CN107628922B - 甲醇制烯烃产品气的处理系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种甲醇制烯烃产品气的处理系统。该处理系统包括碱洗装置，该处理系统还包括乙醛去除装置，乙醛去除装置设置在碱洗装置上游并与碱洗装置连通，乙醛去除装置包括至少一个亚硫酸氢盐吸收瓶，各亚硫酸氢盐吸收瓶装有亚硫酸氢盐溶液。本申请的处理系统中，在现有技术中的碱洗装置的上游增设一个乙醛去除装置，该装置中的亚硫酸氢盐吸收瓶中的亚硫酸氢盐与乙醛发生加成反应，进而避免乙醛与碱洗装置中的碱发生反应生成黄油，从而保证了碱洗装置良好顺利的运行。
Description
技术领域
本申请涉及化工领域，具体而言，涉及一种甲醇制烯烃产品气的处理系统。
背景技术
神华包头煤化工项目烯烃分离装置采用ABB Lummus前脱丙烷后加氢、丙烷洗工艺技术。为减小二氧化碳对产物和设备的影响，专门设置了碱洗塔，但是在运行过程中会产生“黄油”。黄油的生成给碱洗塔操作带来较大的难度，容易造成碱洗塔顶部二氧化碳超标，并导致多余的二氧化碳进入后面的深冷系统凝结成干冰堵塞后系统，也可能使氢氧化钠携带到压缩机及下游干燥器，进而对机组密封产生腐蚀、结垢与引起堵塔等现象，使碱洗塔的运行周期缩短，给烯烃分离装置生产带来隐患。
因此，找到一种解决黄油问题的方法，对装置提高安全连续运行很有帮助。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种甲醇制烯烃产品气的处理系统，以解决现有技术中的碱洗装置中的黄油导致其以及后续装置不能正常工作的问题。
为了实现上述目的，本申请提供了一种甲醇制烯烃产品气的处理系统，该处理系统包括碱洗装置，该处理系统还包括乙醛去除装置，上述乙醛去除装置设置在上述碱洗装置上游并与上述碱洗装置连通，上述乙醛去除装置包括至少一个亚硫酸氢盐吸收瓶，各上述亚硫酸氢盐吸收瓶装有亚硫酸氢盐溶液。
进一步地，上述乙醛去除装置包括依次串联的多个上述亚硫酸氢盐吸收瓶，且按照靠近上述碱洗装置的方向，上述亚硫酸氢盐吸收瓶中的亚硫酸氢盐的浓度逐渐升高。
进一步地，上述乙醛去除装置包括依次串联的第一亚硫酸氢盐吸收瓶、第二亚硫酸氢盐吸收瓶与第三亚硫酸氢盐吸收瓶。
进一步地，上述第一亚硫酸氢盐吸收瓶、上述第二亚硫酸氢盐吸收瓶与上述第三亚硫酸氢盐吸收瓶分别装有亚硫酸氢盐的质量浓度为5％、10％与20％的亚硫酸氢盐溶液。
进一步地，各上述亚硫酸氢盐吸收瓶装有亚硫酸氢盐的质量浓度在5～30％之间的亚硫酸氢盐溶液。
进一步地，上述亚硫酸氢盐溶液选自亚硫酸氢钠溶液或亚硫酸氢钾溶液。
进一步地，上述亚硫酸氢盐溶液为亚硫酸氢钠溶液。
进一步地，上述乙醛去除装置的出口与上述碱洗装置的入口连接。
应用本申请的技术方案，在现有技术中的碱洗装置的上游增设一个乙醛去除装置，该装置中的亚硫酸氢盐吸收瓶中的亚硫酸氢盐与乙醛发生加成反应：
生成α-羟基磺酸盐，进而避免乙醛与碱洗装置中的碱发生反应生成黄油，从而保证了碱洗装置良好顺利的运行。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了申请的一种典型实施方式提供的甲醇制烯烃产品气的处理系统的结构示意图；
图2示出了申请的一种实施例提供的甲醇制烯烃产品气的处理系统的结构示意图；
图3示出了采用lowox色谱柱法对乙醛去除工艺之前的甲醇制烯烃产品气进行分析得到的色谱图；
图4示出了采用Plot Q色谱柱法对乙醛去除工艺之前的甲醇制烯烃产品气进行分析得到的色谱图；
图5示出了实施例1中经过乙醛去除工艺后的气体的色谱图；
图6示出了实施例2中经过乙醛去除工艺后的气体的色谱图；
图7示出了实施例3中经过乙醛去除工艺后的气体的色谱图；
图8示出了实施例4中经过乙醛去除工艺后的气体的色谱图；
图9示出了实施例5中经过乙醛去除工艺后的气体的色谱图；
图10示出了实施例6中经过乙醛去除工艺后的气体的色谱图；
图11示出了实施例7中经过乙醛去除工艺后的气体的色谱图；
图12示出了实施例8中经过乙醛去除工艺后的气体的色谱图；以及
图13示出了对比例中经过乙醛去除工艺后的气体的色谱图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、乙醛去除装置；2、碱洗装置；10、亚硫酸氢盐吸收瓶；11、第一亚硫酸氢盐吸收瓶；12、第二亚硫酸氢盐吸收瓶；13、第三亚硫酸氢盐吸收瓶。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中的碱洗装置中的黄油导致其以及后续装置不能正常工作，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种甲醇制烯烃产品气的处理系统。
申请人将甲醇制烯烃产品气进行分析得出其中的气体成分，并根据黄油产生的机理可知，黄油的来源气体应该是含氧气体，所以将甲醇制烯烃产品气中的对应的含氧气体与碱液反应发现，只有乙醛与碱液反应生成油状沉淀，因此，甲醇制烯烃产品气中的黄油来源物是乙醛，所以，为了避免大量的黄油产生，就必须将碱洗之前的甲醇制烯烃产品气中的乙醛去除。
本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种甲醇制烯烃产品气的处理系统，如图1所示，包括碱洗装置2，上述处理系统还包括乙醛去除装置1，上述乙醛去除装置1设置在上述碱洗装置2上游并与上述碱洗装置2连通，上述乙醛去除装置1包括至少一个亚硫酸氢盐吸收瓶10，各上述亚硫酸氢盐吸收瓶10装有亚硫酸氢盐溶液。
在现有技术中的碱洗装置的上游增设一个乙醛去除装置，该装置中的亚硫酸氢盐吸收瓶中的亚硫酸氢盐与乙醛发生加成反应：
生成α-羟基磺酸盐，进而避免乙醛与碱洗装置中的碱发生反应生成黄油，从而保证了碱洗装置良好顺利的运行。
本申请的乙醛去除装置可以由在现有技术中的水洗装置中增加亚硫酸氢盐吸收瓶改装得到。
为了进一步去除乙醛，上述乙醛去除装置1包括依次串联的多个上述亚硫酸氢盐吸收瓶，且按照靠近上述碱洗装置的方向，上述亚硫酸氢盐吸收瓶中的亚硫酸氢盐的浓度逐渐升高。且浓度逐渐升高，浓度逐渐递增，亚硫酸氢盐与气体中乙醛反应越完全，可有效地脱除气体中乙醛物质
需要说明的是，本申请中的“浓度”在没有特殊说明的情况下，均指质量浓度。
本申请的一种实施例中，如图2所示，上述乙醛去除装置1包括依次串联的第一亚硫酸氢盐吸收瓶11、第二亚硫酸氢盐吸收瓶12与第三亚硫酸氢盐吸收瓶13。
为了进一步更好地去除乙醛，本申请的一种实施例中，上述第一亚硫酸氢盐吸收瓶11、上述第二亚硫酸氢盐吸收瓶12与上述第三亚硫酸氢盐吸收瓶13分别装有亚硫酸氢盐的质量浓度为5％、10％与20％的亚硫酸氢盐溶液。
本申请的一种实施例中，各上述亚硫酸氢盐吸收瓶装有亚硫酸氢盐的质量浓度在5～30％之间的亚硫酸氢盐溶液。这样的浓度不仅能够有效去除甲醇制烯烃产品气中的乙醛，还能够避免碱液的浪费。
本申请中的一种实施例中，上述亚硫酸氢盐溶液选自亚硫酸氢钠溶液和/或亚硫酸氢钾溶液，这样的亚硫酸氢盐溶液不仅可以很好地去除乙醛，还能避免与甲醇制烯烃的反应气中的其他气体发生反应。
但是，上述的亚硫酸氢盐溶液并不限于上述的两种，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的亚硫酸氢盐溶液。
本申请的又一种实施例中，上述亚硫酸氢盐溶液为亚硫酸氢钠溶液，该溶液能够与乙醛反应，同时，不与甲醇制烯烃产品气中的其他气体反应，保证了甲醇制烯烃产品气中的其他气体成分不受影响。
为了更多地去除甲醇制烯烃的反应气中的乙醛，进一步避免碱洗装置中产生大量的黄油，本申请的一种实施例中，上述乙醛去除装置1的出口与上述碱洗装置2的入口连接。
为了使得领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例来说明本申请的技术方案。
实施例1
在甲醇制烯烃产品气的处理系统中，包括乙醛去除装置，该装置中包括一个亚硫酸氢盐吸收瓶，该瓶中装有浓度为1％亚硫酸氢钠溶液，将产品气通入亚硫酸氢盐吸收瓶中反应10min，反应后的气体再进入碱洗装置中。
实施例2
与实施例1的区别在于，亚硫酸氢钠溶液的浓度为2％。
实施例3
与实施例1的区别在于，亚硫酸氢钠溶液的浓度为5％。
实施例4
与实施例1的区别在于，亚硫酸氢钠溶液的浓度为10％。
实施例5
与实施例1的区别在于，亚硫酸氢钠溶液的浓度为20％。
实施例6
与实施例1的区别在于，亚硫酸氢钠溶液的浓度为30％。
实施例7
与实施例1的区别在于，如图2所示，乙醛去除装置，乙醛去除装置1包括依次串联的第一亚硫酸氢盐吸收瓶11、第二亚硫酸氢盐吸收瓶12与第三亚硫酸氢盐吸收瓶13。上述第一亚硫酸氢盐吸收瓶11、上述第二亚硫酸氢盐吸收瓶12与上述第三亚硫酸氢盐吸收瓶13分别装有亚硫酸氢钠的质量浓度为5％、10％与20％的亚硫酸氢钠溶液。
实施例8
与实施例1的区别在于，如图2所示，乙醛去除装置，乙醛去除装置1包括依次串联的第一亚硫酸氢盐吸收瓶11、第二亚硫酸氢盐吸收瓶12与第三亚硫酸氢盐吸收瓶13。上述第一亚硫酸氢盐吸收瓶11、上述第二亚硫酸氢盐吸收瓶12与上述第三亚硫酸氢盐吸收瓶13装有亚硫酸氢钠的质量浓度分别20％、10％与5％的亚硫酸氢钠溶液。
对比例
待处理的甲醇制烯烃产品气与实施例相同，处理系统与实施例1的区别是：不包括乙醛去除装置。只包括水洗装置与碱洗装置，在甲醇制烯烃产品气先经过水洗装置，然后经过碱洗装置。
采用气相色谱仪对待处理的甲醇制烯烃产品气、对实施例1至实施例7中经过亚硫酸氢钠溶液处理后的气体、对比例中经过水洗工艺后的气体进行色谱分析，具体是采用lowox色谱柱法或Plot Q色谱柱法。得到图3至图13的气体色谱图，其中，图3、图5至图10以及图13是采用lowox色谱柱法得到的，图4、图11以及图12是采用Plot Q色谱柱法得到的。这些图中，横坐标均表示保留时间，单位为min，纵坐标均表示响应电压的大小，单位为μV×103。并且，乙醛的色谱峰位置均体现在保留时间上，对于lowox色谱柱法得到的气体色谱图，乙醛峰在4.8min左右，对于Plot Q色谱柱法得到的气体色谱图，乙醛峰在14.4min左右。举例来说，对于lowox色谱柱法得到的气体色谱图，当横坐标为4.8min左右时，纵坐标大于0表明气体中包括乙醛，当纵坐标等于0时，表明气体中不存在乙醛。
将图5至图10中的每一个图与图3对比发现，各个浓度的亚硫酸氢钠溶液均可以去除乙醛，并且，随着亚硫酸氢钠吸收瓶中亚硫酸氢钠溶液浓度的增加，乙醛的吸收量逐渐增加。所以，为使除醛效果更好，应当加入过量的亚硫酸氢钠溶液。
将图5至图10以及图13中的每一个图与图3对比发现，水洗装置虽能去除部分乙醛，但去除效果不好，而采用亚硫酸氢钠溶液可以去除大部分的乙醛。
将图3分别与图5至图10中的每一个比较，将图4分别与图11和图12比较，通过比较可知，在采用亚硫酸氢钠溶液吸收乙醛前后的反应气中，烃类组分并没有发生变化，只有乙醛有大幅降低和甲醇有少量降低，这也进一步证明了亚硫酸氢钠溶液吸收对于反应气中的烃类组分没有影响。并且，由图4分别与图11和图12的比较结果可知，图11中，在14.4min左右时，没有任何峰，说明乙醛已经被去除干净了，但是图12中，在14.4min左右时，有一个小的峰，说明还剩余部分的乙醛。因此，同样是三个亚硫酸氢盐吸收瓶，浓度逐渐升高使得乙醛去除得更干净。
并且，采用气相色谱法分析得到了实施例3中亚硫酸氢钠溶液吸收前后的气体组分、实施例7中三个亚硫酸氢盐吸收瓶吸收前后的气体组分以及实施例8中三个亚硫酸氢盐吸收瓶吸收前后的气体组分，具体见表1至表3。
表1
表2
| 组成 | 吸收前MTO反应气 | 吸收后MTO反应气 |
| 永久性气体(％) | 5.16 | 5.16 |
| 甲烷(％) | 4.57 | 4.58 |
| 乙烯(％) | 45.80 | 45.93 |
| 乙烷(％) | 0.78 | 0.78 |
| 丙烯(％) | 31.38 | 31.48 |
| 丙烷(％) | 2.08 | 2.08 |
| 二甲醚(ppm) | 172 | 161 |
| 甲醇(ppm) | 288 | 19 |
| C4(％) | 7.41 | 7.40 |
| C5+(％) | 2.55 | 2.56 |
| 乙醛(ppm) | 2219 | 1 |
| 乙炔(ppm) | 4 | 4 |
表3
通过上表1的数据可知，经过亚硫酸氢钠溶液吸收前后的反应气组成比较，吸收后的反应气主要反应产物乙烯和丙烯的含量都有所提高，相反，乙醛含量由吸收前2087ppm降为吸收后136ppm，乙醛吸收率达到了93.48％，甲醇由于水的存在含量也有所降低。由上述表2的数据可知，通过上表可以得知，经过亚硫酸氢钠溶液吸收前后的反应气组成比较，吸收后的反应气主要反应产物乙烯和丙烯的含量都有所提高，相反，乙醛含量由吸收前2219ppm降为吸收后1ppm，乙醛吸收率达到了99.9％，甲醇由于水的存在含量也有所降低。表3中的数据可知，吸收后的反应气主要反应产物乙烯和丙烯的含量都有所提高，相反，乙醛含量由吸收前2219ppm降为吸收后80ppm，乙醛吸收率达到了96.39％，且通过表1、表2与表3对比发现，实施例7与实施例8由于多次采用亚硫酸氢钠溶液对反应气进行处理，使得乙醛的去除效果更好，并且实施例7由于采用的亚硫酸氢钠溶液的浓度依次增大，其对乙醛的去除效果更好。
从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：
本申请的甲醇制烯烃产品气的处理系统中，在现有技术中的碱洗装置的上游增设一个乙醛去除装置，该装置中的亚硫酸氢盐吸收瓶中的亚硫酸氢盐与乙醛发生加成反应：
生成α-羟基磺酸盐，进而避免乙醛与碱洗装置中的碱发生反应生成黄油，从而保证了碱洗装置良好顺利的运行。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种甲醇制烯烃产品气的处理系统，包括碱洗装置(2)，其特征在于，所述处理系统还包括乙醛去除装置(1)，所述乙醛去除装置(1)设置在所述碱洗装置(2)上游并与所述碱洗装置(2)连通，
所述乙醛去除装置(1)包括依次串联的多个所述亚硫酸氢盐吸收瓶(10)，各所述亚硫酸氢盐吸收瓶(10)装有亚硫酸氢盐溶液，且按照靠近所述碱洗装置(2)的方向，所述亚硫酸氢盐吸收瓶(10)中的亚硫酸氢盐的浓度逐渐升高，
所述亚硫酸氢盐溶液选自亚硫酸氢钠溶液和/或亚硫酸氢钾溶液。
2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述乙醛去除装置(1)包括依次串联的第一亚硫酸氢盐吸收瓶(11)、第二亚硫酸氢盐吸收瓶(12)与第三亚硫酸氢盐吸收瓶(13)。
3.根据权利要求2所述的处理系统，其特征在于，所述第一亚硫酸氢盐吸收瓶(11)、所述第二亚硫酸氢盐吸收瓶(12)与所述第三亚硫酸氢盐吸收瓶(13)分别装有亚硫酸氢盐的质量浓度为5％、10％与20％的亚硫酸氢盐溶液。
4.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，各所述亚硫酸氢盐吸收瓶(10)装有亚硫酸氢盐的质量浓度在5～30％之间的亚硫酸氢盐溶液。
5.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述亚硫酸氢盐溶液选自亚硫酸氢钠溶液或亚硫酸氢钾溶液。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的处理系统，其特征在于，所述亚硫酸氢盐溶液为亚硫酸氢钠溶液。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的处理系统，其特征在于，所述乙醛去除装置(1)的出口与所述碱洗装置(2)的入口连接。
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