[发明专利]甲醇及碳四制烯烃的急冷水和水洗水密闭耦合处理方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于煤转化技术领域，涉及一种采用微旋流分离器回收利用甲醇及碳四制烯烃的急冷水中的催化剂、分离水洗水中的污油的方法。具体地说，本发明涉及一种甲醇及碳四制烯烃的急冷水和水洗水密闭耦合处理的方法与装置。

背景技术

乙烯和丙烯作为两种重要的基础化工原料，近年来其需求量不断增加。随着石油资源的日益紧缺，原来以石油为原料的生产路线逐渐被以煤、天然气、生物质等为原料的生产路线所代替。由煤、天然气、生物质等能源制成醇类、醚类、酯类等含氧化合物，再由这些含氧化合物代替石油来制取轻质烯烃。现如今，一些含氧化合物已经可以达到较大规模的生产，如甲醇，可以由煤或天然气制得，工艺十分成熟，可以实现上百万吨级的生产规模。由于含氧化合物来源的广泛性，再加上转化生成轻质烯烃工艺的经济性，所以由含氧化合物转化制烯烃(OTO)的工艺，特别是由甲醇转化制烯烃(MTO)的工艺受到越来越多的重视。在MTO工艺中，为了提高烯烃收率，甲醇及添加剂经预热后进入反应器反应，反应后的反应气（I）经急冷塔和水洗塔进行换热、洗涤，随后反应气经由压缩机压缩进入脱丙烷塔，低碳烯烃进入烯烃分离装置，而副产物碳四及以上烯烃经分离后再一次进入碳四反应器进行裂解生成低碳烯烃，从碳四反应器生成的反应气（II）经急冷塔和水洗塔进行换热、洗涤后两股急冷水汇合经两级旋流浓缩及干燥，净化的急冷水换热后作为急冷剂返回急冷塔，干燥得到的催化剂可以重复利用。

针对含氧化合物转化为烯烃的工艺，US0234281提出了在应用气固旋风分离装置分离反应排出流后，再利用湿法洗涤和非必要的脱水区来回收利用催化剂颗粒。但在正常工况下，甲醇制烯烃急冷废水中80%左右的催化剂微粒都小于5微米，而先进的旋风分离器只能去除5微米以上的颗粒，难以满足工况需求，而且这种方法也会导致急冷水循环使用率大幅下降，且产生大量的外排废水。

中国发明专利申请CN101352620A公开了一种MTO急冷水、水洗水中细微催化剂微旋流浓缩方法，利用微旋流器对2微米以下的催化剂颗粒进行浓缩后提高急冷塔底水中催化剂含量再将一部分催化剂随急冷水一起排出去。但为了提高低碳烯烃收率，新工艺中反应气产量比原来大很多，相应的夹带的催化剂含量也增大很多。该方法并不能满足含大量催化剂颗粒的工艺且会导致催化剂耗损过大。

因此，为了满足这种将碳四及以上烯烃再一次裂解反应以提高烯烃收率的MTO新工艺，本领域急需开发一种能够密闭耦合处理MTO反应废水的新方法。

发明内容

本发明提供了一种新颖的甲醇及碳四制烯烃的急冷水和水洗水密闭耦合处理方法与装置，解决了现有的甲醇及碳四制烯烃工艺中急冷水及水洗水的处理问题。

一方面，本发明提供了一种甲醇及碳四制烯烃的急冷水和水洗水密闭耦合处理方法，该方法包括以下步骤：

（a）对急冷塔顶、C4急冷塔顶的反应气进行旋流净化，以脱除反应气夹带的催化剂微粒及液烃；对净化后的反应气进行水洗，以实现水洗水水质的改善；

（b）对急冷塔底、C4急冷塔底的含催化剂微粒的急冷水进行液固分离和浓缩，分离净化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；

（c）对分离和浓缩后的催化剂进行干燥处理，回收催化剂微粒；以及

（d）对作为汽提塔进料的水洗水进行旋流除油，对其净化并回收其夹带的污油，以实现汽提塔净化水水质的达标。

在一个优选的实施方式中，所述进行旋流净化的反应气的含油量为1500-3000mg/L，催化剂含量为200-500mg/L。

在另一个优选的实施方式中，在旋流净化后，反应气的含油量降至250mg/L以内，催化剂含量降至60mg/L以内。

在另一个优选的实施方式中，所述含催化剂微粒的急冷水的工作温度为85-115℃，密度为900-930kg/m³，催化剂粒径为1-20微米，催化剂的充水密度为1200-1600kg/m³。

在另一个优选的实施方式中，所述含催化剂微粒的急冷水的催化剂微粒含量为600-1100mg/L。

在另一个优选的实施方式中，在液固分离和浓缩后，急冷水的催化剂微粒含量降至100mg/L以内，底流富催化剂浆料内催化剂含量达40g/L或更高以上；液固分离精度为1μm。

在另一个优选的实施方式中，所述旋流除油的效率达85%或更高，汽提塔净化水中的油含量不大于20ppm。

另一方面，本发明提供了一种甲醇及碳四制烯烃的急冷水和水洗水耦合处理装置，该装置包括：