CN214299632U - 甲醇制烯烃急冷及水洗水微气泡加压浮选净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及甲醇制烯烃急冷及水洗水微气泡加压浮选净化装置，包括急冷塔、急冷水微气泡发生器、急冷水旋流浮选装置、水洗塔、水洗水微气泡发生器、水洗水旋流浮选装置、汽提塔，急冷水旋流浮选装置和急冷塔底部相连，急冷水微气泡发生器和急冷水旋流浮选装置相连，水洗水旋流浮选装置和水洗塔底部相连，水洗水微气泡发生器和水洗水旋流浮选装置相连，急冷塔与水洗塔管路连接，急冷塔、急冷水旋流浮选装置、水洗塔、水洗水旋流浮选装置分别和汽提塔管路连接。急冷水和水洗水经本发明处理后，水中杂质减少，排入汽提塔的污染物较少，减少汽提塔的污堵。

Description

甲醇制烯烃急冷及水洗水微气泡加压浮选净化装置

技术领域

本发明涉及一种甲醇制烯烃污水净化装置，具体涉及甲醇制烯烃急冷及水洗水微气泡加压浮选净化装置。

背景技术

甲醇制烯烃是采用流化床反应器，以甲醇为原料，在催化剂作用下生成聚合级乙烯、丙烯等低碳烃的煤化工技术。甲醇制烯烃的装置主要由以下3个部分组成：反应再生系统、急冷水洗和汽提系统、余热回收系统。其中，急冷水洗和汽提系统主要包括急冷塔、水洗塔和汽提塔。反应系统来的反应气经急冷塔、水洗塔降温以使产物中的烯烃和水得以分离，洗涤催化剂并将大部分水冷凝后送下游烯烃分离装置供分离精制。在急冷、水洗系统冷凝下来的水经汽提塔回收少量甲醇、二甲醚等有机物后外排，回收的甲醇、二甲醚随进料进入反应器回炼。

甲醇制烯烃工艺在生成轻烯烃产品的同时副产有水，另外还有少量油类物质产生。这部分油类物质和水一起冷凝，不仅影响净化水的水质，其在系统换热器、空冷器等处的沉积还会导致换热效率下降，时间一长还会引起管道堵塞，迫使装置必须停车检修。与此同时，由于水中的甲醇制烯烃的催化剂破损而产生的甲基苯类物质低于50℃时结蜡，并且这些蜡状物和催化剂的混合物更加容易粘结在换热器的管壁上，造成烯烃分离的换热器堵塞严重热效率下降，影响系统的正常运行。同时由于低温条件下水系统容易结蜡，该部分水进入水洗塔后堵塞塔盘，造成塔压偏高，对整个系统生产造成一定不良影响。

解决甲醇制烯烃工艺中急冷水和水洗水中的催化剂微小颗粒和污油的去除问题及急冷塔、水洗塔、换热器的结污问题，可以有效提高甲醇制烯烃的装置的运行周期，减少清洗费用，提高系统的热利用效率和水的循环利用率，减少污水排放。

发明内容

本发明的目的是解决甲醇制烯烃工艺中急冷水和水洗水中的污油和催化剂微小颗粒的去除问题及急冷塔、水洗塔、换热器的结污问题，本发明提供了一种甲醇制烯烃急冷及水洗水微气泡加压浮选净化装置。

本发明包括甲醇制烯烃急冷及水洗水微气泡加压浮选净化装置，其特征在于，包括急冷塔、急冷水微气泡发生器、急冷水旋流浮选装置、水洗塔、水洗水微气泡发生器、水洗水旋流浮选装置、汽提塔，所述急冷水旋流浮选装置和急冷塔底部相连，所述急冷水微气泡发生器和急冷水旋流浮选装置相连，所述水洗水旋流浮选装置和水洗塔底部相连，所述水洗水微气泡发生器和水洗水旋流浮选装置相连，所述急冷塔与水洗塔管路连接，所述急冷塔、急冷水旋流浮选装置、水洗塔、水洗水旋流浮选装置分别和汽提塔管路连接。

进一步的，还包括急冷水进水泵、急冷水加药泵、水洗水进水泵、水洗水加药泵，所述急冷水进水泵和急冷塔底部相连，所述急冷水旋流浮选装置和急冷水进水泵相连，所述急冷水加药泵连接于急冷水进水泵和急冷水旋流浮选装置之间；所述水洗水进水泵和水洗塔底部相连，所述水洗水旋流浮选装置和水洗水进水泵相连，所述水洗水加药泵连接于水洗水进水泵和水洗水旋流浮选装置之间。

进一步的，所述急冷水旋流浮选装置、水洗水旋流浮选装置分别内置有旋流分离装置、中心桶，急冷水和水洗水分别在所述急冷水旋流浮选装置、水洗水旋流浮选装置内部呈旋流状态，所述水洗水旋流浮选装置中心桶与汽提塔相连，所述急冷水旋流浮选装置中心桶连接至催化剂干燥机，所述急冷水旋流浮选装置底部也和催化剂干燥机相连。

进一步的，所述急冷水旋流浮选装置顶部和底部分别和急冷水微气泡发生器相连，所述水洗水旋流浮选装置顶部和底部分别和水洗水微气泡发生器相连。

进一步的，所述水洗水浮选装置通过管路分成两路与水洗塔相连，所述急冷水旋流浮选装置通过管路与急冷塔通相连，处理后的急冷水和水洗水返回急冷塔和水洗塔循环利用。

进一步的，所述水洗塔顶部和水洗水旋流浮选装置、急冷水旋流浮选装置相连。

另一方面，本发明提供了甲醇制烯烃急冷及水洗水微气泡加压浮选净化方法，包括以下步骤：

S1、对急冷塔底部的急冷水和水洗塔底部的水洗水投加无机混凝药剂或无机助凝剂或pH调节剂，使急冷水和水洗水中催化剂微小颗粒和油液调质改性为絮结状态；

S2、对经过步骤S1调质后的急冷水、水洗水进行微气泡加压旋流浮选，除去污油及催化剂微小颗粒；

S3、对分离和浓缩后的催化剂进行干燥处理，回收催化剂微小颗粒。

进一步的，所述微气泡的气源为甲醇制烯烃装置的催化反应气，且气源密闭循环利用；所述微气泡的直径为10～40μm。

进一步的，所述急冷水微气泡加压旋流浮选的工作温度范围为60～116℃，所述水洗水微气泡加压旋流浮选的工作温度范围为60～95℃。

进一步的，所述甲醇制烯烃急冷及水洗水微气泡加压浮选净化装置运行时整套装置密闭加压运行。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：

1、能够高效去除水中的污油和催化剂微小颗粒，大大改善急冷塔、水洗塔、换热器的结污问题；

2、提高甲醇制烯烃的装置的运行周期，减少清洗成本；

3、反应废水及急冷水、水洗水全部密闭回收利用，节约大量水资源，减少污水排放，反应废热也得到很好的利用；

4、设计合理，工艺方法简单，易于操作。

附图说明

图1是本发明甲醇制烯烃急冷及水洗水微气泡加压浮选净化装置示意图；

标号说明：

1-急冷塔 2-水洗塔 3-产品气压缩机 4-急冷塔底泵 5-急冷水空冷机

6-水洗塔底泵 7-水洗水冷却器 8-水洗水冷却器 9-污水沉降罐

10-急冷水进水泵 11-急冷水加药泵 12-急冷水微气泡发生器

13-急冷水旋流浮选装置 14-水洗水进水泵 15-水洗水加药泵

16-水洗水微气泡发生器 17-水洗水旋流浮选装置 18-催化剂干燥机。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

如图1所示，本发明包括急冷塔1、急冷水进水泵10、急冷水加药泵11、急冷水微气泡发生器12、急冷水旋流浮选装置13，催化剂干燥机18、水洗塔2、水洗水进水泵14、水洗水加药泵15、水洗水微气泡发生器16、水洗水旋流浮选装置17。急冷塔1底部、急冷水进水泵10、急冷水旋流浮选装置13依次相连，急冷水进水泵10和急冷水旋流浮选装置13之间连接急冷水加药泵11，急冷水微气泡发生器12连接急冷水旋流浮选装置13；水洗塔2底部、水洗水进水泵14、水洗水旋流浮选装置17依次相连，水洗水进水泵14和水洗水旋流浮选装置17之间连接水洗水加药泵15，水洗水微气泡发生器16连接水洗水旋流浮选装置17，急冷塔1底部、急冷水旋流浮选装置13、水洗塔2底部、水洗水旋流浮选装置17都和汽提塔连接，处理后的污水流向汽提塔。

急冷水进水泵10、水洗水进水泵14为急冷水旋流浮选装置13和水洗水旋流浮选装置(17)提供稳定的进水压力(升压0.05～0.5bar)，防止急冷水和水洗水因压降而沸腾。

急冷水加药泵11和水洗水加药泵15用于对急冷水和水洗水投加无机混凝药剂或无机助凝剂或pH调节剂，使急冷水或水洗水中催化剂微小颗粒和油液调质改性为絮结状态。

急冷水微气泡发生器12和水洗水微气泡发生器16，用于为急冷水旋流浮选装置13和水洗水旋流浮选装置17提供合格的微气泡。急冷水或水洗水旋流浮选装置罐体底部的部分产水和罐体上部的产品反应气还可以循环使用，将急冷水旋流浮选装置、水洗水旋流浮选装置罐体底部的部分产水和罐体上部的产品反应气混合吸入急冷水微气泡发生器、水洗水微气泡发生器，经微气泡发生器切割、搅拌、加压混合生成微气泡分别注入急冷水旋流浮选装置和水洗水旋流浮选装置，浮选后的尾气上升到分离罐顶部收集后返回溶气泵循环利用。

急冷水旋流浮选装置13和水洗水旋流浮选装置17，用于对调质后的急冷水或水洗水进行旋流并和微气泡混合，实现催化剂和油液与水的分离，微气泡旋流浮选装置内置有旋流分选装置，急冷水和水洗水进入微气泡旋流浮选装置内呈旋流状态。净化后的急冷水和水洗水可以通过管路返回急冷塔1和水洗塔2循环利用；净化后的水洗水可以分成两路返回水洗塔2，一路为高温水回流，一路为中温水回流。

急冷水旋流浮选装置13的底部和中心桶连接自返料桨叶干燥机(18)，用于对分离和浓缩后的催化剂进行干燥处理，回收催化剂微小颗粒；水洗水旋流浮选装置17的中心桶收集的油液进入汽提塔进行汽提回收。

水洗塔产气从水洗塔出来后可分成两路，一部分产气去烯烃分离，另一部分产气可以作为浮选的气源进入急冷水旋流浮选装置和水洗水旋流浮选装置。

微气泡加压旋流浮选净化处理装置整套装置密闭运行，方便保温和防止物料泄露。整套装置运行时可加压运行，运行压力可根据甲醇制烯烃装置要求的压力调整。

利用本发明进行净化时，净化方法为：

先对急冷塔底部的急冷水和水洗塔底部的水洗水投加无机混凝药剂或无机助凝剂或pH调节剂，使急冷水和水洗水中催化剂微小颗粒和油液调质改性为絮结状态；

然后对经过步骤S1调质后的急冷水、水洗水进行微气泡加压旋流浮选，除去污油及催化剂微小颗粒；

对分离和浓缩后的催化剂进行干燥处理，回收催化剂微小颗粒。

微气泡的气源为甲醇制烯烃装置的催化反应气，且气源密闭循环利用；微气泡的直径为10～40μm，急冷水微气泡加压旋流浮选的工作温度范围为60～116℃，水洗水微气泡加压旋流浮选的工作温度范围为60～95℃。

利用本发明及密闭处理方法使得反应过程中产生的反应废水及急冷水、水洗水全部密闭回收利用，反应废热得到很好的利用；浮选所用的微气泡气源是甲醇制烯烃的催化发应气，不引入外界其它气体，且产生的微气泡气体不外泄且可循环利用，确保甲醇制烯烃工艺过程的气体纯度；通过微气泡加压旋流浮选装置分离净化处理后的急冷水经换热后返回急冷塔，以实现急冷水的循环利用；通过微气泡加压旋流浮选装置分离净化处理后的水洗水经换热后返回水洗塔，以实现水洗水的循环利用，可节约大量水资源。整套装置可带压运行，急冷水或水洗水可不进行泄压，处理合格的产品水直接回流至急冷塔或水洗塔，减少动力成本。

实施例1：

某甲醇制烯烃工艺中急冷塔底的急冷水和水洗塔底的水洗水按照本发明的方法，采用本发明装置及方法来处理，解决了甲醇制烯烃工艺中急冷水和水洗水中的催化剂和污油的去除问题及急冷塔、水洗塔、换热器的结污问题，提高甲醇制烯烃的装置的运行周期，减少清洗费用，提高系统的热利用效率和水的循环利用率，减少污水排放。

某甲醇制烯烃工艺过程中，按照本发明装置及方法，采用甲醇制烯烃的微气泡加压旋流浮选的处理装置：(a)对急冷塔底的急冷水和水洗塔底的水洗水投加无机混凝药剂或无机助凝剂或pH调节剂，使急冷水和水洗水中催化剂微小颗粒和油液调质改性为絮结状态；(b)对调质后的水样进行微气泡加压旋流浮选分离，除去污油及催化剂微小颗粒，防止急冷塔、水洗塔及换热器污堵，提高甲醇制烯烃的装置的运行周期，减少清洗费用，提高系统的热利用效率和水的循环利用率，减少污水排放；(c)对分离和浓缩后的催化剂进行干燥处理，回收催化剂微小颗粒。

1、物料性质及相关参数

急冷塔底的急冷水的催化剂含量为1200mg/L，油含量为24.52mg/L，温度为109℃；水洗塔底的水洗水的催化剂含量为711mg/L，油含量为127mg/L，温度为85℃。

2、实施过程

如图1所示，急冷塔1底的急冷水和水洗塔2底的水洗水分别通过急冷水进水泵10和水洗水进水泵14与急冷水加药泵11和水洗水加药泵15加入的无机混凝药剂或无机助凝剂或pH调节剂混合，使急冷水和水洗水中的催化剂微小颗粒和油液调质改性为絮结状态，然后急冷水和水洗水分别从急冷水旋流浮选装置13和水洗水浮选装置17或下部缘切线方向进入罐体，并形成旋流状态上升至浮选罐上部，上升过程中与罐体中的微气泡混合，水中的催化剂和污油絮结为浮渣，溢流进中心管排出浮选罐。经过微气泡加压旋流浮选方法处理过的急冷水和水洗水经导流管，引流至浮选罐下部出水管，再回流至急冷塔、水洗塔进行循环使用。多余的急冷水和水洗水外排至汽提塔。

急冷水微气泡发生器12、水洗水浮微气泡发生器16用于为急冷水旋流浮选装置和水洗水旋流浮选装置提供合格的微气泡，急冷水或水洗水旋流浮选装置罐体底部的部分产水和罐体上部的产品反应气混合吸入急冷水或水洗水微气泡发生器，经微气泡发生器切割、搅拌、加压混合生成微气泡分别注入急冷水旋流浮选装置和水洗水旋流浮选装置。浮选后的尾气上升到分离罐顶部收集后返回微气泡发生器循环利用。

3、结果分析：

急冷塔底的急冷水和水洗塔底的水洗水通过使用微气泡加压旋流浮选净化处理装置处理后，急冷水中的催化剂含量从1200mg/L降至约7mg/L，油含量从24.52mg/L降至约3.5mg/L；水洗水中催化剂含量从711mg/L降至约6mg/L，油含量从127mg/L降至约10mg/L。

本发明所述的甲醇制烯烃包括MTO、DMTO、SMTO、MTP等一系列甲醇制烯烃的工艺。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.甲醇制烯烃急冷及水洗水微气泡加压浮选净化装置，其特征在于，包括急冷塔、急冷水微气泡发生器、急冷水旋流浮选装置、水洗塔、水洗水微气泡发生器、水洗水旋流浮选装置、汽提塔，所述急冷水旋流浮选装置和急冷塔底部相连，所述急冷水微气泡发生器和急冷水旋流浮选装置相连，所述水洗水旋流浮选装置和水洗塔底部相连，所述水洗水微气泡发生器和水洗水旋流浮选装置相连，所述急冷塔与水洗塔管路连接，所述急冷塔、急冷水旋流浮选装置、水洗塔、水洗水旋流浮选装置分别和汽提塔管路连接。

2.根据权利要求1所述的甲醇制烯烃急冷及水洗水微气泡加压浮选净化装置，其特征在于，还包括急冷水进水泵、急冷水加药泵、水洗水进水泵、水洗水加药泵，所述急冷水进水泵和急冷塔底部相连，所述急冷水旋流浮选装置和急冷水进水泵相连，所述急冷水加药泵连接于急冷水进水泵和急冷水旋流浮选装置之间；所述水洗水进水泵和水洗塔底部相连，所述水洗水旋流浮选装置和水洗水进水泵相连，所述水洗水加药泵连接于水洗水进水泵和水洗水旋流浮选装置之间。

3.根据权利要求2所述的甲醇制烯烃急冷及水洗水微气泡加压浮选净化装置，其特征在于，所述急冷水旋流浮选装置、水洗水旋流浮选装置分别内置有旋流分离装置、中心桶，急冷水和水洗水分别在所述急冷水旋流浮选装置、水洗水旋流浮选装置内部呈旋流状态，所述水洗水旋流浮选装置中心桶与汽提塔相连，所述急冷水旋流浮选装置中心桶连接至催化剂干燥机，所述急冷水旋流浮选装置底部也和催化剂干燥机相连。

4.根据权利要求3所述的甲醇制烯烃急冷及水洗水微气泡加压浮选净化装置，其特征在于，所述急冷水旋流浮选装置顶部和底部分别和急冷水微气泡发生器相连，所述水洗水旋流浮选装置顶部和底部分别和水洗水微气泡发生器相连。

5.根据权利要求4所述的甲醇制烯烃急冷及水洗水微气泡加压浮选净化装置，其特征在于，所述水洗水浮选装置通过管路分成两路与水洗塔相连，所述急冷水旋流浮选装置通过管路与急冷塔通相连，处理后的急冷水和水洗水返回急冷塔和水洗塔循环利用。

6.根据权利要求5所述的甲醇制烯烃急冷及水洗水微气泡加压浮选净化装置，其特征在于，所述水洗塔顶部和水洗水旋流浮选装置、急冷水旋流浮选装置相连。

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