申请日2018.10.18
公开(公告)日2019.01.29
IPC分类号C02F1/04; C02F9/10; C02F103/36
摘要
本发明提供了一种甲醇制烯烃污水的处理方法及处理系统。该处理方法包括：S1，对至少部分甲醇制烯烃污水进行汽提处理，得到汽提气和净化水;S2，将净化水冷却，对新鲜的甲醇制烯烃污水进行汽提处理，并在新鲜的甲醇制烯烃污水的汽提环境中同时加入至少部分冷却后的净化水，或者，在步骤S1中，对部分甲醇制烯烃污水进行汽提处理，在步骤S2中，加入步骤S1中另一部分的甲醇制烯烃污水，或加入至少部分冷却后的净化水和步骤S1中另一部分的甲醇制烯烃污水;S3，对步骤S2中得到的新鲜的净化水重复执行步骤S2，以完成对污水的处理。该方法减少了焦状物随回流水回流时对污水汽提塔塔板的堵塞，且降低了污水汽提塔COD的处理负荷。
权利要求书
1.一种甲醇制烯烃污水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：
对至少部分甲醇制烯烃污水进行汽提处理，得到汽提气和净化水;
步骤S2：
将所述净化水冷却，对新鲜的所述甲醇制烯烃污水进行所述汽提处理，并在新鲜的所述甲醇制烯烃污水的汽提环境中同时加入至少部分冷却后的所述净化水作为回流水;或者，
将所述净化水冷却，对新鲜的所述甲醇制烯烃污水进行所述汽提处理，并在新鲜的所述甲醇制烯烃污水的汽提环境中同时加入另一部分新鲜的所述甲醇制烯烃污水作为回流水;或者，
将所述净化水冷却，对新鲜的所述甲醇制烯烃污水进行所述汽提处理，并在新鲜的所述甲醇制烯烃污水的汽提环境中同时加入另一部分新鲜的所述甲醇制烯烃污水以及至少部分冷却后的所述净化水作为回流水;
步骤S3：
重复执行所述步骤S2，以完成对所述甲醇制烯烃污水的处理。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述汽提处理过程中，所述甲醇制烯烃污水的流量为130～200t/h，所述甲醇制烯烃污水的COD为4000～16000mg/L。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述汽提处理过程中，操作压力为0.2～0.4MPa，蒸汽流量为15～32t/h，所述回流水流量为5～20t/h，所述汽提气流量为0.5～8t/h，所述净化水的温度为145～155℃。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤S1之后，所述处理方法还包括以下步骤：
将所述汽提气进行冷凝，得到冷凝液与不凝气;
将所述冷凝液和含氧化物污水混合得到甲醇废液，所述含氧化物污水为烯烃分离一二段凝液和/或水洗塔隔油槽污水;
对所述甲醇废液进行除油处理，得到脱油废液。
5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述冷凝的温度为90～135℃，所述脱油废液的含油量为10～60mg/L。
6.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述步骤S2还包括以下步骤：
将所述脱油废液一并混入新鲜的所述甲醇制烯烃污水中进行所述汽提处理。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤S2中，在将所述净化水冷却的步骤中，通过将所述净化水与所述甲醇制烯烃污水进行换热，以冷却所述净化水。
8.根据权利要求7述的处理方法，其特征在于，所述甲醇制烯烃污水经过换热后温度为95～128℃。
9.一种甲醇制烯烃污水的处理系统，其特征在于，包括：
汽提单元，用于将甲醇制烯烃污水进行汽提得到汽提气和净化水;
冷却单元，与所述汽提单元连通，用于将所述净化水冷却;
第一回流管线，用于将至少部分冷却后的所述净化水作为回流水回流至所述汽提单元，或者，用于将一部分新鲜的所述甲醇制烯烃污水作为回流水回流至所述汽提单元，或者，用于将至少部分冷却后的所述净化水以及一部分新鲜的所述甲醇制烯烃污水作为回流水回流至所述汽提单元。
10.根据权利要求9述的处理系统，其特征在于，所述处理系统还包括冷凝单元，所述冷凝单元与所述汽提单元连通，用于将所述汽提气进行冷凝得到冷凝液和不凝气。
11.根据权利要求9的处理系统，其特征在于，所述汽提单元包括：
污水沉降罐(10)，用于通入所述甲醇制烯烃污水;
污水汽提塔(40)，具有污水入口、回流入口、再沸出口、气相出口以及液相出口，所述污水入口与所述污水沉降罐(10)连通，用于将所述甲醇制烯烃污水进行汽提;
污水汽提塔再沸器(80)，分别与所述再沸出口和所述液相出口连通，用于蒸汽加热所述甲醇制烯烃污水并返回到所述污水汽提塔(40)中。
12.根据权利要求11的处理系统，其特征在于，所述冷却单元包括：
净化水冷却器(100)，设置于所述液相出口所在的管线上，用于冷却所述净化水;
污水-净化水换热器(30)，分别与所述污水沉降罐(10)的出口、所述污水入口、所述液相出口与净化水冷却器(100)的入口连通，用于将所述净化水与所述甲醇制烯烃污水进行换热。
13.根据权利要求10的处理系统，其特征在于，所述冷凝单元包括：
汽提气冷却器(50)，用于冷凝所述汽提气得到所述冷凝液和所述不凝气;
气液分离器(60)，所述气液分离器(60)的入口与汽提气冷却器(50)连通，所述气液分离器(60)具有气相出口和液相出口，所述气相出口与甲醇制烯烃反应器连通，用于将所述冷凝液和所述不凝气进行气液分离。
14.根据权利要求10的处理系统，其特征在于，所述处理系统还包括：
除油单元，与所述冷凝单元和氧化物污水管线连通，用于除去所述冷凝液和含氧化物污水中的油类得到脱油废液;
氧化物污水管线，与所述除油单元连通，用于将所述含氧化物污水通入除油单元。
15.根据权利要求14的处理系统，其特征在于，所述处理系统还包括第二回流管线，所述第二回流管线分别与所述除油单元的出口以及所述汽提单元的入口连通。
说明书
甲醇制烯烃污水的处理方法及处理系统
技术领域
本发明涉及煤化工甲醇下游加工污水及氧化物处理领域，具体而言，涉及一种甲醇制烯烃污水的处理方法及处理系统。
背景技术
甲醇制烯烃(methanol to olefin，简称MTO)技术，是以甲醇为原料，在较低的反应压力和合适的反应温度条件下，与硅铝磷酸盐分子筛催化剂接触发生催化反应从而生成乙烯、丙烯主要产品的技术。该技术副产甲烷、乙烷、丙烷、氢气等可燃气和混合碳四、碳五及以上组分。副产微量的酸性气体在经过急冷和水洗塔时，绝大部分酸性气体被碱液中和，而碳五以上的重组分以及微量的甲醇、二甲醚、醛、酮、醇类等有机物被冷凝下来进入了水系统，其中大部分进入了水洗塔的水洗水中。
水洗水含有微量的甲醇、二甲醚、醛、酮、醇类等有机物，经过泵升压后，输送到污水汽提塔，作为污水汽提塔的进料。此外污水汽提塔的进料还有烯烃分离水洗塔水洗水及产品气压缩机段间凝液，以及水洗水隔油槽和浓缩水送至废甲醇水罐沉降分层后的污水，其中浓缩水是污水汽提塔进料水经过污水汽提塔汽提后冷凝下来的含有醛、酮类等氧化物及油类的污水。污水汽提塔产生的不凝气，直接送至甲醇制烯烃反应器进行反应以利用有效成分增加产品气的产量。浓缩水和废甲醇水罐中的污水COD和含油均比较高，这些含油污水作为污水汽提塔的进料时，污水汽提塔可以把沸点较低的氧化物及油分离出去，从而降低净化水(经过汽提后的水，称净化水)中的COD。虽然部分醛酮类氧化物随不凝气进入了反应器，但仍有部分溶解在水中，一部分随回流进入污水汽提塔，另一部分进入了浓缩水，送至甲醇废液罐后加入破乳剂后进行自然沉降分离。沉降分离后的污水，含油少部分的氧化物及油，又进入到污水汽提塔进行汽提，使得回流罐中回流水的COD越来越高，最高可达556000mg/L。在碱性环境中，醛酮类氧化物在温度遇冷便发生聚合作用，通过回流泵后进入污水汽提塔，在汽提作用下，形成的聚合物脱水成块，堵塞在塔盘上，导致了污水汽提塔压差升高的现象，先由30kPa缓慢升至80kPa，最后最高升至240kPa，严重影响了污水汽提塔的处理负荷。
现有技术中公开了可以将MTO副产的含油污水送至合成气工艺，而不需去除含油污水中的烃类和含氧化合物;一种处理污水方式采用的较多，污水与污水汽提塔底净化水换热后，作进料进入污水汽提塔，塔底设有再沸，汽提污水中的甲醇和二甲醚等含氧化合物，塔顶汽提气经过换热后冷凝进入回流罐，一部分作为回流，另一部分外送或作为MTO反应器的进料，经过污水汽提塔净化后的净化水直接送到污水处理厂进一步处理;一种采用均质调节-隔油混凝沉淀-汽提-厌氧-后沉淀的处理流程，先调节pH 6～8，加聚合氯化铝隔油沉降，沉降后的污水进入汽提塔，最后通过厌氧发酵进一步降低COD;一种处理污水方式利用膜技术渗透汽化法处理工艺废水，将废水中的有机物分离，再经汽提处理，汽提产品再经渗透膜脱水，可以得到甲醇及衍生品，而废水送入污水处理厂进一步处理，当水中有机物含量在0.1～5wt%，渗透汽化法具有经济竞争力。
可见，现有技术对MTO污水处理仅仅对污水中的甲醇、二甲醚等含氧化合物进行处理，并未解决污水汽提塔焦状物堵塞而导致的压差上涨情况。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种甲醇制烯烃污水的处理方法及处理系统，以解决现有技术中污水汽提塔塔顶回流中的醛、酮类有机物在碱性作用下形成的焦状物对污水汽提塔塔板的堵塞的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种甲醇制烯烃污水的处理方法，包括以下步骤：步骤S1：对至少部分甲醇制烯烃污水进行汽提处理，得到汽提气和净化水;步骤S2：将净化水冷却，对新鲜的甲醇制烯烃污水进行汽提处理，并在新鲜的甲醇制烯烃污水的汽提环境中同时加入至少部分冷却后的净化水作为回流水;或者，将净化水冷却，对新鲜的甲醇制烯烃污水进行汽提处理，并在新鲜的甲醇制烯烃污水的汽提环境中同时加入另一部分新鲜的甲醇制烯烃污水作为回流水;或者，将净化水冷却，对新鲜的甲醇制烯烃污水进行汽提处理，并在新鲜的甲醇制烯烃污水的汽提环境中同时加入另一部分新鲜的甲醇制烯烃污水以及至少部分冷却后的净化水作为回流水;步骤S3：重复执行步骤S2，以完成对甲醇制烯烃污水的处理。
进一步地，在汽提处理过程中，甲醇制烯烃污水的流量为130～200t/h，甲醇制烯烃污水的COD优选为4000～16000mg/L。
进一步地，在汽提处理过程中，操作压力优选为0.2～0.4MPa，蒸汽流量优选为15～32t/h，回流水流量为5～20t/h，汽提气流量为0.5～8t/h，净化水的温度为145～155℃。
进一步地，在步骤S1之后，处理方法还包括以下步骤：将汽提气进行冷凝，得到冷凝液与不凝气;将冷凝液和含氧化物污水混合得到甲醇废液，含氧化物污水为烯烃分离一二段凝液和/或水洗塔隔油槽污水;对甲醇废液进行除油处理，得到脱油废液。
进一步地，冷凝的温度为90～135℃，脱油废液的含油量为10～60mg/L。
进一步地，步骤S2还包括以下步骤：将脱油废液一并混入新鲜的甲醇制烯烃污水中进行汽提处理。
进一步地，在步骤S2中，在将净化水冷却的步骤中，通过将净化水与甲醇制烯烃污水进行换热，以冷却净化水。
进一步地，甲醇制烯烃污水经过换热后温度为95～128℃。
根据本发明的另一方面，提供了一种甲醇制烯烃污水的处理系统，包括：汽提单元，用于将甲醇制烯烃污水进行汽提得到汽提气和净化水;冷却单元，与汽提单元连通，用于将净化水冷却;第一回流管线，用于将至少部分冷却后的净化水作为回流水回流至汽提单元，或者，用于将一部分新鲜的甲醇制烯烃污水作为回流水回流至汽提单元，或者，用于将至少部分冷却后的净化水以及一部分新鲜的甲醇制烯烃污水作为回流水回流至汽提单元。
进一步地，处理系统还包括冷凝单元，冷凝单元与汽提单元连通，用于将汽提气进行冷凝得到冷凝液和不凝气。
进一步地，汽提单元包括：污水沉降罐，用于通入甲醇制烯烃污水;污水汽提塔，具有污水入口、回流入口、蒸汽入口、气相出口以及液相出口，污水入口与污水沉降罐连通，用于将甲醇制烯烃污水进行汽提;污水汽提塔再沸器，分别与蒸汽入口和液相出口连通，用于加热甲醇制烯烃污水并将得到的蒸汽通入污水汽提塔中。
进一步地，冷却单元包括：净化水冷却器，设置于液相出口所在的管线上，，用于冷却净化水;污水-净化水换热器，分别与污水沉降罐的出口、污水入口、液相出口与净化水冷却器的入口连通，用于将净化水与甲醇制烯烃污水进行换热。
进一步地，冷凝单元包括：汽提气冷却器，用于冷凝汽提气得到冷凝液和不凝气;气液分离器，气液分离器的入口与汽提气冷却器连通，气液分离器具有气相出口和液相出口，气相出口与甲醇制烯烃反应器连通，用于将冷凝液和不凝气进行气液分离。
进一步地，处理系统还包括：除油单元，与冷凝单元和氧化物污水管线连通，用于除去冷凝液和含氧化物污水中的油类得到脱油废液;氧化物污水管线，与除油单元连通，用于将含氧化物污水通入除油单元。
进一步地，处理系统还包括第二回流管线，第二回流管线分别与除油单元的出口以及汽提单元的入口连通。
应用本发明的技术方案，提供了甲醇制烯烃污水的处理方法，由于醛、酮类等有机物在碱性作用下在冷凝器或管线中形成的焦状物会对污水汽提塔塔板造成堵塞，本发明采用部分净化水和/或部分甲醇制烯烃污水替代汽提气的冷凝液作为回流水，从而减少了形成的焦状物随回流水回流时对污水汽提塔塔板的堵塞。