甲醇制烯烴工藝廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展

馬娟

摘 要：天然氣或者煤塊是甲醇制烯烴的主要原材料，這類原材料比較好的特點(diǎn)就是低碳和環(huán)保。目前在我國甲醇制烯烴的技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，而且在我國也占據(jù)著十分重要的地位，雖然我國的甲醇制烯烴的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但由于人為或環(huán)境的影響，難免會(huì)出現(xiàn)一些問題。主要探討了甲醇制烯烴工藝廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展等幾個(gè)問題。

關(guān)鍵詞：甲醇制烯烴工藝;廢水處理技術(shù);研究進(jìn)展

1 甲醇制烯烴工藝裝置水系統(tǒng)解析

1.1 目前甲醇制烯烴工藝的發(fā)展現(xiàn)狀

在我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的過程中，很多行業(yè)對(duì)烯烴類產(chǎn)品的需求越來越大，但原來的烯烴主要生產(chǎn)原材料是石油或者柴油等資源。這類資源雖然可以有效的生產(chǎn)烯烴類產(chǎn)品，但卻不能可持續(xù)化發(fā)展，柴油石油這些原材料生產(chǎn)出的副產(chǎn)物不僅對(duì)環(huán)境影響較大，而且大量的使用石油柴油等不可再生資源也會(huì)出現(xiàn)石油資源短缺等一系列問題。因此比較環(huán)保的非石油類生產(chǎn)原材料就受到人們的重視，不僅生產(chǎn)出的烯烴具有低碳環(huán)保的特點(diǎn)， 最重要的是原材料資源比較豐富，可持續(xù)發(fā)展性強(qiáng)，因此我們要不斷加強(qiáng)完善甲醇制烯烴的技術(shù)。

1.2 工藝流程的解析

甲醇制烯烴的工藝裝置主要有反應(yīng)再生系統(tǒng)、熱工系統(tǒng)、及急冷水洗和污水汽提系統(tǒng)。反應(yīng)再生系統(tǒng)又包括進(jìn)料系統(tǒng)、反應(yīng)再生系統(tǒng)和主風(fēng)系統(tǒng)。主風(fēng)系統(tǒng)用兩臺(tái)電動(dòng)離心式主風(fēng)機(jī)來提供足夠的燒焦用風(fēng);反應(yīng)再生系統(tǒng)則利用循環(huán)流化床和不完全再生工藝;從界區(qū)外來的液相甲醇經(jīng)過熱化之后進(jìn)入反應(yīng)裝置進(jìn)行下一步反應(yīng)。水系統(tǒng)的主要裝置是急冷塔、水洗塔和污水汽提塔，由反應(yīng)系統(tǒng)經(jīng)過一系列反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)氣，經(jīng)過三級(jí)旋風(fēng)分離器回收部分催化劑細(xì)粉，夾雜有少量細(xì)粉的反應(yīng)氣進(jìn)入急冷塔、水洗塔進(jìn)行脫熱和洗滌催化劑后送到烯烴分離裝置進(jìn)行分離精制[2]。急冷水洗塔冷凝水作為污水汽提塔進(jìn)料的一部分，通過污水汽提塔回收二甲醚和甲醇，再將回收的不凝氣送回反應(yīng)器進(jìn)行回?zé)挕?/p>

2 甲醇制烯烴裝置水系統(tǒng)當(dāng)中面臨的問題

2.1 催化劑粉的分離問題

反應(yīng)氣離開急冷塔進(jìn)入水洗塔時(shí)會(huì)攜帶急冷水液滴，液滴中包裹著催化劑粉塵，如不采取措施，這部分催化劑將被帶入水洗系統(tǒng)和污水汽提系統(tǒng)，增加水處理難度。因此，在急冷塔內(nèi)頂部設(shè)置低壓旋流分離設(shè)備，將急冷塔頂反應(yīng)氣攜帶的液滴分離下來，盡可能的在急冷塔內(nèi)將催化劑脫除干凈，為防止液封盤內(nèi)催化劑沉積，設(shè)計(jì)液封盤沖洗管線。

2.2 油蠟類物質(zhì)的凝固、堵塞問題

在甲醇制烯烴的過程中會(huì)產(chǎn)生一部分油蠟類副產(chǎn)物，這些油蠟類副產(chǎn)物會(huì)在冷卻凝結(jié)后產(chǎn)生大量的油蠟等物質(zhì)殘留。但在水系統(tǒng)低溫區(qū)水洗塔，大量的油蠟物質(zhì)的殘留會(huì)造成換熱器、管線以及塔盤的阻塞，降低熱傳導(dǎo)效率，影響整個(gè)甲醇制烯烴裝置的正常平穩(wěn)運(yùn)行。在水洗塔通過定時(shí)注柴油、分散劑和增設(shè)除油器的方法，從而有效減少油蠟等副產(chǎn)物。

2.3 含氧化合物會(huì)變多

在裝置的反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生少量的二甲醚和甲醇等含氧產(chǎn)物，這些產(chǎn)物在冷卻之后會(huì)造成水系統(tǒng)外排凈化水COD升高，而過高的COD影響下游污水裝置。目前除去COD的方式多采用旋液除油器進(jìn)行除油，旋液除油器通過兩層管板將設(shè)備分三部分，從上到下以此為溢流腔、進(jìn)口腔和底流腔，將旋流管固定到兩板之間。[3]水中的油經(jīng)過濃縮后進(jìn)入上層溢流腔中，再送到沉降罐進(jìn)一步撇油脫水，送至公用工程罐區(qū)。水洗水沉降罐中含油水則送至水混合罐，經(jīng)污水汽提塔進(jìn)料泵送至污水汽提塔，經(jīng)污水汽提塔重沸器汽提凈化后，部分凈化水外送至污水裝置進(jìn)行生化處理再利用，部分送至氣化備煤裝置再利用。經(jīng)過一系列的除COD的工藝流程后， 從而可良好的控制凈化水中的COD含量。

3 甲醇制烯烴裝置水系統(tǒng)問題的解決措施

3.1 降低急冷水中固含量方法

裝置運(yùn)行中急冷水中懸浮物含量較大，導(dǎo)致急冷水換熱設(shè)備容易發(fā)生結(jié)垢，從而影響換熱效果，為了維持急冷塔操作的穩(wěn)定，需每年進(jìn)行多次清理急冷水干式空冷器。為此采用沸騰床過濾技術(shù)，增設(shè)急冷水過濾系統(tǒng)，延長裝置穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間，降低對(duì)急冷水換熱器的清洗頻率。整套沸騰床急冷水過濾系統(tǒng)由 8臺(tái)沸騰床過濾器并聯(lián)操作，在進(jìn)行過濾操作時(shí)，待過濾的急冷水由急冷水泵送至沸騰床過濾器入口，經(jīng)過濾后急冷水清液由急冷水增壓泵升壓后送至急冷水出裝置前管線接入點(diǎn)，送至烯烴分離裝置回收低溫?zé)?。過濾系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)流量控制恒定，過濾設(shè)備差壓隨著運(yùn)行時(shí)間逐漸升高。設(shè)備差壓上升到設(shè)定值或達(dá)到設(shè)定的運(yùn)行時(shí)間后，設(shè)備自動(dòng)切換至再生操作，再生操作為單臺(tái)設(shè)備依次再生，單臺(tái)再生時(shí)，其余7臺(tái)提高處理量，維持系統(tǒng)總處理量不變。再生操作時(shí)，使用急冷水和氮?dú)鈱?duì)分離媒質(zhì)進(jìn)行流化再生。再生操作完成后，設(shè)備切換至正常過濾流程。

3.2 利用堿液調(diào)和水中酸性物質(zhì)

在整個(gè)系統(tǒng)工作中，會(huì)產(chǎn)生酸性物質(zhì)，長期積累酸性物質(zhì)就會(huì)越來越多，而越來越多的酸性物質(zhì)會(huì)不斷地對(duì)設(shè)備進(jìn)行腐蝕，造成裝置的破壞， 還會(huì)影響其他下游裝置。采用堿液稀釋在水中，通過注堿泵注入急冷水洗系統(tǒng)，使堿液充分的與酸性物質(zhì)結(jié)合，進(jìn)行中和使設(shè)備的使用年限更長的同時(shí)，保證凈化水外送指標(biāo)滿足外排工藝指標(biāo)。

4 解決甲醇制烯烴工藝廢水的循環(huán)利用問題

4.1 循環(huán)利用的特點(diǎn)

根據(jù)甲醇制烯烴工藝的特點(diǎn)看來，甲醇制烯烴工藝在操作的過程中會(huì)消耗很多的水資源，由于我國的水資源的分布不均勻，導(dǎo)致甲醇制烯烴工藝發(fā)展受到了嚴(yán)重阻礙，且浪費(fèi)的水資源的現(xiàn)象也較為嚴(yán)重，不利于我國生態(tài)環(huán)保的發(fā)展。在甲醇制烯烴工藝廢水處理技術(shù)的不斷發(fā)展下，水資源在工業(yè)生產(chǎn)中的需求也是越來越大。同時(shí)由于國家對(duì)水資源的監(jiān)控管理限制著甲醇制烯烴工藝的發(fā)展，所以現(xiàn)階段甲醇制烯烴工藝地發(fā)展取決于甲醇制烯烴工藝中地工藝廢水能不能循環(huán)利用。

4.2 循環(huán)利用方法

目前的污水處理系統(tǒng)采用的是重沸器汽提技術(shù)。主要過程為：污水進(jìn)入汽提塔之后，通過適當(dāng)?shù)募訅浩?，使塔頂產(chǎn)出汽提氣，塔底產(chǎn)出凈化水，凈化水大部分送至污水裝置進(jìn)行生化處理重復(fù)利用，部分送至氣化裝置再利用。隨著我國大力發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)，在工業(yè)的循環(huán)利用方面也是十分重視，我們一定要在安全生產(chǎn)的前提下，做到節(jié)水減排、節(jié)能降耗[1]。以往的循環(huán)利用的方式是采用蒸汽直接進(jìn)塔的工藝，這類工藝明顯違背這一要求，因?yàn)槿绻羝苯舆M(jìn)塔，蒸汽的凝結(jié)水就會(huì)以污水的形式進(jìn)入污水汽提系統(tǒng)，不利于整個(gè)工藝的節(jié)水減排。所以，通過重沸器，找到裝置節(jié)水與節(jié)能的平衡點(diǎn)，減少或者直接消除進(jìn)入塔里的蒸汽，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)水雙贏;同時(shí)，也能暴露出目前的循環(huán)系統(tǒng)存在的一些問題，以便可以根據(jù)在循環(huán)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)一步優(yōu)化循環(huán)利用的工藝流程。

5 結(jié)束語

總體來說，甲醇制烯烴是一項(xiàng)極其重要的化工工藝，甲醇制烯烴在整個(gè)化工業(yè)中起到舉足輕重的作用，不僅可以生產(chǎn)出很多工業(yè)需要的烯烴類材料，還可以對(duì)能源問題進(jìn)行調(diào)節(jié)。目前雖然我國的甲醇制烯烴技術(shù)有了很大的提高，但是還是有很大的缺點(diǎn)存在，如催化劑固體化的使用率并不高，導(dǎo)致大量的催化劑被浪費(fèi)，不能很好的控制油蠟類物質(zhì)的產(chǎn)生，以及在整個(gè)工作裝置運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，這些都是會(huì)嚴(yán)重影響到甲醇制烯烴的工藝流程，影響最終裝置能耗。

參考文獻(xiàn)：

[1] 邢愛華，劉斌，張銳，等.甲醇制烯烴工藝廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代化工，2013，（9）：17-21.

[2] 侯寶元，孫保全.油水分離技術(shù)在甲醇制烯烴裝置的應(yīng)用[J].山東化工， 2012，41（9）：34-41.

[3] 王天祥，陳建琦，馬世浩，劉冰，黨志宏，呂文杰.旋流分離技術(shù)在甲醇制烯烴工藝廢水中的處理應(yīng)用.