[发明专利]含氧化合物制烯烃物流中脱除和回收水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从含氧化合物制烯烃反应产物中脱除和回收水的方法，尤其涉及一种从甲醇制烯烃流化催化反应产物中脱除和回收水的方法。

背景技术

目前，乙烯和丙烯基本是通过石油路线而来，乙烯主要是通过石脑油蒸汽裂解生产，而丙烯则主要来源于乙烯联产和催化裂化(FCC)。用于制备轻质烯烃的一种替代工艺路线是将含氧化合物(例如甲醇)催化转化成烯烃产品，该路线尤其用于乙烯和丙烯的生产。采用分子筛催化剂实现该转化具有高度选择性，在催化生成乙烯和丙烯过程中同时会生成大量的副产水，并且反应过程中原料及汽提等也会带入部分水，因此从反应产物中脱除大量的水以进行烯烃分离获得乙烯和丙烯产品，是含氧化合物制烯烃工艺的重要组成部分。在脱除水的同时，对这些水进行回收利用能有效实现含氧化合物制烯烃工艺的节能降耗，特别是对于一般处于干燥气候的生产甲醇的煤/天然气等原料产地具有更大的意义。

专利US6403854B1公开的一种两级急冷塔冷却反应产物使水冷凝，并从烯烃物流中脱除的方法。第一级急冷塔主要为催化剂细粉脱除同时进行中和，第二级急冷塔进一步冷却以脱除反应产物中大部分水。该专利第一级急冷塔在脱除催化剂细粉的同时进行冷凝水的中和，虽然能降低第一级急冷塔材质要求、避免第二级急冷塔的腐蚀，但由于催化剂细粉以及中和剂使含氧化合物缩合会导致塔盘和管线等设备堵塞，进而影响分离效果给后续处理带来不利影响。

专利CN1852876A公开了一种用于脱除和净化含氧化合物转化为烯烃工艺副产水的方法。该专利未考虑烯烃产品中催化剂细粉和含氧化合物的存在会导致设备结垢堵塞、换热器效率下降等问题；而且因其回收的副产水均含催化剂，导致其处理工艺需加入大量的絮凝剂以及体积庞大的沉降设备。

由于甲醇制烯烃适于在流化床反应器中进行反应，其反应产物中会夹带少量催化剂细粉，催化剂细粉随着反应产物中水蒸汽的冷凝进入水中，但水中的催化剂细粉不易完全脱除，长期运行易造成设备结垢和堵塞等问题。另外，反应产物中含氧化合物和有机酸也会在冷凝过程中进入水中，因此水的回收利用过程中既要避免设备腐蚀，又要避免注碱造成含氧化合物缩合以及催化剂团聚加剧，对于工业装置还要保证系统能长期稳定运行。已有文献未考虑或仅部分考虑上述问题的影响。

由于甲醇制烯烃反应产物含有至少50重量％的水，如何合理地脱除水并有效进行水的回收利用，对于百万吨级/年的大型工业装置而言，含氧化合物制烯烃工艺是非常重要的方面。因此，需要针对含氧化合物制烯烃物流特别是甲醇制烯烃物流的特点，建立满足工业装置长期安全稳定运行要求的水脱除和回收利用方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是以往技术在脱除和回收含氧化合物制取烯烃物流所含大量水的过程中易造成设备堵塞、腐蚀以及含氧化合物缩合的问题，提供一种新的从含氧化合物制烯烃物流中脱除和回收水的方法。该方法具有分阶段进行催化剂细粉、有机酸和水的脱除，并对脱除的含催化剂细粉的水和不含催化剂细粉的水分别处理的特点，能有效避免设备结垢、堵塞和腐蚀，降低废水处理负荷。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种从含氧化合物制取的烯烃物流中脱除和回收水的的方法，包括以下步骤：a)提供含有乙烯、丙烯、有机酸、水和催化剂细粉的汽态烯烃物流I；b)将烯烃物流I经第一阶段急冷至操作压力饱和温度以下，脱除烯烃物流I中的催化剂细粉及第一部分水，得到一次急冷烯烃物流II与含有催化剂和第一部分水的废水物流III，其中第一部分水的重量与烯烃物流I中水的重量之比为5～35∶100；c)碱洗脱除烯烃物流II中的有机酸及第二部分水，得到脱除有机酸的烯烃物流IV，其中第二部分水的重量与烯烃物流II中水的重量之比为1～10∶100；d)将烯烃物流IV经第二阶段急冷至甲醇露点以下且不低于30℃，脱除烯烃物流IV中的第三部分水，得到二次急冷烯烃物流V和含第三部分水但不含催化剂的废水物流VI，其中烯烃物流V的水含量不大于5重量％；e)对烯烃物流V进行压缩和冷却，得到烯烃物流VII和第四部分压缩冷却凝水VIII，其中烯烃物流VII的水含量不大于10000ppm；f)对烯烃物流VII进行吸附干燥，得到烯烃物流IX，送入后续烯烃产品精馏分离系统，其中烯烃物流IX的水含量不大于50ppm；g)对废水物流III进行液/固分离，得到的废水去水处理系统，对废水物流VI和压缩冷凝水VIII进行液/液分离，得到可回收利用的工艺水。