔顶，回流罐的气相物流，经冷凝成液相后作为二甲醚产物；或者所述二甲醚汽提塔塔顶产生的二甲醚等气体混合物经冷却冷凝成液相后进入回流罐，一部分作为回流返回二甲醚汽提塔塔顶，另一部分作为二甲醚产物。
本发明所述二甲醚汽提塔分为两段，塔顶到进料入口为精馏段，进料入口到塔底为提馏段，二甲醚汽提塔有20～55块理论板，其进料口开在从塔顶向塔底数的第8～30块理论板处；二甲醚汽提塔塔顶操作压力为0.1～1.2MPa，最好为0.3～0.6Mpa；二甲醚汽提塔塔底温度为100～190℃，最好为130～165℃；二甲醚汽提塔塔底用压力为0.2～2.0MPa的蒸汽通过重沸器加热汽提，最好用压力为0.5～1.0MPa的蒸汽。
本发明所述二甲醚汽提塔回流罐的操作温度为-25～55℃，最好为5～45℃。
本发明所述甲醇汽提塔分为两段，塔顶到进料入口为精馏段，进料入口到塔底为提馏段，甲醇汽提塔有40～70块理论板，其进料口开在从塔顶向塔底数的第10～35块理论板处，优先在第13-20块理论板处。甲醇汽提塔塔顶操作压力为0.05～1.2MPa，最好为0.1～0.3Mpa；甲醇汽提塔塔底温度为90℃～190℃，最好为110～140℃。
本发明所述甲醇汽提塔塔底用压力为0.2～2.0MPa的蒸汽通过重沸器加热汽提，最好用压力为0.3～0.7MPa的蒸汽。
本发明所述甲醇汽提塔回流罐操作温度为20～100℃，最好为35～60℃。
本发明所述的含甲醇和二甲醚的污水处理工艺，特别适用于处理甲醇转化制取低碳烯烃(MTO)装置产生的污水。
本发明的有益效果是：
1)本发明所述工艺可对MTO装置产生的污水进行处理，经处理后得到的净化水中甲醇和二甲醚两种物质总重量含量不大于100ppm，满足污水处理场进水质量要求。
2)本发明所述工艺能回收污水中的甲醇和二甲醚等对环境有害的物质，回收得到的甲醇产物和二甲醚产物的纯度都能达到90重量％以上，较高的可达95重量％以上，最高可达到99重量％以上。它们既可作为甲醇制取低碳烯烃的原料返回MTO装置，也可用作其它用途。
3)本发明工艺因采用双塔进行汽提，操作灵活，对污水中甲醇和二甲醚浓度的适应范围宽，虽然总的蒸汽消耗量较大，但由于甲醇汽提塔操作压力低，因此可采用工厂内用途不大的低压蒸汽进行汽提，节约公用工程费用。
下面通过附图和具体实施方式来详细说明本发明，但并不限制本发明的范围。
附图说明
图1是本发明工艺的一种简单流程图。
图2是本发明工艺的另一种简单流程图。
图中所示附图标记为：
1-污水泵，    2-换热器，    3-二甲醚汽提塔，    4-重沸器，5-冷却器，    6-回流罐，    7-回流泵，    8-冷凝器，9-含醇水泵，    10-甲醇汽提塔，    11-甲醇气体冷凝冷却器，12-甲醇回流罐，    13-甲醇回流泵，    14-甲醇汽提塔重沸器。
具体实施方式
如图1所示，含有甲醇和二甲醚的污水，通过污水泵1加压，再经换热器2与二甲醚汽提塔3塔底出来的含甲醇水换热后进入二甲醚汽提塔3，二甲醚汽提塔3塔顶产生二甲醚等气体混合物，经冷却器5冷却后进入回流罐6，回流罐6中的液相物流，经回流泵7升压后，作为回流返回二甲醚汽提塔3塔顶，回流罐6中的二甲醚汽相物流，经冷凝器8冷凝成液相作为二甲醚产物，二甲醚产物可作为甲醇制取低碳烯烃的原料返回MTO装置反应部分，也可送出装置外作其它用途。二甲醚汽提塔3塔底出含甲醇水，二甲醚汽提塔3塔底用蒸汽通过重沸器4加热汽提，二甲醚汽提塔3塔底出的含甲醇水与含甲醇和二甲醚的污水换热后，经含醇水泵9加压后进入甲醇汽提塔10，甲醇汽提塔10的塔底用蒸汽通过甲醇汽提塔重沸器14加热汽提。甲醇汽提塔10的塔顶产生甲醇气体，甲醇气体经甲醇气体冷凝冷却器11冷却后进入甲醇回流罐12，然后经甲醇回流泵13升压后，一部分作为回流返回甲醇汽提塔10塔顶，另一部分作为甲醇产物，此产物可作为甲醇制取低碳烯烃的原料返回MTO装置反应部分，也可送出装置外作其它用途，优先作为甲醇制取低碳烯烃的原料返回MTO装置反应部分；甲醇汽提塔10塔底出甲醇和二甲醚两种物质总重量含量不大于100ppm的净化水，冷却后送至装置外。
图2与图1不同的是：二甲醚汽提塔3塔顶产生的二甲醚等气体混合物，经冷却器5和冷凝器8冷凝成液相后进入回流罐6，经回流泵7升压后，一部分作为回流返回塔顶，另一部分作为二甲醚产物。

Claims (10)

1.一种含甲醇和二甲醚的污水处理工艺，其特征在于包括下述步骤：
含有甲醇和二甲醚的污水，换热后进入二甲醚汽提塔，二甲醚汽提塔塔顶产生二甲醚等气体混合物，二甲醚汽提塔塔底出含甲醇水，含甲醇水经换热、加压后进入甲醇汽提塔，甲醇汽提塔塔顶产生甲醇气体，经冷却后，一部分作为回流返回甲醇汽提塔塔顶，另一部分作为甲醇产物，甲醇汽提塔塔底出净化水，送至装置外，甲醇汽提塔回流比为1～80，其中所述二甲醚汽提塔塔顶产生的二甲醚等气体混合物，冷却后进入回流罐，回流罐的液相作为回流返回二甲醚汽提塔塔顶，回流罐的气相物流，经冷凝成液相后作为二甲醚产物；或者所述二甲醚汽提塔塔顶产生的二甲醚等气体混合物经冷却冷凝成液相后进入回流罐，一部分作为回流返回二甲醚汽提塔塔顶，另一部分作为二甲醚产物；
所述二甲醚汽提塔分为两段，塔顶到进料入口为精馏段，进料入口到塔底为提馏段，二甲醚汽提塔有20～55块理论板，其进料口开在从塔顶向塔底数的第8-30块理论板处；二甲醚汽提塔塔顶操作压力为0.1～1.2MPa，二甲醚汽提塔塔底温度为100～190℃，二甲醚汽提塔塔底用压力为0.2～2.0MPa的蒸汽通过重沸器加热汽提；
所述甲醇汽提塔分为两段，塔顶到进料入口为精馏段，进料入口到塔底为提馏段，甲醇汽提塔有40～70块理论板，其进料口开在从塔顶向塔底数的第10-35块理论板处，甲醇汽提塔塔顶操作压力为0.05～1.2MPa，甲醇汽提塔塔底温度为90℃～190℃，甲醇汽提塔塔底用压力为0.2～2.0MPa的蒸汽通过重沸器加热汽提。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述二甲醚汽提塔塔顶操作压力为0.3～0.6Mpa；二甲醚汽提塔塔底温度为130～165℃。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述甲醇汽提塔塔顶操作压力为0.1～0.3Mpa；甲醇汽提塔塔底温度为110～140℃。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述二甲醚汽提塔塔底用压力为0.5～1.0MPa的蒸汽通过重沸器加热汽提。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述二甲醚汽提塔回流罐的操作温度为-25～55℃。
6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于：所述二甲醚汽提塔回流罐的操作温度为5～45℃。
7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述甲醇汽提塔塔底用压力为0.3～0.7MPa的蒸汽通过重沸器加热汽提。
8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述甲醇汽提塔回流罐操作温度为20～100℃。
9.根据权利要求8所述的工艺，其特征在于：所述甲醇汽提塔回流罐操作温度为35～60℃。
10.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述甲醇汽提塔进料口开在从塔顶向塔底数的第13-20块理论板处。
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