[发明专利]MTO急冷水、水洗水中细微催化剂微旋流浓缩方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于煤转化技术领域，涉及采用微旋流方法对甲醇制烯烃(MTO)工 艺急冷水和水洗水中所含的固体催化剂进行浓缩的方法与装置。由于在急冷和水洗 过程中贵重催化剂颗粒进入水体，为了回收催化剂，必须对急冷水和水洗水进行液 -固浓缩。本发明适于处理包括MTO工艺急冷水、水洗水在内的浓缩细微粒子过程， 也适合其它微量微细颗粒或液滴的浓缩过程。

背景技术

催化剂在化工、石油化工、生物化工等各个工业领域的应用非常普遍，其活 性成分往往是贵重金属，因此制造催化剂的成本很高，如何最大限度的回收利用催 化剂是工程设计的重中之重。MTO是甲醇制烯烃的简称，主要原理是从煤出发经 合成气生产甲醇，再由甲醇转化为低碳烯烃(主要成分为乙烯和丙烯)，然后应用 于其它化学用品和工业用品。MTO工艺流程主要包括反应部分、产物净化部分和 产物分离部分。反应部分包括反应器和再生器，产物净化部分包括急冷塔、水洗塔、 碱洗塔和干燥塔，其余为产物分离部分。MTO常用的反应器是流化床反应器，在 反应器内反应物甲醇和烯烃产物均以气相存在。

US 6166282公开了一种MTO流化床反应器，在反应器顶部安装有一组旋风 分离器，以从产物排出流中分离催化剂固体颗粒，防止催化剂颗粒被夹带出反应器。 虽然反应气流通过几个旋风分离装置，但是仍然会有催化剂颗粒随产物排出流一起 离开反应器，在急冷塔和水洗塔内这些催化剂粒子分别随急冷水和水洗水与反 应气体产物分离，随急冷水和水洗水进入水循环系统，从而造成下游设备的磨 损堵塞，缩短了装置的运转周期。

在MTO工艺中，携带催化剂的产物排出流离开反应器后进入急冷塔急冷。在 急冷塔内，水和甲醇冷凝为液体，烯烃产品仍然是气体，大部分催化剂颗粒进入水 中随急冷水排出急冷塔，因此急冷水里富含催化剂颗粒。为了进一步去除产物气流 中夹带的催化剂粉尘，烯烃产物气流要进入水洗塔水洗，将其中的催化剂彻底除掉， 催化剂粉尘进入水洗水中。为了回收催化剂，同时净化循环水，有必要对急冷水和 水洗水进行液固分离，浓缩催化剂浆料。

US 5744680A公开了一种由氧化物制取轻烃的方法，其中含催化剂物流从湿 法洗涤步骤排出。US 6870072也公开了利用湿法洗涤区移走产物排出流中的催化 剂。

US 0234281和CN 1942558A针对MTO急冷水，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，催化剂经分离后回收使 用。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，因此MTO 急冷水中催化剂颗粒的粒径非常小(1-20微米，80％在10微米以下)，水洗水中 的颗粒会更小(5微米以下)。但是，常规的固液旋风或旋液分离器的有效捕捉粒 径在5-10微米左右，只能去除因固液旋风分离器失效或操作失效等非正常工作条 件下跑损的催化剂，而对于旋风分离器的正常工作状态则不能或很难去除2微米以 下的固体颗粒，所以常规的固液旋风或旋液分离器只能用作跑催化剂事故时使用， 正常操作情况下不能起到预期效果。

因此，本领域迫切需要开发出一种能在正常工作状态下去除2微米以下的固 体颗粒的对MTO急冷水、水洗水中夹带的催化剂颗粒进行浓缩的方法。

发明内容

本发明提供了一种新的、浓缩MTO急冷水、水洗水中细微催化剂的方法及 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急冷水、水洗水中细微催化剂微旋流浓缩 方法，该方法包括：

对MTO急冷水进行微旋流分离，以对其中含有的催化剂进行浓缩处理； 以及

对MTO水洗水进行微旋流分离，以对其中含有的催化剂进行浓缩处理。

在一个优选的实施方式中，所述MTO急冷水的工作温度为95-115℃，催 化剂含量为100-1000mg/L，催化剂粒径为1-20微米，催化剂的充水密度为 1300-1500kg/m³。

在另一个优选的实施方式中，所述MTO急冷水的密度为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MTO水洗水的工作温度为30-50℃，催 化剂含量为70-800mg/L，催化剂粒径为1-10微米。