CN208292750U - 一种应用于mto装置水系统的净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于MTO装置水系统的净化系统，净化系统包括一可对MTO装置水系统同时进行除油除固的除油除固系统。本实用新型可以对MTO水系统内的催化剂细粉‑油类物质进行有效地分离，一方面缓解了换热器、水洗塔中的和泥和堵塞情况，保证了企业可以实现“长、安、稳、满、优”运营；另一方面，经过本实用新型方法的处理后，极大地减少了废水的外排水量，经处理后的水可以继续返回自身的水体系中循环利用，减少了整体工艺的耗水量和生产装置能耗，这不仅减少了企业的运营成本，提高企业经济效益，也对于保护环境、实现煤化工行业低水耗发展具有重要的推进意义。

Description

一种应用于MTO装置水系统的净化系统

技术领域

本实用新型涉及一种净化系统，具体涉及一种应用于MTO装置水系统的净化系统。

背景技术

近年来，随着中国石油对外依存度的不断提高，“石油替代战略”受到各行各业的广泛关注，包括煤制烯烃、煤制天然气、褐煤提质、煤制乙二醇和煤制油等的新型煤化工行业不断崛起，而煤经甲醇制烯烃(MTO)是一个连接煤炭(或天然气)工业和现代石油工业的桥梁。2010年8月，采用中国自主知识产权MTO技术的全球第一套百万吨级的煤经甲醇制烯烃工厂在内蒙包头建成投产，目前，国内正在建设或投产的甲醇制烯烃工厂已有近40家，形成烯烃产能2100万吨。

随着越来越多的MTO工厂投入商业化运营，在长期生产过程中，逐步暴露出新技术在初次应用时不可避免出现的一些不足之处。例如流化床反应过程中，不断被磨损的催化剂细粉一部分会随着反应气进入后续水洗系统。传统MTO 工艺采用旋风分离器对催化剂细粉进行初步分离后，再通过循环水洗的方式进一步气固分离，最后采用布袋过滤的方式进行液固分离。由于催化剂细粉的孔道内存在着多甲基苯、萘、蒽等芳环物质，这些有机物分散到水中形成油类物质，这就使得水体系的液固分离变得复杂和困难，催化剂细粉与油类物质互相粘黏，使传统的布袋式过滤器极易发生堵塞，无法发挥应有的分离效果；而油类物质由于相对含量非常小，且水体系中存在微量的小分子量的醇、酮等，进而形成了类似低浓度乳浊液的混溶相体系，因此采用传统的旋液除油设施也难以实现有效的油水分离。随着生产周期加长，最终导致水洗系统的各个换热器中发生催化剂细粉和油类物质沉积的“和泥”现象，导致换热器的换热效率大幅下降，直至换热器被堵塞。此外还导致水洗塔内的塔釜和塔盘被催化剂细粉和油类物质糊住，使整个体系的压力增高，进而导致反应器内的反应压力增加，影响到甲醇的转化效率和乙烯丙烯选择性，并引起装置能耗增加。目前，MTO工艺水洗系统内的催化剂细粉-油类物质-水体系的分离情况已经严重影响到装置的长、稳、安、满、优运行，急需采用高效低能耗的分离方法予以解决实际问题。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，从而提供一种过滤精度高、分离效率高、易于维修操作、自动化程度高和节能环保的应用于MTO装置水系统的净化系统。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种应用于MTO装置水系统的净化系统，所述净化系统包括一可对MTO装置水系统同时进行除油除固的除油除固系统。

在本实用新型的一个优选实施例中，除油除固系统包括依次串联的自动反冲洗固液分离结构和高效液滴倍增油水分离结构。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述自动反冲洗固液分离结构包括过滤组件、清液反冲罐、气体缓冲罐和渣浆罐，所述过滤组件分别由过滤单体并联组成，每个过滤单体上分别设有物料进口、清液出口、冲洗口和排渣口，每个过滤单体的物料进口分别连接MTO装置的出料口，所述清液反冲罐分别连接各个过滤单体上的冲洗口，所述渣浆罐分别连接各个过滤单体上的排渣口，所述高效液滴倍增油水分离结构包括分离罐和储油罐，所述分离罐一侧设有进料口，所述分离罐另一侧设有出水口，所述分离罐中间设有浮升段，所述储油罐与浮升段连通，所述进料口通过管路分别与各个过滤单体上的清液出口连接，所述分离罐内设有致密纤维床和分离滤芯，所述致密纤维床位于进料口一侧，所述分离滤芯位于出水口一侧。

在本实用新型的一个优选实施例中，除油除固系统包括依次串联的高效液滴倍增油水分离结构和自动反冲洗固液分离结构。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述高效液滴倍增油水分离结构包括分离罐和储油罐，所述分离罐一侧设有进料口，所述分离罐另一侧设有出水口，所述分离罐中间设有浮升段，所述储油罐与浮升段连通，所述进料口连接MTO 装置的出料口，所述分离罐内设有致密纤维床和分离滤芯，所述致密纤维床位于进料口一侧，所述分离滤芯位于出水口一侧，所述自动反冲洗固液分离结构包括过滤组件、清液反冲罐、气体缓冲罐和渣浆罐，所述过滤组件分别由过滤单体并联组成，每个过滤单体上分别设有物料进口、清液出口、冲洗口和排渣口，每个过滤单体的物料进口分别通过管路连接分离罐的出水口，所述清液反冲罐分别连接各个过滤单体上的冲洗口，所述渣浆罐分别连接各个过滤单体上的排渣口。

在本实用新型的一个优选实施例中，过滤单体呈矩阵式排列，每行或者每列过滤单体的数量为1～10，每个过滤单体可独立操作，每个过滤单体包括一筒体，所述筒体内设有可拆卸地管板，所述管板上设有可拆卸地过滤元件，所述管板将筒体分成清液腔室和浆料腔室，所述清液腔室位于清液出口一侧，所述浆料腔室位于物料进口一侧。

在本实用新型的一个优选实施例中，分离罐内位于进料口一侧设有一可拆卸地第一管板，所述致密纤维床可拆卸地固定在第一管板上；位于出水口一侧设有一可拆卸地第二管板，所述分离滤芯可拆卸地固定在第二管板上，所述第一管板的两侧装有差压计；分离罐上还设有排污口和排空口，储油罐顶部设有液位计口。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型可以对MTO水系统内的催化剂细粉-油类物质进行有效地分离，一方面缓解了换热器、水洗塔中的和泥和堵塞情况，保证了企业可以实现“长、安、稳、满、优”运营；另一方面，经过本实用新型方法的处理后，极大地减少了废水的外排水量，经处理后的水可以继续返回自身的水体系中循环利用，减少了整体工艺的耗水量和生产装置能耗，这不仅减少了企业的运营成本，提高企业经济效益，也对于保护环境、实现煤化工行业低水耗发展具有重要的推进意义。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1的结构示意图；

图2为实施例2的结构示意图；

图3为自动反冲洗固液分离结构的结构示意图；

图4为高效液滴倍增油水分离结构的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

实施例1

参见图1、图3和图4，本实用新型提供的应用于MTO装置水系统的净化系统，其包括一可对MTO装置水系统100同时进行除油除固的除油除固系统，除油除固系统包括依次串联的自动反冲洗固液分离结构200和高效液滴倍增油水分离结构300，MTO装置水系统100中的物料可直接流入到自动反冲洗固液分离结构200内进行除固，并且除固后的物料可直接流入到高效液滴倍增油水分离结构300内进行除油，除油后的物料可进行回收。

自动反冲洗固液分离结构200包括过滤组件、清液反冲罐220、气体缓冲罐230和渣浆罐230。

过滤组件，其与MTO装置水系统100的出料口连接，其可将物料中的催化剂细粉分离出来，并且还可将分离出来的物料输送给高效液滴倍增油水分离结构300。

过滤组件具体由若干个过滤单体210并联组成，并联方式具体为矩阵式排列，并且每行或者每列过滤单体210的数量都为1～10，每个过滤单体210都可独立操作。

本申请通过将过滤组件采用模块化设计和将过滤单体210呈矩阵式排列方式，一方面，可以尽可能减小过滤单体210的反冲和拆检维护对整体装置正常运行的影响；另一方面，在处理量波动或者产量需要增减的时候，可以灵活机动的对过滤单体210进行增减调整。

过滤单体210包括一筒体211，在筒体211内设有可拆卸地管板212，在管板上设有可拆卸地过滤元件213，管板212将筒体211分成清液腔室214和浆料腔室215，经过过滤元件213过滤掉催化剂细粉的物料可进入清液腔室 214，而过滤下来的催化剂细粉可停留在过滤元件213上。

过滤元件213，其具体为高精度过滤元件，过滤效率可达到1μm以上固体颗粒100％去除，材质为金属或者非金属材料，其具体通过垫片密封，并且采用夹持的方式安装于管板212上，这样便于安装和拆卸，并且也提高过滤效果。

在每个过滤单体210上分别设有物料进口、清液出口、冲洗口和排渣口，并在物料进口上设有进料气动阀XV011，在清液出口上设有出料气动阀XV012，在冲洗口上设有反冲气动阀XV013，在排渣口上分别设有排渣气动阀XV014。

每个过滤单体210上的进料气动阀XV011通过管路与MTO装置水系统100 的出料口直接连接，这样当需要几个过滤单体210工作时，只需开启对应几个过滤单体210上的进料气动阀XV011即可。

另外，在每个进料气动阀XV011与MTO装置水系统100之间的管路上可设有加温装置110，加温装置110可对MTO装置水系统100出来的物料加温到50～ 130℃，这样可提高过滤效果。

每个过滤单体210上的出料气动阀XV012也通过管路直接与高效液滴倍增油水分离结构300连接，这样除固后的物料可直接流入到高效液滴倍增油水分离结构300内进行除油。

清液反冲罐220，其与分别与每个过滤单体210上的反冲气动阀XV013连接，其是用于对每个过滤单体210上的过滤元件213进行反冲洗。

清液反冲罐220可将外部的清液引入到过滤单体210内进行冲洗，并且清液反冲罐220还通过管路连接各个过滤单体210上的出料气动阀XV012与高效液滴倍增油水分离结构300之间的管路，清液反冲罐220可将过滤单体210输送给高效液滴倍增油水分离结构300的物料抽取一部分出来再进入到过滤单体 210内进行冲洗，这样大大节约了资源。

气体缓冲罐230，其与清液反冲罐220连接，其是用于为清液反冲罐220 提供冲压气体。

另外，每个过滤单体210还可直接接入氮气、蒸汽等气体，通过这些气体直接对过滤元件213进行反冲洗。

渣浆罐230，其与排渣气动阀XV014连接，其是用于回收过滤单体210内冲洗后的浆料，便于循环利用。

高效液滴倍增油水分离结构300，其包括分离罐310和储油罐320，分离罐310一侧设有进料口311，另一侧设有出水口312，分离罐310中间设有浮升段315，储油罐320与浮升段315连通。

进料口311分别与各个过滤单体210上的出料气动阀XV012的管路连接，这样每个过滤单体210内过滤后的物料可直接流入到分离罐310内进行油水分离。

另外，由于是多个过滤单体210的物料一起汇入到分离罐310内，为了不影响除油效果，在进料口311上设有限位阀330，而在分离罐310内设有液位检测器340，在液位检测器340与限位阀330连接，当分离罐310内的物料填满时，液位检测器340会控制限位阀330关闭。

在分离罐310内设有致密纤维床313和分离滤芯314，致密纤维床313位于进料口311一侧，分离滤芯314位于出水口312一侧。

致密纤维床313具体是由细微、均一的表面改性的含氟非金属纤维材料所构成，纤维的丝径可达10-40μm，这样致密纤维床313可用于将物料中夹带的处于分离状的各个小油滴进行聚集、倍增形成大油滴，倍增后的大油滴会与物料一起离开致密纤维床313。

储油罐320设置在分离罐310上表面的中间部位，并且与分离罐310连通。分离罐310内位于物料上方的腔体与储油罐320之间会形成一浮升段315，油滴通过浮升段315进入到分离罐310顶部，从而进入到储油罐320内进行储集。在储油罐320顶部设有一液位计口，对储油罐320内的油水界面进行实时监控，使油水界面稳定在集油罐320内。

经过浮升段315后的物料会继续流向分离罐310的末端，这时会与分离滤芯314接触，分离滤芯314可将没有及时上浮分离遗留下来的较小粒径的油滴进行拦截，而只允许水通过，从而达到油水分离、深度除油的目的，分离滤芯 314具体是由亲水憎油性的微孔膜所构成，膜具有微观的孔结构及憎油性，可将10-50μm的油液滴截留。

经过分离滤芯314分离后的物料可通过出水口312排出进行回收。

为了便于更换和维修，在分离罐310内位于进料口311一侧设有一可拆卸地第一管板316，致密纤维床313可拆卸地固定在第一管板316上，在第一管板316的两侧设有差压计，这样可随时监测致密纤维床313内外侧的压差，判断致密纤维床313是否堵塞或短路，从而可随时进行更换；在分离罐310内位于出水口312一侧设有一可拆卸地第二管板317，分离滤芯314可拆卸地固定在第二管板317上。

实施例2

参见图2至图4，本实用新型提供的应用于MTO装置水系统的净化系统，其包括一可对MTO装置水系统100同时进行除油除固的除油除固系统，除油除固系统包括依次串联的高效液滴倍增油水分离结构300和自动反冲洗固液分离结构200，MTO装置水系统100中的物料可直接流入到高效液滴倍增油水分离结构300内进行除油，并且除油后的物料可直接流入到自动反冲洗固液分离结构200内进行除固，除固后的物料可进行回收。

高效液滴倍增油水分离结构300，其包括分离罐310和储油罐320，分离罐310一侧设有进料口311，另一侧设有出水口312，分离罐310中间设有浮升段315，储油罐320与浮升段315连通。

进料口311其通过管路直接与MTO装置水系统100的出料口连接，这样MTO 装置水系统100内的物料可直接流入到分离罐310内。

另外，在进料口311与MTO装置水系统100的出料口之间的管路上设有加温装置110，加温装置110可对MTO装置水系统100出来的物料加温到50～ 130℃，这样可提高过滤效果。

再者，在进料口311的管路上还设有限位阀330，而在分离罐310内设有液位检测器340，在液位检测器340与限位阀330连接，当分离罐310内的物料填满时，液位检测器340会控制限位阀330关闭，这样便于控制MTO装置水系统100的出料两，提高分离效果。

在分离罐310内设有致密纤维床313和分离滤芯314，致密纤维床313位于进料口311一侧，分离滤芯314位于出水口312一侧。

致密纤维床313具体是由细微、均一的表面改性的含氟非金属纤维材料所构成，纤维的丝径可达10-40μm，这样致密纤维床313可用于将物料中夹带的处于分离状的各个小油滴进行聚集、倍增形成大油滴，倍增后的大油滴会与物料一起离开致密纤维床313。

储油罐320设置在分离罐310上表面的中间部位，并且与分离罐310连通。分离罐310内位于物料上方的腔体与储油罐320之间会形成一浮升段315，油滴通过浮升段315进入到分离罐310顶部，从而进入到储油罐320内进行储集。在储油罐320顶部设有一液位计口，对储油罐320内的油水界面进行实时监控，使油水界面稳定在集油罐320内。

经过浮升段315后的物料会继续流向分离罐310的末端，这时会与分离滤芯314接触，分离滤芯314可将没有及时上浮分离遗留下来的较小粒径的油滴进行拦截，而只允许水通过，从而达到油水分离、深度除油的目的，分离滤芯 314具体是由亲水憎油性的微孔膜所构成，膜具有微观的孔结构及憎油性，可将10-50μm的油液滴截留。

为了便于更换和维修，在分离罐310内位于进料口311一侧设有一可拆卸地第一管板316，致密纤维床313可拆卸地固定在第一管板316上，在第一管板316的两侧设有差压计，这样可随时监测致密纤维床313内外侧的压差，判断致密纤维床313是否堵塞或短路，从而可随时进行更换；在分离罐310内位于出水口312一侧设有一可拆卸地第二管板317，分离滤芯314可拆卸地固定在第二管板317上。

出水口312，其通过管路与自动反冲洗固液分离结构200连接，经过除油后的物料可直接流入到自动反冲洗固液分离结构200内。

自动反冲洗固液分离结构200包括过滤组件、清液反冲罐220、气体缓冲罐230和渣浆罐230。

过滤组件，其与分离罐310的出水口312连接，其可将经过除油后的物料中的催化剂细粉分离出来。

过滤组件具体由若干个过滤单体210并联组成，并联方式具体为矩阵式排列，并且每行或者每列过滤单体210的数量都为1～10，每个过滤单体210都可独立操作。

本申请通过将过滤组件采用模块化设计和将过滤单体210呈矩阵式排列方式，一方面，可以尽可能减小过滤单体210的反冲和拆检维护对整体装置正常运行的影响；另一方面，在处理量波动或者产量需要增减的时候，可以灵活机动的对过滤单体210进行增减调整。

过滤单体210包括一筒体211，在筒体211内设有可拆卸地管板212，在管板上设有可拆卸地过滤元件213，管板212将筒体211分成清液腔室214和浆料腔室215，经过过滤元件213过滤掉催化剂细粉的物料可进入清液腔室 214，而过滤下来的催化剂细粉可停留在过滤元件213上。

过滤元件213，其具体为高精度过滤元件，过滤效率可达到1μm以上固体颗粒100％去除，材质为金属或者非金属材料，其具体通过垫片密封，并且采用夹持的方式安装于管板212上，这样便于安装和拆卸，并且也提高过滤效果。

在每个过滤单体210上分别设有物料进口、清液出口、冲洗口和排渣口，并在物料进口上设有进料气动阀XV011，在清液出口上设有出料气动阀XV012，在冲洗口上设有反冲气动阀XV013，在排渣口上分别设有排渣气动阀XV014。

每个过滤单体210上的进料气动阀XV011通过管路可与分离罐310的出水口312连接，这样当需要几个过滤单体210工作时，只需开启对应几个过滤单体210上的进料气动阀XV011即可。

每个过滤单体210上的出料气动阀XV012可将除固后的物料进行回收。

清液反冲罐220，其与分别与每个过滤单体210上的反冲气动阀XV013连接，其是用于对每个过滤单体210上的过滤元件213进行反冲洗。

清液反冲罐220可将外部的清液引入到过滤单体210内进行冲洗，并且清液反冲罐220还通过管路直接连接出料气动阀XV012，清液反冲罐220可将过滤单体210过滤后的物料直接抽取出来再进入到过滤单体210内进行冲洗，这样大大节约了资源。

气体缓冲罐230，其与清液反冲罐220连接，其是用于为清液反冲罐220 提供冲压气体。

另外，每个过滤单体210还可直接接入氮气、蒸汽等气体，通过这些气体直接对过滤元件213进行反冲洗。

渣浆罐230，其与排渣气动阀XV014连接，其是用于回收过滤单体210内冲洗后的浆料，便于循环利用。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种应用于MTO装置水系统的净化系统，其特征在于，所述净化系统包括一可对MTO装置水系统同时进行除油除固的除油除固系统，所述除油除固系统包括依次串联的自动反冲洗固液分离结构和高效液滴倍增油水分离结构或包括依次串联的高效液滴倍增油水分离结构和自动反冲洗固液分离结构，

所述除油除固系统包括依次串联的自动反冲洗固液分离结构和高效液滴倍增油水分离结构时，所述自动反冲洗固液分离结构包括过滤组件、清液反冲罐、气体缓冲罐和渣浆罐，所述过滤组件分别由过滤单体并联组成，每个过滤单体上分别设有物料进口、清液出口、冲洗口和排渣口，每个过滤单体的物料进口分别连接MTO装置的出料口，所述清液反冲罐分别连接各个过滤单体上的冲洗口，所述渣浆罐分别连接各个过滤单体上的排渣口，所述高效液滴倍增油水分离结构包括分离罐和储油罐，所述分离罐一侧设有进料口，所述分离罐另一侧设有出水口，所述分离罐中间设有浮升段，所述储油罐与浮升段连通，所述进料口通过管路分别与各个过滤单体上的清液出口连接，所述分离罐内设有致密纤维床和分离滤芯，所述致密纤维床位于进料口一侧，所述分离滤芯位于出水口一侧，

所述除油除固系统包括依次串联的高效液滴倍增油水分离结构和自动反冲洗固液分离结构时，述高效液滴倍增油水分离结构包括分离罐和储油罐，所述分离罐一侧设有进料口，所述分离罐另一侧设有出水口，所述分离罐中间设有浮升段，所述储油罐与浮升段连通，所述进料口连接MTO装置的出料口，所述分离罐内设有致密纤维床和分离滤芯，所述致密纤维床位于进料口一侧，所述分离滤芯位于出水口一侧，所述自动反冲洗固液分离结构包括过滤组件、清液反冲罐、气体缓冲罐和渣浆罐，所述过滤组件分别由过滤单体并联组成，每个过滤单体上分别设有物料进口、清液出口、冲洗口和排渣口，每个过滤单体的物料进口分别通过管路连接分离罐的出水口，所述清液反冲罐分别连接各个过滤单体上的冲洗口，所述渣浆罐分别连接各个过滤单体上的排渣口。

2.根据权利要求1所述的一种应用于MTO装置水系统的净化系统，其特征在于，过滤单体呈矩阵式排列，每行或者每列过滤单体的数量为1～10，每个过滤单体可独立操作，每个过滤单体包括一筒体，所述筒体内设有可拆卸地管板，所述管板上设有可拆卸地过滤元件，所述管板将筒体分成清液腔室和浆料腔室，所述清液腔室位于清液出口一侧，所述浆料腔室位于物料进口一侧。

3.根据权利要求1所述的一种应用于MTO装置水系统的净化系统，其特征在于，分离罐内位于进料口一侧设有一可拆卸地第一管板，所述致密纤维床可拆卸地固定在第一管板上；位于出水口一侧设有一可拆卸地第二管板，所述分离滤芯可拆卸地固定在第二管板上，所述第一管板的两侧装有差压计；分离罐上还设有排污口和排空口，储油罐顶部设有液位计口。