CN212999353U - 一种甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统，属于水处理技术领域。甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统包括KMPR过滤器与反洗水箱，所述KMPR过滤器包括膜箱、设置在膜箱中的膜组件、从膜箱引出的产水管线以及从膜箱引出的浓缩液管线，所述产水管线在引向回用单元，同时还分流引入反洗水箱，反洗水箱与KMPR过滤器内的膜组件之间连接有反洗管线。本实用新型通过膜组件对甲醇制烯烃工艺净化水进行处理，利用膜组件去除悬浮物颗粒和油类物质，可以将其大部分悬浮物颗粒和油类物质截留，使得最终滤液可以回用，而经膜组件浓缩后的浓缩液排放至污水厂进行处理。

Description

一种甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统

技术领域

本实用新型属于水处理技术领域，尤其是涉及一种甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统。

背景技术

MTO(Methanol to Olefins)是甲醇制烯烃工艺的简称，指以甲醇为原料，通过催化反应制备低碳烯烃(乙烯、丙烯)的过程。甲醇制烯烃反应一般采用流化床反应器，生产的产品气中含有多种杂质，通过急冷塔和水洗塔来清洗和初步冷却产品气(乙烯、丙烯)，经洗涤后的水洗水中含有少量催化剂及油类物质(如混合烷烃、芳香烃、焦炭等副产物)，部分水洗水进入汽提塔进行汽提净化，汽提塔顶部的合成气净化后去往烯烃合成单元，塔顶回收的有机物(包括甲醇、二甲醚、醛、酮等)送入流化床反应器回炼；塔底水为甲醇制烯烃工艺净化水，目前大部分工艺的甲醇制烯烃工艺净化水经净化水泵排往污水处理厂进行处理。甲醇制烯烃工艺中净化水系统工艺流程见图1所示。

由于MTO反应过程中有副反应发生，生成少量大分子有机物，此类大分子有机物在温度较低时易冷凝而累积在水洗塔和急冷塔内形成油类物质，与催化剂细粉混合后沉积在水系统内，造成汽提塔塔盘堵塞和换热设备换热效率下降，影响装置的长周期运行。为延长装置的连续运行周期，改善油类物质可能给整个反应体系带来不利影响，很多MTO装置在汽提塔进料中补充透平凝液来改善水质，但同时带来蒸汽凝液的消耗较大，及污水排放量增加的问题。在甲醇制烯烃的工艺过程中，还有其他工艺过程需要补充蒸汽凝液，也造成了蒸汽凝液的消耗。

专利CN107382654A公开了一种甲醇制烯烃急冷水沸腾床分离方法及装置。专利CN205031975U公开了一种采用金属烧结过滤元件净化急冷水和水洗水的装置。以上专利均存在过滤精度不高，无法去除油类物质(造成污堵的主要原因)，回水品质差等缺点。同时也无法替代目前多数同类MTO装置都采用的补充凝液改善水质的运行方式，运行消耗和排污量都较高。

实用新型内容

甲醇制烯烃工艺净化水中主要含有悬浮物和油类物质的水体，悬浮物主要为甲醇制烯烃工艺中用到的催化剂，而其中的油类物质黏度较大，与颗粒较细的催化剂粉末共存时，极易在系统中形成污堵，所以目前多数甲醇制烯烃工艺净化水都是送往污水处理厂进行处理。针对该技术现状，本实用新型提供一种甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统。

本实用新型通过膜组件对甲醇制烯烃工艺净化水进行处理，利用膜组件去除悬浮物颗粒和油类物质，可以将其大部分悬浮物颗粒和油类物质截留，使得最终滤液(即产水)可以回用，可以回用到汽提塔系统或者烯烃分离系统，也可以回用到其他系统，而经膜组件浓缩后的浓缩液排放至污水厂进行处理。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

本实用新型提供一种甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统，包括KMPR过滤器与反洗水箱，所述KMPR过滤器包括膜箱、设置在膜箱中的膜组件、从膜箱引出的产水管线以及从膜箱引出的浓缩液管线，所述产水管线在引向回用单元，同时还分流引入反洗水箱，反洗水箱与KMPR过滤器内的膜组件之间连接有反洗管线。

在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统的一种实施方式中，所述膜箱内的膜组件设置一组或多组。膜箱也可设置一个或者多个。

在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统的一种实施方式中，所述膜箱底部设置曝气装置。

在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统的一种实施方式中，还设置有微气泡发生器，所述微气泡发生器与膜箱之间通过甲醇制烯烃工艺净化水进入管线连接，甲醇制烯烃工艺净化水与气体混合后，通过微气泡发生器进入到KMPR过滤器的膜箱内。通过气液混合能生成微米到纳米级微气泡的泵、混合器、喷射器等设备都可以归为微气泡发生器的一种。

在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统的一种实施方式中，所述产水管线上设置有产水泵。通过产水泵抽吸产出干净的产水，产水可以回用到汽提塔系统或者烯烃分离系统，也可以回用到其他系统，同时设置一路去往反洗水箱。

在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统的一种实施方式中，所述反洗管线上设置有反洗泵，所述KMPR过滤器通过程序控制反洗泵定时进行反洗，反洗水无需排放，反洗后可继续运行。反洗压力达到一定数值后，停止运行，进行化学清洗，化学清洗完成后可以继续运行。

在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统的一种实施方式中，所述浓缩液管线上设置有浓缩液泵。膜箱中的浓缩液通过浓缩液泵输送或者直接重力外排至污水系统。

在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统的一种实施方式中，所述KMPR过滤器为常压设备，底部为平底或锥底。

在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统的一种实施方式中，微气泡发生器可以选择喷射器、溶气泵或者其他气体与液体可以混合的装置。

在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统的一种实施方式中，所述膜组件选自亲水性好、耐油、耐有机溶剂的有机或无机膜材质，更优选PTFE、PP、陶瓷、不锈钢、石墨烯等材质。所述膜组件的形式选自中空纤维、平板式或管式等形式。

本实用新型中，一台KMPR过滤器设备同时具有除浊和除油两大功能，对油类物质及悬浮物具有较高的截留率。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点及有益效果：

(1)采用本实用新型的系统，水回收率高(>90％)，大幅度减少了后续污水处理厂的负荷；

(2)KMPR过滤器同时具有除浊和除油的两大功能，对于悬浮物和油的去除率高，产水中油和悬浮物的浓度低于检测限；

(3)流程简单、合理，投资及运行成本低；

(4)运行操作简单，稳定性好，自动化程度高，运行周期长；

(5)过滤精度高，回用水品质高；

(6)可以替代工艺过程中的蒸汽凝液的使用，大大降低了MTO装置的运行成本。

附图说明

图1为现有技术中净化水系统工艺流程图；

图2为甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统工艺流程图一；

图3为甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统工艺流程图二。

具体实施方式

参考图2，本实用新型提供一种甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统，包括KMPR过滤器2与反洗水箱8，所述KMPR过滤器2包括膜箱4、设置在膜箱4中的膜组件3、从膜箱4引出的产水管线以及从膜箱4引出的浓缩液管线，所述产水管线在引向回用单元，同时还分流引入反洗水箱8，反洗水箱8与KMPR过滤器2内的膜组件3之间连接有反洗管线。

在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统的一种实施方式中，所述膜箱4内的膜组件3设置一组或多组，膜箱4也可设置一个或者多个。

在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统的一种实施方式中，所述膜箱4底部设置曝气装置9。

在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统的一种实施方式中，所述产水管线上设置有产水泵5。通过产水泵5抽吸产出干净的产水，产水可以回用，返回汽提塔或者烯烃分离工艺，也可以回用到其他系统，同时设置一路去往反洗水箱。

在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统的一种实施方式中，所述反洗管线上设置有反洗泵6，所述KMPR过滤器2通过程序控制反洗泵6定时进行反洗，反洗水无需排放，反洗后可继续运行。反洗压力达到一定数值后，停止运行，进行化学清洗，化学清洗完成后可以继续运行。

在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统的一种实施方式中，所述浓缩液管线上设置有浓缩液泵7。膜箱中的浓缩液通过浓缩液泵输送或者直接重力外排至污水系统。

在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统的一种实施方式中，所述KMPR过滤器2为常压设备，底部为平底或锥底。

在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统的一种实施方式中，所述膜组件3选自亲水性好、耐油、耐有机溶剂的有机或无机膜材质，更优选PTFE、PP、陶瓷、不锈钢、石墨烯等材质。所述膜组件3的形式选自中空纤维、平板式或管式等形式。

参考图3，和图2不同之处在于，甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统还设置有微气泡发生器1，所述微气泡发生器1与膜箱4之间通过甲醇制烯烃工艺净化水进入管线连接，甲醇制烯烃工艺净化水与气体混合后，通过微气泡发生器1进入到KMPR过滤器2的膜箱4内。

微气泡发生器1可以选择喷射器、溶气泵或者其他气体与液体可以混合的装置。

一台KMPR过滤器2设备同时具有除浊和除油两大功能，对油类物质及悬浮物具有较高的截留率。

参考图2，本实用新型还提供一种甲醇制烯烃工艺净化水的回用工艺，包括以下步骤：

甲醇制烯烃工艺净化水进入KMPR过滤器2，所述KMPR过滤器2包括膜箱4、设置在膜箱4中的膜组件3，

KMPR过滤器2内的膜组件3将甲醇制烯烃工艺净化水中的悬浮物颗粒和油类物质进行截留，

KMPR过滤器2的产水为最终滤液，回用到甲醇制烯烃工艺的汽提塔或者烯烃分离工艺中，

KMPR过滤器2的浓缩液收集进行另行处理。

在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用工艺的一种实施方式中，在KMPR过滤器2底部设置曝气装置9，通过将气体分配至KMPR过滤器底部的曝气装置中，曝气装置9均匀的曝气实现对膜组件3冲刷抖动，防止固体颗粒对膜孔堵塞，防止油类物质黏附在膜表面，同时可以保证膜箱内的液体混合的更加均匀。

在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用工艺的一种实施方式中，曝气装置9中通入的气体可以是压缩空气或者其他气体，优选氮气或者其他惰性气体。

在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用工艺的一种实施方式中，浓缩液收集进行另行处理可以为排放至污水厂进行处理。

在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用工艺的一种实施方式中，KMPR过滤器2的产水还去往反洗水箱8，反洗水箱8内的水定时对KMPR过滤器2内的膜组件3进行反洗，反洗水无需排放，反洗后可继续过滤。

在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用工艺的一种实施方式中，所述甲醇制烯烃工艺净化水是指甲醇制烯烃工艺中的汽提塔底部废水，所述甲醇制烯烃工艺净化水为含有悬浮物和油类物质的水体，所述悬浮物主要为甲醇制烯烃工艺中用到的催化剂，所述甲醇制烯烃工艺净化水中固含量10-30mg/L，所述甲醇制烯烃工艺净化水中油类物质含量为0.1-10mg/L。在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用工艺的一种实施方式中，所述甲醇制烯烃工艺净化水的水温＜50℃。

在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用工艺的一种实施方式中，所述膜组件3精度为1-100nm，所述膜组件3过滤温度为5-50℃，更优选30-45℃。

所述KMPR过滤器2的产水压力为0.01-0.1MPa，优选0.01-0.06MPa。

所述KMPR过滤器2的反洗压力优选0.01-0.1MPa，更优选0.03-0.08MPa。

所述KMPR过滤器2的反洗周期优选100-240min，更优选120-150min。

所述KMPR过滤器2的反洗时间优选50-100s，更优选40-60s。

参考图3，在本实用新型甲醇制烯烃工艺净化水的回用工艺的一种实施方式中，甲醇制烯烃工艺净化水与气体混合后，通过微气泡发生器1进入到KMPR过滤器2的膜箱4内。当设置微气泡发生器时，甲醇制烯烃工艺净化水进入到膜箱4，优选通过与气体混合后，通过微气泡发生器1进入到膜箱4，油以及轻质悬浮物在微气泡发生器1产生的微小气泡作用下上浮至水面，降低油类、悬浮物等物质对于膜组件3的污染。

采用本实用新型的工艺方法，使用所述KMPR过滤器2的产水回收率≥90％，系统浓缩倍数≥10倍。最终滤液浊度≤1NTU，油类物质去除率≥95％。

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1

采用如图3所示的工艺流程处理甲醇制烯烃工艺净化水，甲醇制烯烃工艺净化水的水温40℃，固含量18mg/L，油含量3mg/L，在微气泡发生器的推动下，与氮气充分混合，形成微小的气泡，进入KMPR过滤器，通过产水泵的抽吸作用，产出洁净的产水，部分产水输送至反洗水箱。KMPR过滤器为常压容器，气泡与进料混合后，细小的气泡携带油滴逐渐上浮至膜过滤器的表层，逐渐形成油膜，而表层油膜通过定期的刮板排渣或者溢流，将油类物质排出系统外，至污水处理厂。浓液中含有大量浓缩后的悬浮物和油类物质，通过底部曝气装置使过滤器中混合均匀保持悬浮状态。

浓缩20倍，浓液及油渣进入污水处理厂，滤液则直接返回汽提塔系统。膜过滤器系统产水泵每开9min，停1min，连续进料，连续曝气，连续排放浓缩液。每2h进行60s反洗，每月进行1次化学清洗。

本实施例中，滤液质量及水回收率如表1所示：

表1

滤液浊度	NTU	0.5
			滤液油含量	mg/L	未检出
回收率	％	95

实施例2

采用如图2所示的工艺流程处理甲醇制烯烃工艺净化水，甲醇制烯烃工艺净化水的水温37℃，固含量10mg/L，油含量1mg/L，净化水进入到KMPR过滤器,通过产水泵的抽吸作用产水，部分产水输送至反洗水箱，反洗水箱达到高液位后，产水排至烯烃分离系统回用。浓液中含有大量浓缩后的悬浮物和油类物质，通过底部曝气装置使过滤器中浓液混合均匀。浓缩10倍，浓液及油渣进入污水处理厂。膜过滤器系统产水泵每开60min，停1min，连续进料，连续曝气，连续排放浓缩液。每150min进行100s反洗，定期进行化学清洗。

滤液质量及水回收率如表2所示：

表2

滤液浊度	NTU	0.3
			滤液油含量	mg/L	未检出
回收率	％	90

实施例3

采用如图2所示的工艺流程处理甲醇制烯烃工艺净化水，甲醇制烯烃工艺净化水的水温40℃，固含量30mg/L，油含量5mg/L，净化水和压缩空气通过微气泡发生器进入KMPR过滤器,在产水泵的抽吸作用下产出洁净的水，部分产水输送至反洗水箱，产水水箱达到高液位后，产水回用。浓液中含有大量浓缩后的悬浮物和油类物质，通过底部曝气装置使过滤器中浓液混合均匀保持悬浮状态。浓缩10倍，浓液及油渣进入污水处理厂。膜过滤器系统产水泵每开60min，停1min，连续进料，连续曝气，连续排放浓缩液。每100min进行50s反洗，每月进行1次化学清洗。

滤液质量及水回收率如表3所示：

表3

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统，其特征在于，包括KMPR过滤器(2)与反洗水箱(8)，

所述KMPR过滤器(2)包括膜箱(4)、设置在膜箱(4)中的膜组件(3)、从膜箱(4)引出的产水管线以及从膜箱(4)引出的浓缩液管线，

所述产水管线引向回用单元，同时还分流引入反洗水箱(8)，

反洗水箱(8)与KMPR过滤器(2)内的膜组件(3)之间连接有反洗管线。

2.根据权利要求1所述一种甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统，其特征在于，所述膜箱(4)内的膜组件(3)设置一组或多组。

3.根据权利要求1所述一种甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统，其特征在于，所述膜箱(4)底部设置曝气装置(9)。

4.根据权利要求1所述一种甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统，其特征在于，还设置有微气泡发生器(1)，所述微气泡发生器(1)与膜箱(4)之间通过甲醇制烯烃工艺净化水进入管线连接，甲醇制烯烃工艺净化水与气体混合后，通过微气泡发生器(1)进入到KMPR过滤器(2)的膜箱(4)内。

5.根据权利要求1所述一种甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统，其特征在于，所述产水管线上设置有产水泵(5)。

6.根据权利要求1所述一种甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统，其特征在于，所述反洗管线上设置有反洗泵(6)。

7.根据权利要求1所述一种甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统，其特征在于，所述浓缩液管线上设置有浓缩液泵(7)。

8.根据权利要求1所述一种甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统，其特征在于，所述KMPR过滤器(2)为常压设备，底部为平底或锥底。

9.根据权利要求1所述一种甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统，其特征在于，所述膜组件(3)选自PTFE、PP、陶瓷、不锈钢或石墨烯材质。

10.根据权利要求1所述一种甲醇制烯烃工艺净化水的回用系统，其特征在于，所述膜组件(3)的形式选自中空纤维、平板式或管式。

Images