甲醇制烯烃工艺废水处理技术研究进展

甲醇制烯烃工艺废水处理技术研究进展

刘登攀赵峰涛

陕西煤化工技术工程中心有限公司陕西渭南714104

摘要：随着科学技术的进步，甲醇制烯烃的工艺也获得了很好的发展。在社会经济发展的过程中，社会对于各种物质的需求也在不断加大，其中乙烯、丙烯的需求量在不断攀升，导致原材料出现供货不足的情况。因此，甲醇制烯烃工艺废水处理技术的应用得到推广，但是这种工艺在进行处理的过程中，很容易产生大量工业废水，本文就甲醇制烯烃工艺废水处理技术研究进展展开探讨。

关键词：甲醇；烯烃；废水处理技术；研究进展

引言

随着社会的不断发展，许多行业都对乙烯、丙烯等产品提出了较大的需求，在这种情况下，一些烯烃生产原料逐渐面临严重的短缺问题，包括轻柴油、石脑油等资源，而非石油生产烯烃工艺的重要性则逐渐突显。在实际情况中，甲醇制烯烃工艺虽然有着较多优势，但是基于工艺特性，工艺过程很容易出现废水问题，致使相应的设备难以正常运作，给甲醇制烯烃工艺的正常进行带来不利影响。因此，加强对废水处理技术的研究有着重要作用，技术人员必须从多方面出发，从根本上解决废水问题，从而提高甲醇制烯烃工艺质量。

1甲醇制烯烃装置水系统工艺流程分析

甲醇制烯烃装置水系统包含多个部分，主要包括水洗循环系统、急冷循环系统、汽提系统以及烯烃分离单元水洗塔。其中急冷塔以及急冷水构成急冷循环系统，主水洗塔以及水洗水泵构成水洗循环系统，汽提塔进料泵、汽提塔进料沉降罐以及汽提塔构成汽提系统。当甲醇制烯烃装置在运行时，从反应系统中输送的中间产物在主水系统、急冷塔的作用下，能够对产品气进行适当降温，并洗涤催化剂，之后对部分水进行冷凝、分离，分离水后的相应物质会被送往下游烯烃分离装置，进而分离精制操作。在实际情况中，水系统须以适当方式进行运作，这样才能更好保障水系统工作温度的稳定性。在急冷水泵的作用下，从急冷塔塔底对部分水进行抽出，之后在急冷水空冷器以及第一丙烯塔烯烃分离装置换热器降温作用回收热量后，将水返送回急冷塔。通过水洗水泵在主水洗塔塔底对部分水进行抽出，之后在水洗水空冷器、第二丙烯塔塔底重沸器烯烃分离装置换热器降温回收热量、第一水洗水冷却器以及第二水洗水冷却器降温作用后，将水返送回主水洗塔。之后将急冷塔以及主水洗塔中冷凝后的水送往污反映水汽提塔，对部分甲醇以及二甲醚进行回收，再将其中一部分送往烯烃分离单元水洗塔，对产品气中存在的含氧化合物进行洗涤，之后送回污水水汽提塔。另一部分则直接排出至污水处理厂。对产品气中存在的含氧化合物进行洗涤，之后送反应水汽提塔。

2水处理系统存在的问题

2.1催化剂细粉

MTO装置的产品气通过三级旋风分离器对其夹带的催化剂进行回收。由于旋风分离器的分离局限性，部分催化剂细粉会随产品气进入急冷塔、水洗塔，经急冷塔、水洗塔洗涤后的催化剂细粉进入急冷水与水洗水中。水系统中的催化剂细粉会在水洗塔、水系统换热器、空冷器等处沉积，导致换热效率下降，影响装置长周期运行。

2.2油蜡类物质

在MTO反应产品气中会含有少量的油类物质，而在急冷水和水洗水中冷凝之后，其中会含有大量的芳烃类物质。在水系统低温区产生凝固，会产生系统堵塞、降低水系统的换热效率，影响到MTO装置的运行周期。

2.3含氧化合物

MTO反应产物中含有少量未反应的甲醇和二甲醚，在急冷塔和水洗塔中冷凝下来，水系统COD偏高。

2MTO水系统问题解决方案

2.1固体颗粒物处理

要减少水洗水和急冷水系统中的催化剂细粉，避免其在急冷器和水洗塔中发生沉积，就要对其内部进行催化剂细粉的定期检查和清理。可以使用一种急冷废水中催化剂的浓缩和耦合干燥方法，用专门的装置对催化剂进行浓缩干燥，以固体的形式来完成回收。

2.2水中油蜡类物质处理分析

在对甲醇制烯烃装置中的油类物质进行处理时，在水洗塔塔底设有隔油设施。水洗塔底水抽出后经水洗塔底泵升压后分出一股水洗水首先进入水洗水旋流除油器除去水洗水中的汽油组分，再经水洗水过滤器除去所携带的催化剂，和来自LORU装置产品气压缩机凝液——其中含有较多油类组分，混合后送至废油罐，不再进入沉降罐，作为污水汽提塔的进料，以减少重质油类组分进入汽提塔，保证净化水外排合格。由塔底隔油设施分离出的少量油经水洗塔底汽油泵抽出后，升压送至水洗水除油系统，分离出的油送至废油罐。为了更好保障聚结器的运作效果，技术人员可在多处设置相应的过滤器，包括水聚结器入口、油水分离器入口、油聚结器入口等。在实际情况中，油水分离器入口过滤器属于立式过滤器，其中滤芯主要对多孔金属滤芯进行了应用；水聚结入口属于立式过滤器，主要对折叠式合成纤维进行了应用；油聚结入口也属于立式过滤器，主要对折叠式复合纤维进行了应用。在对油水分离系统进行应用后，外排水COD得到了有效降低，由1400mg/L左右降低到550mg/L，进而较好满足了甲醇制烯烃装置净化水外排相关标准。这种处理方式能够有效缓解企业污水处理系统的压力，有效解决水系统中各种堵塞问题，对相应的油类物质进行有效控制，从而提高相应设备的使用周期，维持甲醇制烯烃装置的长期安全运行作。

2.3低碳烃类和低碳含氧有机物的污水处理

可以使用污水泵对原本含有甲醇的污水进行加压清洁处理，然后使用污水净化器对水换热器进行换热处理。最后，产生的废气可以排放到气体塔当中，以进行循环使用。这种清洁处理方式能够进一步净化废水中的甲醇和二甲醚。

3MTO工艺废水处理及回用方法

以煤和天然气为原料经甲醇制烯烃，吨产品耗水10t以上。我国属于缺水国家，大部分北方地区极度缺水，水资源制约着企业的进一步发展。随着MTO技术的日臻成熟，生产对水资源需求增加。另一方面，国家对水资源保护力度的加大，也在一定程度上限制和阻碍了MTO项目的实施。MTO项目的前景很大程度上决定于工艺废水能否综合利用。对于MTO工艺路线，Lurgi公司采用的废水处理方式为:水汽化后作为工艺发生蒸汽，过量水在适当处理后可供农业生产用。对于副产水的处理，UOP公司专利(US5914433)提出的方案是:一是将MTO工序产生的副产水直接送至合成气生产工序，不需脱除烃和含氧化合物;二是将MTO工序部分的过量水通过丙烯醚化生产2－异丙醚。由于MTO工艺本身是一个烯烃和水不断产生的过程，当工艺本身水的循环达到稳定后，仍然会有大量水排出，提出对汽提后的废水进行调碱、曝气、沉淀、过滤、进入生化系统进行好氧处理等预处理工艺，废水中的COD去除率可达到90%以上。预处理后的废水再经超滤膜过滤系统，去除胶体、悬浮物和颗粒物;反渗透膜系统去除溶解性有机物和无机离子后可分别满足循环水补水和锅炉补水水质要求，或用图3MTO废水回用处理工艺于MTO工艺或其他化工工艺补水。

结语

在当前阶段，甲醇制烯烃工艺是非常重要的化工工艺，在一定程度上缓解了石油资源紧张的局面，是我国新能源利用的重要举措。但对于其中的废水处理问题以及可能造成的严重后果，还需要继续加以研究，以形成科学的废水处理工艺。

参考文献

[1]邢爱华，刘斌，张锐，等.甲醇制烯烃工艺废水处理技术研究进展[J].现代化工，2016（9）：17-21.

[2]周栋，高娜.甲醇制烯烃废水处理工程实例[J].中国环境管理干部学院学报，2017（2）：71-74.