专利名称：：Mto预旋流型反应废水汽提净化方法及装置的利记博彩app
技术领域：
：本发明属于煤转化
技术领域：
，涉及去除MTO工艺过程中进入汽提塔前反应废水中存在的少量催化剂颗粒的方法和装置，适于处理包括MTO工艺反应废水在内的固-液非均相分离过程。具体地说，本发明提供了一种MTO预旋流型反应废水汽提净化方法及装置。
背景技术：
：MTO是MethaneToOlefin的简称，艮卩，甲醇制烯烃。甲醇制烯烃技术主要分为两步首先是由天然气合成粗甲醇，然后甲醇再转化为以乙烯和丙烯为主的烯烃。不同的工艺生成的乙烯和丙烯的比例不同。目前具有代表性的MTO技术有UOP、UOP/Hydro、ExxonMobil和大连化物所的工艺技术。随着国民经济发展及对低碳烯烃需求的日渐攀升，作为乙烯生产原料的石脑油、轻柴油等原料资源面临着越来越严重的短缺局面，因此，加快甲醇制烯烃工艺的工业应用问题已经引起了各方面的重视。在MTO工艺中未反应的部分甲醇和反应气一起离开反应器后进入急冷塔，在急冷塔内水和甲醇冷凝为液体与烯烃产品分离。溶有甲醇的反应废水送往汽提塔内汽提，将甲醇和水分离。汽提是分离液相混合物的方法之一，汽提的主要原理就是利用在气液两相之间的相平衡关系使易挥发组分从液相转移到气相中。在本发明涉及的工艺中，是将甲醇由水相转移到气相后从塔顶排出，塔底得到几乎不含甲醇的水。因为反应废水中还含有少量催化剂颗粒，而催化剂颗粒进入到汽提塔会影响气提塔的稳定操作，为了保证汽提塔长周期运行，最佳方案是在反应废水进入汽提塔前对其进行脱催化剂处理，与此同时降低催化剂颗粒对下游物料的污染。反应废水催化剂的分离属于非均相固-液分离，当前传统的物理固-液分离技术主要可以分为几类过滤、沉降、静电分离、离心分离、膜分离等。根据分离原理，膜分离技术也属于过滤分离的范畴。液体脱细催化剂颗粒可采用的设备有精密过滤器、磁性分离器、膜分离器、旋流分离器等。它们的使用场合不同，效果也差别很大。精密过滤器和膜分离器主要存在造价太高、维护成本也相对比较高，而且易发生堵塞、堵塞后压降过大，在小流量、催化剂含量小的情况下使用效果好，但在大流量、催化剂含量较大的情况下使用效果不好的问题。磁性分离器需要根据催化剂的本身性质迸行选择设计，含催化剂颗粒的液体通过一个高梯度磁分离器，催化剂受到很强的磁场力作用，被捕集截留，实现催化剂的分离；该技术应用面比较窄，而且磁场需用电场产生，能耗较大，在大流量小含量的情况下效果并不好。中国专利申请CN1942558A公开了一种采用一套串联或并联组合运行的一个或多个固液旋风分离器或旋液分离器回收含氧物到烯烃工艺中排出反应器催化剂的回收方法，催化剂经分离后回收使用。常规的固液旋流分离器或旋液分离器的分离精度为5-10微米，但是从反应器排出的产物流在反应器内已经经过几个气固旋风分离装置，反应废水中催化剂颗粒的粒径很小(l-20微米，80%在IO微米以下)，因此常规的固液旋流分离器或旋液分离器并不能起到有效的分离效果。此外，现有技术中尽管也采用在流化床反应器顶部安装一个或多个气固分离装置的方法，但是出反应器的反应产物气流中仍然携带少量催化剂细粒子，在急冷塔内这些催化剂粒子随反应废水离开急冷塔，致使汽提反应废水内含有少量难以去除的固体颗粒。因此，本领域迫切需要开发出一种能更有效地去除MTO反应废水中少量催化剂颗粒的方法。
发明内容本发明提供了一种新的、去除MTO工艺过程中进入汽提塔前反应废水中存在的少量催化剂颗粒的方法及装置，克服了现有技术存在的缺陷。一方面，本发明提供了一种MTO预旋流型反应废水汽提净化方法，该方法包括对MTO反应废水进行微旋流分离，以去除其中含有的催化剂颗粒。在一个优选的实施方式中，所述MTO反应废水的工作温度为95-115°C，催化剂含量为30-400mg/L，催化剂粒径为1-10微米，催化剂密度为1300-1500kg/m3。在另一个优选的实施方式中，在进行了所述微旋流分离后，催化剂含量为30mg/L以下。在另一个优选的实施方式中，所述MTO反应废水的密度为900-930kg/m3，粘度为0.15-0.35厘泊。在另一个优选的实施方式中，所述微旋流分离是使用微旋流分离器进行的。在另一个优选的实施方式中，所述微旋流分离器是由旋流芯管组成的。另一方面，本发明提供了一种MTO预旋流型反应废水汽提净化装置，该装置包括与急冷塔连接的，用于对MTO反应废水进行微旋流分离，以去除其中含有的催化剂颗粒的微旋流分离器。在一个优选的实施方式中，所述微旋流分离器是由旋流芯管组成的。在另一个优选的实施方式中，所述微旋流分离器的压力损失为0.2-0.5MPa。在另一个优选的实施方式中，所述微旋流分离器的入口速度为8-15米/秒，进水表压为0.9-1.3MPa。图1是根据本发明一个实施方式的MTO工艺汽提反应废水微旋流分离净化流程的示意图。具体实施例方式本发明的发明人经过广泛而深入的研究后发现，微旋流分离器具有分离效率髙、可靠性高，适用范围广等优点，将其应用于脱除MTO反应废水中的催化剂颗粒能够更有效地去除MTO工艺过程中进入汽提塔前反应废水中存在的少量催化剂颗粒，克服了现有技术中存在的缺陷。基于上述发现，本发明得以完成。MTO的反应机理是甲醇先脱水生成二甲醚，然后二甲醚与甲醇的平衡混合物脱水转化为以乙烯、丙烯为主的低碳烯烃和少量饱和烃、芳烃等，反应过程中由于脱水反应生成了大量的水。水和未反应的甲醇以气体的形式携带少量催化剂随产物一起离开反应器，排出反应器的物流称为反应气。反应气进入急冷塔进行冷却后，水蒸气和甲醇液化为液体，溶于水中的甲醇和水一起排出急冷塔，称为反应废水。大部分反应废水从塔的中上部抽出，因为在急冷塔中的位置越高，催化剂颗粒含量越少，为了区分称这部分反应废水为反应废水A;剩下一部分反应废水从塔底排出急冷塔，称为急冷塔底水(反应废水B)。反应废水B经过微旋流分离器分离后称为急冷净化水，急冷净化水和反应废水B混合后一部分经过冷却器冷却后重新返回急冷塔冷却反应气，达到了水的循环利用，另外一部分称为汽提反应废水，去气提塔汽提以分离甲醇。分离得到的甲醇回到反应器继续反应，而水送到另一装置作为生成合成气的原料，实现了水的有效资源利用。理论上多次部分气化在液相中可获得高纯度的难挥发组分，多次部分冷凝在气相中可获得高纯度的易挥发组分，而水和甲醇沸点差别较大，因此可以采用蒸馏的方法在气提塔内实现甲醇和水的分离。塔内温度从塔顶到塔底逐渐增加，塔顶温度大约在100-130°C。反应废水A的催化剂含量较低(30-400mg/L)，颗粒较小(1-10微米)，经过微旋流分离器净化得到的急冷净化水的催化剂含量更是低于反应废水A的催化剂含量，但是它们携带的催化剂细粉仍然会在气提塔内积累，影响气提塔的操作，为了延长汽提塔的运行周期，本发明的发明人采用微旋流分离器对汽提反应废水进行微旋流分离净化处理。所述微旋流分离器由若干旋流芯管组成。微旋流分离器具有操作压降小，能耗低的优点。在本发明的第一方面，提供了一种MTO预旋流型反应废水汽提净化方法，该方法包括对MTO工艺急冷塔底水，即反应废水，进行微旋流分离，以去除反应废水中的催化剂颗粒(即，从反应器内夹带的催化剂颗粒，其含量约为30-400mg/L，密度约为900-930kg/m3，粒径约为1-10微米)。较佳地，所述反应废水的工作温度约为95-115°C，催化剂含量约为30-400mg/L，催化剂粒径约为1-10微米，催化剂密度约为1300-1500kg/m3。较佳地，所述反应废水的密度约为900-930kg/m3，粘度约为0.15-0.35厘泊。在本发明的第二方面，提供了一种MTO预旋流型反应废水汽提净化装置，该装置包括与MTO反应器1连接的，用于出反应器的反应气进行急冷以使产物中的烯烃和水得以分离的急冷塔2，在急冷塔内大部分催化剂颗粒进入水中；与所述急冷塔2连接的，用于对汽提反应废水进行固液分离以去除汽提反应废水中催化剂的微旋流分离器5-2;与所述微旋流分离器5-2连接的，用于将净化后的汽提反应废水输运到气提塔的汽提水泵3-2;与所述汽提水泵3-2连接的，用于对经固液分离得到的净化后的汽提净化水进行汽提的气提塔6，用以分离水中溶解的未参加反应的甲醇。较佳地，所述微旋流分离器的压力损失(即，微旋流分离器入口和溢流口之间的压力差)约为0.2-0.5MPa。较佳地，所述微旋流分离器的入口速度约为8-15米/秒，进水表压约为0.9-1.3MPa。较佳地，本发明的方法和装置也可以应用于MTP(甲醇制丙烯)和OTO(从含氧化合物制取轻烃)工艺反应废水的净化。以下参看附图。图1是根据本发明一个实施方式的MTO工艺汽提反应废水微旋流分离净化流程的示意图。如图1所示，甲醇从反应器1底部进入MTO反应器1后在催化剂的作用下经过一系列的脱水反应生产以乙烯和丙烯为主的烯烃产物，与此同时还生成大量的水；以气体形式存在于MTO反应器1内的反应物和未消耗的产物从MTO反应器1的顶部离开；从MTO反应器1出来的反应产物和部分未反应的反应物到急冷塔2冷却，在急冷塔2内水和甲醇冷凝为液相，与其它反应产物分离，烯烃产物离开急冷塔2到水洗塔(未示出)水洗；冷凝下来的水和甲醇一部分从急冷塔2的底部排出，称为反应废水B，另外一部分从急冷塔2的中上部抽出，称为反应废水A;反应废水B经过微旋流分离器5-1旋流脱固处理后在急冷水泵3-1的作用下和反应废水B混合，混合后的反应废水一部分经过冷却器4冷却后作为急冷剂返回急冷塔2，另一部分再次进入微旋流分离器5-2中进一步脱除其中的催化剂颗粒;净化后的汽提水在汽提水泵3-2的作用下输运到气提塔6脱除其中的甲醇；回收的甲醇返回MTO反应器1参加反应，水作为生产合成气的原料。下表1中示出了在不同的压力损失下，微旋流分离器的分离试验效果。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>从上表1中可以看出，增加压力损失有利于分离效率的提高，但是因为增加压力损失的同时会增加工艺的能耗，因此在本发明中，微旋流分离器的压力损失最好是0.2-0.5MPa。下表2中示出了在压力损失为0.30MPa，进口催化剂颗粒浓度为218.44mg/L的条件下，汽提反应废水催化剂微粉颗粒的进口和溢流口粒度分布。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>从上表2中可以看出，汽提反应废水中有83.48%的催化剂颗粒粒径小于10.257微米，因此，要想达到好的分离效率，常规的旋流分离设备是难以实现的。经过微旋流分离器分离，净化水出口(溢流口)中大于10微米的颗粒只有0.7%，总体分离效率高达88.95%，5.506微米的分离效率在80.0%左右。本发明的方法和装置的主要优点在于本发明采用微旋流分离器对MTO工艺汽提反应废水进行脱除催化剂颗粒处理，本发明的设备简单、分离效率高、保证了设备的长周期运转。在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。权利要求1.一种MTO预旋流型反应废水汽提净化方法，该方法包括对MTO反应废水进行微旋流分离，以去除其中含有的催化剂颗粒。2.如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述MTO反应废水的工作温度为95-115"C，催化剂含量为30-400mg/L，催化剂粒径为1-10微米，催化剂密度为1300-1500kg/m3。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在进行了所述微旋流分离后，催化剂含量为30mg/L以下。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MTO反应废水的密度为900-930kg/m3，粘度为0.15-0.35厘泊。5.如权利要求l-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述微旋流分离是使用微旋流分离器进行的。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述微旋流分离器是由旋流芯管组成的。7.—种MTO预旋流型反应废水汽提净化装置，该装置包括与急冷塔(2)连接的，用于对MTO反应废水进行微旋流分离，以去除其中含有的催化剂颗粒的微旋流分离器(5-2)。8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述微旋流分离器是由旋流芯管组成的。9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述微旋流分离器的压力损失为0.2-0.5MPa。10.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述微旋流分离器的入口速度为8-15米/秒，进水表压为0.9-1.3MPa。全文摘要本发明提供了一种MTO预旋流型反应废水汽提净化方法，该方法包括对MTO反应废水进行微旋流分离，以去除其中含有的催化剂颗粒。本发明还提供了一种MTO预旋流型反应废水汽提净化装置。文档编号C02F1/38GK101353187SQ20081004271公开日2009年1月28日申请日期2008年9月10日优先权日2008年9月10日发明者张艳红,强杨,汪华林,白志山,吉马申请人:华东理工大学