CN102093153B - Mto含催化剂微粉反应气优化组合净化分离的方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及MTO含催化剂微粉反应气优化组合净化分离的方法与装置,提供了一种MTO含催化剂微粉反应气优化组合净化分离的方法,该方法包括:(a)对MTO含催化剂微粉的反应气进行洗涤净化降温,对洗涤后的反应气中夹带的雾沫以及未洗涤下的催化剂微粉进行分离回收;(b)对含催化剂微粉的洗涤液进行固液分离,分离后净化的洗涤液经后续换热、汽提处理后重复使用;以及(c)对含催化剂微粉的洗涤液进行固液分离,分离后含催化剂微粉的洗涤液再经浓缩处理,最终采用离心脱水或干燥使催化剂微粉以固态形式回收。还提供了一种MTO含催化剂微粉反应气优化组合净化分离的装置。
Description
技术领域
本发明属于煤化工技术领域,涉及一种MTO含催化剂微粉反应气优化组合净化分离的方法。具体地说,本发明涉及对MTO含催化剂微粉反应气洗涤净化降温,对反应器出洗涤塔(急冷塔/水洗塔)夹带的雾沫及未洗涤下的催化剂微粉分离回收,对含催化剂洗涤液(急冷水/水洗水)净化循环、对洗涤液(急冷水/水洗水)中的催化剂微粉以固态颗粒进行回收的方法。本发明还涉及一种MTO含催化剂微粉反应气优化组合净化分离的装置。
背景技术
MTO(Methanol To Olefins)是指由甲醇制造低碳烯烃(乙烯、丙烯、丁烯等)的技术,主要原理是从煤出发经合成气生产甲醇,再由甲醇转化为低碳烯烃(主要成分为乙烯和丙烯),低碳烯烃是最重要的基本有机化工原料,市场需求旺盛。由于石油资源日益枯竭,原油价格居高不下,传统的低碳烯烃生产路线(裂解炼油所得轻烃和石脑油)将面临原料供应紧张的挑战。MTO技术成功工业化将开辟一条崭新的现代煤化工技术路线,具有资源优势和经济优势,对能源发展具有重要的意义。MTO反应部分包括反应器和再生器,产物净化部分包括急冷塔、水洗塔、碱洗塔和干燥塔,其余为产物分离部分。常用的反应器是流化床反应器,在反应器内反应物甲醇和烯烃产物均以气相存在,反应气夹带催化剂经反应器顶部三级或四级旋风分离器后去产品净化部分,因旋风分离器的分离局限性,反应器经旋风分离后还夹带少量颗粒粒径小于10μm或者5μm的催化剂微粉颗粒,必须在产物净化部分进行有效去除,而MTO催化剂相对比较贵重,也需要采取有效的手段进行回收。
US 6166282公开了一种MTO流化床反应器,在反应器顶部安装有一组旋风分离器,以从产物排出流中分离催化剂固体颗粒,防止催化剂颗粒被夹带出反应器。虽然反应气流通过几个旋风分离装置,但是仍然会有催化剂颗粒随产物排出流一起离开反应器,在急冷塔和水洗塔内这些催化剂微粉分别随急冷水和水洗水与反应气体产物分离,随急冷水和水洗水进入水循环系统,从而造成下游设备的磨损、堵塞,缩短了装置的运转周期。
US 5744680A公开了一种由氧化物制取轻烃的方法,其中含催化剂物流从湿法洗涤步骤排出。US 6870072也公开了利用湿法洗涤区移走产物排出流中的催化剂。该专利申请采用催化剂浓缩液排出装置的方法,既造成了洗涤液(急冷水/水洗水)的浪费,又未能有效回收催化剂微粉。
US 0234281和CN 1942558A针对MTO急冷水,公开了一种采用一套串联或并联组合运行的一个或多个固液旋风分离器或旋液分离器,催化剂经分离后回收使用。从反应器排出的产物流在反应器内已经经过几个气固旋风分离装置,因此MTO急冷水中催化剂颗粒的粒径非常小(一般不大于5微米),水洗水中的颗粒会更小(3微米以下)。但常规的固液旋风或旋液分离器的有效捕捉粒径在5-10微米左右,只能去除因反应器顶旋风分离器失效或操作不稳定等非正常工作条件下跑损的催化剂,而对于装置平稳运行时旋风分离器的正常工作状态下很难去除5微米以下的固体颗粒,所以上述专利申请中的固液旋风或旋液分离器只能用作跑催化剂事故时使用,正常操作情况下不能起到预期效果。
上述专利申请都涉及控制反应气中夹带催化剂微粉或者夹带催化剂微粉反应气经洗涤后的洗涤液(急冷水/水洗水)进行净化的方法或装置。而本领域尚未开发出一种能经济、高效、操作简单且适于长周期运转的对夹带催化剂微粉反应气进行净化降温,对洗涤液(急冷水/水洗水)进行分离澄清再循环,对催化剂微粉以固态回收再利用的方法。
因此,本领域迫切需要开发出一种能经济、高效、操作简单且适于长周期运转的对夹带催化剂微粉反应气进行净化降温,对洗涤液(急冷水/水洗水)进行分离澄清再循环,对催化剂微粉以固态回收再利用的方法。
发明内容
本发明提供了一种新的MTO含催化剂微粉反应气优化组合净化分离的方法与装置,从而克服了现有技术存在的缺陷。
一方面,本发明提供了一种MTO含催化剂微粉反应气优化组合净化分离的方法,该方法包括:
(a)对MTO含催化剂微粉的反应气进行洗涤净化降温,对洗涤后的反应气中夹带的雾沫以及未洗涤下的催化剂微粉进行分离回收;
(b)对含催化剂微粉的洗涤液进行固液分离,分离后净化的洗涤液经后续换热、汽提处理后重复使用;以及
(c)对含催化剂微粉的洗涤液进行固液分离,分离后含催化剂微粉的洗涤液再经浓缩处理,最终采用离心脱水或干燥使催化剂微粉以固态形式回收。
在一个优选的实施方式中,所述MTO含催化剂微粉反应气夹带的催化剂微粉颗粒含量为1-500mg/m3,催化剂颗粒粒径为0.1-30μm,催化剂骨架密度为1.1~3kg/m3。
在另一个优选的实施方式中,所述对MTO含催化剂微粉反应气进行洗涤净化降温采用雾化液滴喷淋洗涤或动力波洗涤的方法进行;所述对洗涤后的反应气中夹带的雾沫以及未洗涤下的催化剂微粉进行分离回收采用旋流管或者旋流板的方法进行。
在另一个优选的实施方式中,所述对含催化剂微粉的洗涤液进行固液分离采用微旋流分离或过滤分离进行,分离前洗涤液的固含量为30-400mg/L,分离后洗涤液的固含量为10-50mg/L。
在另一个优选的实施方式中,所述分离后净化的洗涤液经后续换热、汽提冷却去除甲醇后回用,所述分离后含催化剂微粉的洗涤液再经浓缩处理,其中,所述分离后含催化剂微粉的洗涤液占含催化剂微粉的洗涤液流量的1-10体积%。
在另一个优选的实施方式中,所述分离后含催化剂微粉的洗涤液经微旋流分离与重力沉降或微旋流分离与过滤、重力沉降耦合分离的方法进一步浓缩到固含量为30-70体积%。
在另一个优选的实施方式中,对所述固含量为30-70体积%的浓缩的分离后含催化剂微粉的洗涤液进行干燥或者离心脱水,其中,所述干燥采用喷浆造粒干燥或者蒸汽回转管干燥的方法,干燥后的催化剂回收,干燥后的气体去火炬或者冷凝后回收。
在另一个优选的实施方式中,对所述固含量为30-70体积%的浓缩的分离后含催化剂微粉的洗涤液进行干燥后的催化剂颗粒的含水量不大于5体积%,或者对所述固含量为30-70体积%的浓缩的分离后含催化剂微粉的洗涤液进行离心脱水后的催化剂颗粒的含水量不大于10体积%。
在另一个优选的实施方式中,该方法对所述MTO含催化剂微粉的催化剂颗粒去除率大于99%,对分离后净化的洗涤液的循环使用率超过98%,对分离后含催化剂微粉的洗涤液中的催化剂微粉的回收率大于96%,系统操作能耗不大于0.6MPa。
另一方面,本发明提供了一种MTO含催化剂微粉反应气优化组合净化分离的装置,该装置包括:
洗涤塔,用以对MTO含催化剂微粉的反应气进行洗涤净化降温;
气-固/液分离器,用以对洗涤后的反应气中夹带的雾沫以及未洗涤下的催化剂微粉进行分离回收;
微旋流澄清器,用以对含催化剂微粉的洗涤液进行固液分离;
换热装置、汽提装置,用以对分离后净化的洗涤液进行后续换热、汽提处理;
微旋流浓缩器,用以对分离后含催化剂微粉的洗涤液进行浓缩处理;以及
离心脱水机或干燥机,用以使催化剂微粉以固态形式回收。
附图说明
图1是根据本发明一个实施方式的MTO含催化剂微粉反应气组合净化分离流程的示意图。
图2是根据本发明另一个实施方式的MTO含催化剂微粉反应气组合净化分离流程的示意图。
图3是根据本发明再一个实施方式的MTO含催化剂微粉反应气组合净化分离流程的示意图。
图4是根据本发明再一个实施方式的MTO含催化剂微粉反应气组合净化分离流程的示意图。
具体实施方式
本发明的发明人经过广泛而深入的研究后发现,针对MTO反应气净化操作过程中夹带的催化剂微粉颗粒粒径小(正常操作状态下为1-10μm,事故状态下为1-50μm),固体颗粒含量少,净化要求高(催化剂颗粒去除率要求不低于98%)的特点,首先采用洗涤-旋流耦合分离方法对反应气中夹带的催化剂微粉进行分离,因反应气中夹带的催化剂微粉为经催化三旋分离不下来的催化剂微粉,反应气气量大且温度高,不能用静电或者精密过滤的手段进行除尘(催化剂颗粒),因此必须用湿法洗涤的手段对催化剂微粉进行去除;而通过研究洗涤过程中,未洗涤下的催化剂颗粒在洗涤过程中会被液膜包覆的现象,进而启发了采用旋流气-液分离方法对反应气出洗涤塔(急冷塔/水洗塔)前夹带的雾滴及催化剂颗粒进行分离,进一步对反应气进行分离;其次,对洗涤液(急冷水/水洗水)进行净化处理过程,研究了对洗涤液(急冷水/水洗水)这种操作通量大,固体颗粒粒径小(1-10μm),大多颗粒粒径小于5μm的固液体系特点,最有效、价廉的方法是采用旋流分离器;但是由于常规的旋流、旋液分离器的分割粒径大于5微米,在正常工况下很难去除5微米以下的固体颗粒,而分离精度为1-2μm的高精密反冲洗过滤器又存在造价高,且占地面积大,易堵塞等问题,在该工况下使用效果不理想,而微旋流分离器具有旋流分离装置适用性广泛、结构简单、适应性强、易维护、可靠性高等优点,而且和普通的旋流分离装置相比,分离效率要高很多(d75小于3微米);和高速离心分离器、精密反冲洗过滤器相比有投资成本低,易维护,操作成本低等优势,故采用微旋流分离技术对洗涤液(急冷水/水洗水)进行净化分离的方法,使净化洗涤液(急冷水/水洗水)循环使用;再次,根据经济、高效且操作简单的要求,采用微旋流浓缩加重力沉降耦合分离方法对催化剂浓缩液进行浓缩,最终采用干燥或者离心分离对催化剂浓缩液进行脱水处理,实现催化剂颗粒以固态回收的方法。基于上述发现,本发明得以完成。
在本发明的第一方面,提供了一种对MTO含催化剂微粉反应气净化分离,对洗涤液(急冷水/水洗水)净化、催化剂微粉回收的方法,该方法包括:
对MTO含催化剂微粉反应气进行洗涤净化、降温,对洗涤后的反应气出洗涤塔(急冷塔/水洗塔)前夹带的雾沫及未洗涤下的催化剂微粉进行分离回收,以对含催化剂微粉的反应气进行净化;
对洗涤后含催化剂的洗涤液(急冷水/水洗水)进行密闭固液分离,以去除洗涤液(急冷水/水洗水)中的催化剂颗粒;
对固液分离后的净化洗涤液(急冷水/水洗水)去后续装置处理后进行循环利用,保障后续换热及汽提装置连续稳定运行;
对固液分离后的含催化剂浓缩液进行进一步的浓缩,以得到浓度更高的催化剂浆液;
对经进一步浓缩后的催化剂浆液去干燥或者离心脱水处理,以使催化剂微粉以固态形式回收;
对经干燥产生的反应气去火炬燃烧或者经冷凝器冷凝回收;
对经离心脱水过程产生的净化洗涤液(急冷水/水洗水)送往洗涤塔(急冷塔/水洗塔)进行回用。
较佳地,所述MTO反应气夹带的催化剂微粉颗粒含量为1-500mg/m3,催化剂颗粒粒径为0.1-30μm,催化剂骨架密度为1.1-3kg/m3。
较佳地,所述的反应气净化洗涤可采用雾化液滴洗涤或者动力波洗涤进行。
较佳地,所述对洗涤后的反应气出洗涤塔(急冷塔/水洗塔)前夹带的雾沫及未洗涤下的催化剂微粉可采用旋流气-固/液分离器或者旋流板气-液分离器进行分离回收。在分离过程中,由于固体颗粒是以液膜包覆形式,对3微米以下的微细催化剂颗粒也能有效去除,分离过程能耗不大于0.005MPa。
较佳地,所述对MTO反应气夹带的催化剂微粉颗粒进行洗涤、塔顶旋流分离后,催化剂颗粒去除率不低于99%。
较佳地,对含催化剂微粉的全部或部分洗涤液(急冷水/水洗水)首先进行澄清处理,该澄清过程的固液分离可采用微旋流分离的方法进行。
较佳地,对含催化剂微粉的全部或部分洗涤液(急冷水/水洗水)澄清过程的固液分离也可直接采用高精密过滤器进行直接过滤分离。
较佳地,澄清处理前洗涤液(急冷水/水洗水)的固含量为30-400mg/L,澄清处理后洗涤液(急冷水/水洗水)的固含量为10-50mg/L,该分离过程能耗不大于0.2MPa。
较佳地,所述含催化剂微粉的全部洗涤液(急冷水/水洗水)进行了微旋流或精密过滤分离,净化后的洗涤液(急冷水/水洗水)去后续换热、汽提等装置后返回循环使用。
较佳地,所述含催化剂微粉的部分洗涤液(急冷水/水洗水)进行了微旋流或精密过滤分离,净化后的洗涤液(急冷水/水洗水)返回急冷塔底液相上部达到平衡浓度后去后续换热、汽提等装置后返回循环使用。
较佳地,所述澄清过程产生的含催化剂的固相浓缩液进入后续分离浓缩装置进一步处理,该固相浓缩液占澄清处理洗涤液(急冷水/水洗水)流量的1-10体积%。
较佳地,所述含催化剂的固相浓缩液可采用微旋流分离与重力沉降耦合分离方法进行进一步浓缩。
较佳地,所述含催化剂的固相浓缩液也可采用微旋流分离与过滤、重力沉降耦合分离方法进行进一步浓缩。
较佳地,所述催化剂的固相浓缩液进行进一步浓缩后得到固含量为30-70体积%的催化剂浆液,其中,分离过程产生的澄清液返回洗涤塔(急冷塔/水洗塔)底部,该分离过程能耗不大于0.25MPa。
较佳地,对所述30-70体积%的催化剂浆液进行进一步脱水处理,以使催化剂以固相状态回收。
较佳地,所述脱水过程可采用喷浆造粒干燥或者蒸汽回转管干燥的方法进行脱水,干燥处理后的催化剂颗粒含水不大于5%。
较佳地,所述干燥脱水过程产生的气体可直接去火炬燃烧处理。
较佳地,所述干燥脱水过程产生的气体也可通过冷凝器冷凝后返回洗涤塔(急冷塔/水洗塔)回用。
较佳地,所述脱水过程也可采用离心脱水,脱水后催化剂颗粒的含水量不大于10体积%。
较佳地,所述离心脱水产生的净化洗涤液(急冷水/水洗水)返回洗涤塔(急冷塔/水洗塔)循环使用。
较佳地,所述通过微旋流分离、精密过滤分离、重力沉降、干燥脱水或离心脱水等组合分离过程后,洗涤液(急冷水/水洗水)中催化剂微粉回收率大于96%,系统操作能耗不大于0.6MPa。
具体地,本发明的对MTO含催化剂微粉反应气净化分离,对洗涤液(急冷水/水洗水)净化、催化剂微粉脱水回收的方法包括:
首先,对MTO含催化剂微粉反应气进行雾化液滴或者动力涤洗涤净化、降温,其中反应气中夹带的催化剂颗粒含量为1-500mg/m3,催化剂颗粒粒径为0.1-10μm,催化剂骨架密度为2.1-2.5kg/m3;再对洗涤后的反应气出洗涤塔(急冷塔/水洗塔)前夹带的雾沫及未洗涤下的催化剂微粉进行分离回收,以上过程对反应气中夹带的催化剂微粉颗粒的去除效率不低于99%;
其次,对进入洗涤液(急冷水/水洗水)的催化剂进行净化分离,防止洗涤液(急冷水/水洗水)夹带催化剂微粉进入后续换热、汽提等装置堵塞设备,进而影响整个系统的长周期运行,该过程采用微旋流分离方法对35%的循环洗涤液(急冷水/水洗水)进行净化分离(其中循环洗涤液(急冷水/水洗水)的固含量约200-300mg/L,澄清净化后的洗涤液(急冷水/水洗水)为20-30mg/L,分离过程能耗不大于0.2MPa),澄清净化液返回洗涤塔(急冷塔/水洗塔)液相空间的上部,然后由泵打到后续换热、汽提装置处理后返回循环使用(其中洗涤液(急冷水/水洗水)在整个循环系统中的平衡浓度约为210-230mg/L);
最后,对进入洗涤液(急冷水/水洗水)的催化剂进行分离回收,起到防止微细固体颗粒物扩散带来的环境问题,且回收了资源,该过程首先采用微旋流浓缩-重力沉降耦合分离方法对微旋流澄清过程中产生的催化剂浓缩液进一步浓缩到固含量为30-70%的状态,最后通过离心机将该催化剂浓缩浆液进行脱水处理,脱水后催化剂颗粒(含水不大于10%)以固态形式进行回收,脱水过程产生的澄清洗涤液(急冷水/水洗水)返回洗涤塔(急冷塔/水洗塔)进行回用。
较佳地,所述MTO含催化剂微粉反应气通过湿法洗涤加旋流脱液处理后,进行了所述微旋流分离后,反应气中夹带的催化剂微粉颗粒的去除效率不低于99%,旋流分离过程能耗不大于0.005MPa。
较佳地,所述对洗涤液(急冷水/水洗水)净化微旋流分离过程,催化剂微粉去除率不低于90%,分离精度为1-2μm。
较佳地,所述占洗涤液(急冷水/水洗水)循环量35%的含催化剂洗涤液(急冷水/水洗水)进行微旋流分离后最终循环洗涤液(急冷水/水洗水)的固含量不大于250mg/L,洗涤液(急冷水/水洗水)循环使用率不低于98%。
以下参看附图。
图1是根据本发明一个实施方式的MTO含催化剂微粉反应气组合净化分离流程的示意图。该流程是对全部的洗涤液(急冷水/水洗水)进行微旋流分离净化。如图1所示,MTO高温含催化剂微粉反应气由洗涤塔(急冷塔/水洗塔)1底部进入,从洗涤塔(急冷塔/水洗塔)顶自上而下多层喷淋雾滴与自下而上的反应气逆向接触,在该段完成对反应气降温和洗涤去除反应气中催化剂微粒的过程,接着再通过塔顶安装的旋流气-固/液分离器8对反应气出洗涤塔(急冷塔/水洗塔)前夹带的雾沫及未洗涤下的催化剂微粉进行分离回收,以上两过程完成了对反应气净化,催化剂微粉进入洗涤液(急冷水/水洗水)中;全部的循环洗涤液(急冷水/水洗水)由循环泵打入微旋流澄清器2进行微旋流分离,经净化分离后的洗涤液(急冷水/水洗水)去后续换热、汽提装置9处理后再返回洗涤塔(急冷塔/水洗塔)循环使用;微旋流净化分离过程分离出的含催化剂浓缩液进入微旋流浓缩器3、沉降浓缩罐4进行进一步的浓缩,该过程产生的澄清液返回洗涤塔(急冷塔/水洗塔)回用;进一步浓缩后的催化剂浆液送往离心脱水机5进行脱水,脱水后的催化剂微粉以固态回收,脱水产生的澄清液返回急冷塔回用,如此循环处理。
图2是根据本发明另一个实施方式的MTO含催化剂微粉反应气组合净化分离流程的示意图。如图2所示,该流程与图1所示的流程不同的是,离心脱水机5由喷浆造粒干燥机7取代,经微旋流浓缩器3、沉降浓缩罐4进一步浓缩后的催化剂浆液送往喷浆造粒干燥机干燥,经干燥处理后的催化剂微粉回收,干燥过程产生的废气送往冷凝器6冷凝后返回急冷塔回用或者将该废气直接送往火炬燃烧处理。
该流程将只需部分对洗涤液(急冷水/水洗水)进行固液微旋流分离,一部分急冷水从洗涤塔(急冷塔/水洗塔)底部抽出后直接循环使用。
图3是根据本发明再一个实施方式的MTO含催化剂微粉反应气组合净化分离流程的示意图。如图3所示,该流程与图1所示的流程不同的是,部分(约35%)的循环洗涤液(急冷水/水洗水)由泵打入微旋流澄清器2进行处理,澄清后的洗涤液(急冷水/水洗水)返回急冷塔液相空间的上部,然后再送往后续换热、汽提装置处理后返回洗涤塔(急冷塔/水洗塔)循环使用。该流程的特点是洗涤液(急冷水/水洗水)中催化剂微粉始终保持一个较低的平衡浓度,保障后续设备的连续运转周期,循环洗涤液(急冷水/水洗水)处理量小,起到节能降耗的作用。
图4是根据本发明再一个实施方式的MTO含催化剂微粉反应气组合净化分离流程的示意图。如图4所示,该流程与图2所示的流程不同的是,部分(约35%)的循环洗涤液(急冷水/水洗水)由泵打入微旋流澄清器2进行处理,澄清后的洗涤液(急冷水/水洗水)返回急冷塔液相空间的上部,然后再送往后续换热、汽提装置处理后返回洗涤塔(急冷塔/水洗塔)循环使用,与流程3的方法相同,后续浓缩脱水采用流程2的方法。
由于洗涤塔(急冷塔/水洗塔)内溶液部分进行旋流分离外排后,始终有部分固体颗粒会排出装置,整个装置循环洗涤液(急冷水/水洗水)含固量会保持在一个平衡浓度,只要满足循环使用的要求即可。这样可以减少洗涤液(急冷水/水洗水)微旋流分离器的处理量,降低了分离的能耗。
由于急冷水一般为水采用雾化喷淋洗涤降温,所以采取对部分急冷液进行微旋流分离分离既可以保证循环洗涤液(急冷水/水洗水)的固含量保持在一个合理的平衡浓度,又可以减少分离能耗和减少占地面积。因此,对MTO含催化剂微粉反应气组合净化分离来说图3为最优流程。
本发明的方法和装置的主要优点在于:
本发明首先通过逆流洗涤与旋流脱液耦合方法对MTO含催化剂微粉反应气进行降温净化,其中利用了微细催化剂颗粒被雾化液滴包覆的特点,有效提高了催化剂颗粒的去除率;其次采用微旋流分离方法对循环洗涤液(急冷水/水洗水)进行分离净化,提高了洗涤液(急冷水/水洗水)循环使用效率,延长了装置的使用周期;最后采用分级分步浓缩与脱水耦合的思路对催化剂微粉进行有效回收,回收了资源,减少了投资和维护成本并降低了能耗。本发明对MTO含催化剂微粉反应气采用洗涤降温与旋流气-固(液)耦合处理工艺,对洗涤液(急冷水/水洗水)采用一次澄清二次浓缩最后干燥或离心脱水回收催化剂的耦合处理工艺,可有效去除MTO反应气中夹带的催化剂,且采用密闭处理的方法,消除了洗涤液(急冷水/水洗水)中甲醇的危害,保证洗涤液(急冷水/水洗水)的连续循环,有效回收催化剂微粉,保障后续换热及汽提装置连续稳定运行。本发明操作简单、能耗低且资源回收率高,适用于处理包括MTO反应气及其塔夹带微细固体颗粒烟气、反应气净化分离过程。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考,就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解,在阅读了本发明的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (6)
1.一种MTO含催化剂微粉反应气优化组合净化分离的方法,该方法包括:
(a)对MTO含催化剂微粉的反应气进行洗涤净化降温,对洗涤后的反应气中夹带的雾沫以及未洗涤下的催化剂微粉进行分离回收;其中,所述对MTO含催化剂微粉的反应气进行洗涤净化降温采用雾化液滴喷淋洗涤或动力波洗涤的方法进行;所述对洗涤后的反应气中夹带的雾沫以及未洗涤下的催化剂微粉进行分离回收采用旋流管或者旋流板的方法进行;
(b)对含催化剂微粉的洗涤液进行固液分离,分离后净化的洗涤液经后续换热、汽提处理后重复使用;其中,所述对含催化剂微粉的洗涤液进行固液分离采用微旋流分离或过滤分离进行,分离前洗涤液的固含量为30-400mg/L,分离后洗涤液的固含量为10-50mg/L;以及
(c)对含催化剂微粉的洗涤液进行固液分离,分离后含催化剂微粉的洗涤液再经浓缩处理,最终采用离心脱水或干燥使催化剂微粉以固态形式回收,其中,所述分离后含催化剂微粉的洗涤液经微旋流分离与重力沉降或微旋流分离与过滤、重力沉降耦合分离的方法进一步浓缩到固含量为30-70体积%;对所述固含量为30-70体积%的浓缩的分离后含催化剂微粉的洗涤液进行干燥或者离心脱水,其中,所述干燥采用喷浆造粒干燥或者蒸汽回转管干燥的方法,干燥后的催化剂回收,干燥后的气体去火炬或者冷凝后回收。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述MTO含催化剂微粉反应气夹带的催化剂微粉颗粒含量为1-500mg/m3,催化剂颗粒粒径为0.1-30μm,催化剂骨架密度为1.1~3kg/m3。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述分离后净化的洗涤液经后续换热、汽提冷却去除甲醇后回用,所述分离后含催化剂微粉的洗涤液再经浓缩处理,其中,所述分离后含催化剂微粉的洗涤液占含催化剂微粉的洗涤液流量的1-10体积%。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,对所述固含量为30-70体积%的浓缩的分离后含催化剂微粉的洗涤液进行干燥后的催化剂颗粒的含水量不大于5体积%,或者对所述固含量为30-70体积%的浓缩的分离后含催化剂微粉的洗涤液进行离心脱水后的催化剂颗粒的含水量不大于10体积%。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,该方法对所述MTO含催化剂微粉的催化剂颗粒去除率大于99%,对分离后净化的洗涤液的循环使用率超过98%,对分离后含催化剂微粉的洗涤液中的催化剂微粉的回收率大于96%,系统操作能耗不大于0.6MPa。
6.一种MTO含催化剂微粉反应气优化组合净化分离的装置,该装置包括:
洗涤塔,用以对MTO含催化剂微粉的反应气进行洗涤净化降温;
气-固/液分离器,用以对洗涤后的反应气中夹带的雾沫以及未洗涤下的催化剂微粉进行分离回收;
微旋流澄清器,用以对含催化剂微粉的洗涤液进行固液分离;
换热装置、汽提装置,用以对分离后净化的洗涤液进行后续换热、汽提处理;
微旋流浓缩器,用以对分离后含催化剂微粉的洗涤液进行浓缩处理;以及
离心脱水机或干燥机,用以使催化剂微粉以固态形式回收。
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