CN101734737A - 一种乙烯装置工艺水汽提塔出水的处理方法 - Google Patents

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一种乙烯装置工艺水汽提塔出水的处理方法。本发明采用在进水中混入惰性气体的真空膜蒸馏法去除工艺水汽提塔出水中溶解的烃类和酸性气体，提高稀释蒸汽发生系统的进水水质。该方法不仅进一步降低了工艺水汽提塔出水中烃类和酸性气体含量，避免了稀释蒸汽发生系统的结垢，延长了装置运行周期，并且减少稀释蒸汽发生系统的排污水量、乙烯装置的脱盐水用量和系统缓蚀剂的用量。

Description

一种乙烯装置工艺水汽提塔出水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种工业水处理方法，更具体地说，涉及一种乙烯工艺水汽提塔出水的膜处理方法。
背景技术
在乙烯装置中，裂解气和稀释蒸汽的混合物经急冷锅炉、油急冷塔冷却至105～110℃左右，进入急冷水塔。在急冷水塔顶部，裂解气温度降至约40℃，送入裂解气压缩机。急冷水塔塔釜的温度约80～90℃，可以分离出大部分的稀释蒸汽和裂解汽油。急冷水塔的塔釜油水混合物经油水分离后，部分水(称为急冷水)经冷却后返回急冷水塔进行塔顶喷淋；部分水(称为工艺水)送至稀释蒸汽发生器发生蒸汽。
急冷水塔塔釜引出的工艺水，在进入稀释蒸汽发生系统之前要去除烃类和酸性物质，否则这类物质将导致稀释蒸汽发生系统的换热器结垢。
在急冷水和工艺水中，含有烃类0.2～0.6wt％(其中含有苯乙烯约150mg/L)，还含有溶解的硫化氢、氯化氢、碳酸气，甲酸、乙酸、苯酚、丙烯酸、丙酸、环烷酸，NH4OH、消泡剂、破乳剂、脱氧剂、固体分散剂、减蚀剂等物质。
稀释蒸汽发生系统的结垢程度主要取决于原水中苯乙烯的含量，要将结垢程度降至最低，原水中的苯乙烯含量应当小于1mg/L。目前，急冷水一般首先在油水分离单元去除分散于其中的烃类，然后在低压水汽提塔，用蒸汽将溶解在水中的苯乙烯汽提出去。
现有技术中，一般采用汽提法处理工艺水，汽提后的工艺水直接进入稀释蒸汽发生系统。由于汽提的效果有限，工艺水中含有较高含量的烃类物质(例如苯乙烯)，进入稀释蒸汽发生系统后会导致结垢，常常导致汽提后的工艺水排放到污水处理系统；为保证稀释蒸汽的质量，稀释蒸汽发生器必须有一定量的排污，由于汽提塔出水水质差，导致稀释蒸汽发生系统的排污水量增大；由于大量排水，还增加了系统的新鲜水量用量。
发明内容
为了避免稀释蒸汽发生系统结垢、延长装置运行周期，减少工艺水和稀释蒸汽发生系统的污水排放量和乙烯装置的新鲜水用量，本发明提供了一种乙烯装置工艺水汽提塔出水的处理方法。
本发明的乙烯工艺水汽提塔出水的处理方法是这样实现的：
一种乙烯装置工艺水汽提塔出水的处理方法，所述工艺水汽提塔出水中溶解有烃类和酸性气体，其特征在于：
首先在所述工艺水汽提塔出水中混入惰性气体，所述惰性气体选自甲烷、乙烷、丙烷、丁烷中的一种或几种；然后采用疏水微孔膜对所述工艺水汽提塔出水进行真空膜蒸馏处理；
所述烃类和酸性气体透过所述疏水微孔膜返回到急冷水塔，所述真空膜蒸馏的出水进入稀释蒸汽发生器。
在具体实施时，所述疏水微孔膜是微滤膜或超滤膜；所述疏水微孔膜的膜组件选自平板式、卷式、管式、毛细管式或中空纤维式。
在具体实施时，所述惰性气体与所述工艺水汽提塔出水的体积比为大于0～0.05∶1。所述真空膜蒸馏处理的操作温度为35℃～95℃、真空侧操作压力为5～80kPa。
本发明在进水中混入惰性气体，通过真空膜蒸馏去除工艺水汽提塔出水中溶解的烃类物质(例如苯乙烯)和其他酸性气体，提高稀释蒸汽发生器进水的水质，分离得到的烃类物质和其他酸性气体返回到急冷水塔。
在进入膜组件的汽提塔出水中混入惰性气体，该惰性气体与目标杂质烃类(苯乙烯)属于同系物，有利于携带烃类(苯乙烯)从水中逸出到达汽液界面；另外加入惰性气体降低了汽液界面处水蒸汽的分压；这些都有利于以更小的跨膜压差去除烃类杂质，减少水蒸汽的携带量。膜蒸馏操作同时也会去除水中少量的酸性气体。
本发明的方法，进一步脱除了工艺水中的结垢物质(苯乙烯等烯烃)和酸性气体。降低了工艺水汽提塔出水中烯烃等烃类和酸性气体的含量，避免了稀释蒸汽发生系统的结垢，延长装置运行周期，因而减少稀释蒸汽发生系统的排污水量、乙烯装置的脱盐水用量和系统缓蚀剂的用量。
附图说明
图1，实施例1采用一级疏水微孔膜的工艺流程示意图。
图2，实施例2采用二级疏水微孔膜的工艺流程示意图。
图3，现有技术采用工艺水汽提塔的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例进一步详述本发明的技术方案，本发明的保护范围不局限于下述的具体实施方式。
实施例1：
采用一级疏水微孔膜组件处理乙烯工艺水汽提塔排出水，工艺流程示意图见图1。
汽提塔排出水中含有烃类和酸性气体等杂质，其中苯乙烯含量为5mg/L。
采用聚芳醚砜酮中空纤维微孔疏水膜组件处理汽提塔排出水，膜组件中膜纤维的内径为0.52mm，膜纤维的平均孔径为0.2μm(微滤膜)。
首先降低汽提塔排出水的温度至95℃，然后通过混气装置在汽提塔排出水中混入乙烷气体，气水体积比为0.005∶1。混气后的汽提塔排出水进入膜组件纤维管内，其在膜纤维管中的流速为5m/s。
膜组件真空侧连接喷射泵，控制真空侧的真空度为70kPa。该喷射泵用水为动力，水源为冷却后的急冷水，即引自急冷水塔塔顶喷淋水。
由于纤维管外压力低于纤维管内水的饱和蒸气压，惰性气体携带烯烃、酸性气体和水蒸汽透过聚芳醚砜酮中空纤维微孔疏水膜，杂质和水得到分离。
喷射泵出水携带污染物引入急冷塔；膜组件出水中苯乙烯的浓度为0.75mg/L，脱除率为85％，满足了稀释蒸汽发生器对水质的要求，膜组件的产水作为稀释蒸汽发生器的给水。
实施例2：
采用二级疏水微孔膜组件处理乙烯工艺水汽提塔排出水，工艺流程示意图见图2。
汽提塔排出水中含有烃类和酸性气等杂质，其中苯乙烯含量为5mg/L。
采用聚芳醚砜酮中空纤维微孔疏水膜组件处理乙烯工艺水汽提塔排出水，膜组件中膜纤维的内径为0.52mm，膜纤维的平均孔径为0.2μm(微滤膜)。
首先降低汽提塔排出水的温度至50℃，然后通过混气装置在汽提塔排出水中混入乙烷气体，气水体积比为0.01∶1。混气后的汽提塔排出水进入第一级膜组件纤维管内，其在膜纤维管中的流速为5m/s。
第一级膜组件真空侧连接喷射泵，控制真空侧的真空度为10kPa。该喷射泵用水蒸汽为动力。
由于纤维管外压力低于纤维管内水的饱和蒸气压，惰性气体携带烯烃、酸性气体和少量水蒸汽透过聚芳醚砜酮中空纤维微孔疏水膜，杂质和水得到分离。喷射泵出水携带污染物引入急冷塔。
第一级膜组件出水中苯乙烯的浓度为2mg/L，脱除率为60％。该水再次混入乙烷气体，气水体积比为0.01∶1。然后混气的水引入第二级膜组件纤维管内，其在膜纤维管中的流速为5m/s。
第二级膜组件真空侧连接喷射泵，控制真空侧的真空度为10kPa。该喷射泵用水蒸汽为动力。喷射泵出水携带污染物引入急冷塔。
第二级膜组件出水中苯乙烯的浓度为0.8mg/L，脱除率为60％，满足了稀释蒸汽发生器对水质的要求。膜组件的产水作为稀释蒸汽发生器的给水。

Claims (4)

1.一种乙烯装置工艺水汽提塔出水的处理方法，所述工艺水汽提塔出水中溶解有烃类和酸性气体，其特征在于：
首先在所述工艺水汽提塔出水中混入惰性气体，所述惰性气体选自甲烷、乙烷、丙烷、丁烷中的一种或几种；然后采用疏水微孔膜对所述工艺水汽提塔出水进行真空膜蒸馏处理；
所述烃类和酸性气体透过所述疏水微孔膜返回到急冷水塔，所述真空膜蒸馏的出水进入稀释蒸汽发生器。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：
所述疏水微孔膜是微滤膜或超滤膜；
所述疏水微孔膜的膜组件选自平板式、卷式、管式、毛细管式或中空纤维式。
3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于：
所述惰性气体与所述工艺水汽提塔出水的体积比为大于0～0.05∶1。
4.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于：
所述真空膜蒸馏处理的操作温度为35℃～95℃、真空侧操作压力为5～80kPa。
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