關(guān)于甲醇制烯烴工藝廢水處理技術(shù)的研究進(jìn)展

摘 要：由于我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的石油化工產(chǎn)業(yè)也得到了迅猛的發(fā)展。通常我們可以認(rèn)為一個(gè)國家化工產(chǎn)業(yè)的水平代表了這個(gè)國家的綜合實(shí)力，所以我們國家要想和世界上的其他國家競爭綜合實(shí)力，就必須大力發(fā)展我國的化工實(shí)力。而在我國的化工生產(chǎn)中，烯烴的生產(chǎn)又是占據(jù)著非常重要的地位。同時(shí)在生產(chǎn)烯烴的過程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生廢水，為此就需要對烯烴工藝廢水進(jìn)行處理，本文針對甲醇制烯烴過程中的工藝廢水處理技術(shù)進(jìn)行了研究，希望能為相關(guān)研究者提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：甲醇；烯烴；廢水；有機(jī)污染物

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）27-0372-01

1 引 言

隨著國家綜合實(shí)力的提升和化工行業(yè)的發(fā)展，烯烴的需求量也在不斷增加，同時(shí)國家在這方面的投資也在增加。而在目前“綠色發(fā)展”理念的不斷深入，世界上很多國家便對烯烴生產(chǎn)過程中的廢水處理技術(shù)進(jìn)行了研究改進(jìn)。通常由甲醇制乙烯、丙烯等低碳烯烴的方法稱為Methanol to Olefin，簡稱為MTO，該工藝的完善程度對于烯烴的穩(wěn)定產(chǎn)量有著直接的影響。使用該種工藝生產(chǎn)烯烴的過程中不僅會(huì)得到輕烯烴，同時(shí)也會(huì)得到大約一半的水，除此之外還有含量較少的油類物質(zhì)。但正是這少部分的油類物質(zhì)會(huì)使得后續(xù)的水處理技術(shù)變得復(fù)雜。為此，技術(shù)人員就需要加大技術(shù)研究，從根本上解決廢水問題，同時(shí)提高烯烴質(zhì)量。

2 甲醇制烯烴工藝分析

在傳統(tǒng)的烯烴制作過程中使用的原料大多為輕質(zhì)柴油、石腦油等石油原料，這就造成了石油資源進(jìn)一步緊缺，同時(shí)也給烯烴的制作帶來了一些不良影響。為此，基于這種情況，烯烴制作行業(yè)逐步改變制作工藝，將生產(chǎn)原料變?yōu)榱朔鞘唾Y源，例如甲醇等。這些新工藝給烯烴制作帶來了改變，優(yōu)化了原先的生產(chǎn)方式，降低了生產(chǎn)過程中的污染同時(shí)提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

甲醇制烯烴裝置分主要分為三個(gè)部分，分別為急冷水及汽提系統(tǒng)、反應(yīng)再生系統(tǒng)和最后的余熱回收系統(tǒng)。其中反應(yīng)再生系統(tǒng)中具有進(jìn)料功能、催化劑功能和通風(fēng)功能等多個(gè)功能。反應(yīng)過程中的進(jìn)料方式主要應(yīng)用的是氣相進(jìn)料，先將外部的液相甲醇加熱氣化后再輸送到反應(yīng)器，而后在旋風(fēng)分離器的作用下，將其送往急冷塔。反應(yīng)再生系統(tǒng)的作用主要應(yīng)用了循環(huán)流化床工藝，而此時(shí)主風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)也會(huì)開啟，以便給再生過程中的燒焦提供風(fēng)力。

而在最后的余熱回收系統(tǒng)主要是對催化劑再生燒焦過程中產(chǎn)生的熱能進(jìn)行一定程度的回收利用，同時(shí)在回收過程中也會(huì)產(chǎn)生水蒸氣。而急冷水洗及汽提系統(tǒng)起到的主要作用是將最后生產(chǎn)得到的烯烴和水分離開，工作原理為當(dāng)最后的混合物經(jīng)過急冷塔和水洗塔后，傳送過程中的混合氣體會(huì)發(fā)生一定的物理變化，此時(shí)便可以將烯烴和水分進(jìn)行初步的分離，當(dāng)然最后還得經(jīng)過烯烴分離裝置再進(jìn)行烯烴的提純。而當(dāng)產(chǎn)品經(jīng)過汽提系統(tǒng)時(shí)，汽提塔會(huì)將少量的甲醇和二甲醚等有機(jī)物也回收起來，并將其再輸送到進(jìn)料系統(tǒng)回?zé)挘渌镔|(zhì)便會(huì)隨著生產(chǎn)的過程中的污水一起排至污水處理廠。

在正常生產(chǎn)烯烴的過程中，除了會(huì)得到烯烴外，還會(huì)得到少部分的水和油類物質(zhì)，當(dāng)該類物質(zhì)冷凝后便會(huì)成為油泥分散到各個(gè)生產(chǎn)設(shè)備中，這就給生產(chǎn)過程帶來了很大的不便，同時(shí)也降低了生產(chǎn)效率。具體來講，當(dāng)這些油類物質(zhì)冷凝到換熱器、空冷器和塔盤等設(shè)備時(shí)，不可避免會(huì)影響其工作性能，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生堵塞現(xiàn)象。加上這些設(shè)備的檢修周期比較長，所以最終產(chǎn)生的影響就會(huì)很大，從而影響烯烴的制作效率。為此，要想對甲醇制烯烴工藝廢水進(jìn)行有效處理，就需要從根本上減少油類物質(zhì)的產(chǎn)生。

3 甲醇制烯烴水處理系統(tǒng)中存在的問題

3.1 催化劑細(xì)粉

在甲醇制烯烴得到的產(chǎn)品需要經(jīng)過三級旋風(fēng)分離器對含有的催化劑進(jìn)行回收使用，但是因?yàn)榉蛛x裝置的條件限制，不可能把所有的催化劑細(xì)粉都回收完。因此，會(huì)有部分催化劑會(huì)隨著產(chǎn)品進(jìn)入到后續(xù)的水處理環(huán)節(jié)，而這些催化劑細(xì)粉會(huì)逐步在水洗塔和水系統(tǒng)換熱器當(dāng)中沉淀，進(jìn)而導(dǎo)致水系統(tǒng)工作效率的降低。

3.2 油蠟類物質(zhì)

甲醇制烯烴最后產(chǎn)品中含有的油類物質(zhì)不到1%，雖然含量不算多，但該類物質(zhì)的凝固點(diǎn)相對較低，很容易在急冷水和水洗水中冷凝下來。該類物質(zhì)的主要組成成分為芳烴以及一些長鏈的烷烴，并且還是以芳烴占絕大部分。油類物質(zhì)在水系統(tǒng)中凝固導(dǎo)致水系統(tǒng)換熱效率降低已經(jīng)成為了影響生產(chǎn)效率的主要因素。

3.3 有機(jī)酸及含氧化合物

甲醇制烯烴過程的工藝水中還含有少部分的乙酸，這使得最終污水的pH值在4.5左右，并且污水的溫度也較高，通常在80℃上下。為此，這些污水具有一定的腐蝕性，在處理過程中需要對其酸堿中和反應(yīng)。除此之外，反應(yīng)產(chǎn)物中還含有一部分沒有反應(yīng)的甲醇和二甲醚，其會(huì)在水系統(tǒng)中冷凝導(dǎo)致水系統(tǒng)的COD偏高。

4 解決方法分析

4.1 水中催化劑細(xì)粉的處理

一般是在反應(yīng)氣體進(jìn)入急冷塔前設(shè)置人字擋板，當(dāng)反應(yīng)氣從下邊先上便輸送過程中會(huì)與冷卻水大面積接觸，此時(shí)不僅會(huì)使反應(yīng)氣體的溫度降低，同時(shí)也會(huì)讓反應(yīng)氣中的酸性氣體和大部分的催化劑洗除。同時(shí)，為了更好地去除水系統(tǒng)中的催化劑，還可以將急冷塔中的急冷水升壓后再送入急冷水分離器，這樣便可以很大程度上除去急冷水中含有的催化劑。處理后得到的催化劑可經(jīng)過過濾后排出系統(tǒng)，也可使用沉降法去除，這樣便可以很大程度降低水系統(tǒng)中催化劑的含量。

4.2 水中油類物質(zhì)的處理

在對油類物質(zhì)進(jìn)行處理的時(shí)候，可以適當(dāng)建造一些隔油設(shè)施，將水洗塔分出一股水升壓后去除水洗水中的汽油成分，然后經(jīng)過水洗水過濾器去除壓縮機(jī)凝液，最后將得到的油類物質(zhì)輸送到廢油罐。通過這種方式處理，就可以降低汽提塔中油類物質(zhì)的進(jìn)入含量，進(jìn)而保證向外排放的污水基本上不含有油類物質(zhì)。同時(shí)，為了保證油類物質(zhì)的去除效果，可以多建設(shè)機(jī)組隔油設(shè)施。

4.3 有機(jī)酸及含氧化合物的處理

正常情況下水系統(tǒng)水略顯酸性，如果不對此處理就會(huì)腐蝕設(shè)備和管道，并使得最終的外排的污水污染性更大。為此，可以在急冷水和水洗水系統(tǒng)中加入一定的堿液進(jìn)行中和反應(yīng)，從而使水系統(tǒng)中的水的酸堿度回歸中性。除此之外，對含氧化合物可以進(jìn)行過濾分離，濾芯可以選用孔較多的金屬濾芯。

5 結(jié)束語

甲醇制烯烴是生產(chǎn)烯烴的一項(xiàng)重要工藝，在化工行業(yè)中起著很大的作用，同時(shí)還可以緩解石油資源緊缺的現(xiàn)象。但是在實(shí)際應(yīng)用該工藝時(shí)，需要特別注意生產(chǎn)過程中工藝廢水的問題，選擇科學(xué)的方法對其處理，保證生產(chǎn)過程的正常進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-8-20