[发明专利]一种净化MTO工艺急冷水水质的催化-加载嵌合方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种净化MTO工艺急冷水水质的催化-加载嵌合方法及装置。也可用于印染废水、造纸废水、制药废水、基础化工废水、煤化工废水、炼油废水及石油化工废水预处理或深度处理。

背景技术

随着石油资源的日渐枯竭，油价逐步攀升，使得以石脑油为原料的石油蒸汽裂解生产乙烯的成本越来越高，下游衍生产品的价格随之升高，竞争力越来越弱。因此，人们转为寻找替代技术，以降低乙烯的生产成本，因而甲醇制乙烯、煤制乙烯和轻烃制乙烯等工艺技术随之得到了发展，本发明处理对象就是甲醇制乙烯(MTO)过程的急冷水。

在甲醇制乙烯和煤制乙烯的工艺过程中，产生的反应热通常由急冷水带走，并由系列热交换器回收这部分热量，用于加热其它工艺介质。急冷水实际上是在急冷塔和换热器之间循环使用。

在甲醇脱水生成乙烯的过程中，还伴有大量的副反应同时发生。这些副反应所生成的副产物浊度大，粘度高；再加上催化剂使用过程中会发生粉化现象，产生大量的细分颗粒，急冷水中的悬浮物颗粒和有机副产物含量很高，并在循环过程中不断累积，造成急冷塔和热交换器经常结垢堵塞，装置不得不经常停车处理，导致整个装置的运行周期较短。

目前主要采取两种措施维持急冷水水质稳定：

(1)将部分急冷水进行过滤，过滤后的滤液再返回急冷水系统；

(2)在部分急冷水过滤的同时，加入部分新鲜急冷水，同时要排掉同样数量的急冷水去污水处理场。

过滤法存在以下缺点：

由于过滤材料、处理能力、清理频次和采购成本等因素的限制，不可能使用目数很高的筛网或很细的滤布等过滤材料。因此导致过滤器存在以下无法克服的问题：

1)过滤效果差。由于催化剂细粉粒径太细和乳状有机废物无法滤掉，滤液仍然很浑浊，急冷水中仍含有大量细粉颗粒和乳状有机废物，急冷塔和热交换器结垢堵塞问题不能得到彻底解决；

2)处理能力不稳定。在过滤器清理后初期处理能力强，随着运行时间的延长处理能力会逐步下降，直至不能满足工艺要求切换清理；

3)过滤器须频繁清理，不但劳动强度大，而且对设备寿命造成影响；

4)急冷水温度高，清洗时大量的含有机物的蒸汽挥发到环境中，导致操作环境恶劣；

5)过滤器需要每周清理一次，清理费用高。

由于传统方法存在上述问题，所以MTO工艺水净化问题一直没有得到解决。

发明内容

本发明的目的是：

1)有效脱除甲醇制乙烯(MTO)急冷水中催化剂细粉颗粒和乳状有机废物，解决设备堵塞问题，从根本上彻底解决急冷水水质影响装置运行周期短的问题；

2)本发明对水中杂质分离能够实现连续自动脱除，避免了人工清理带来的劳动强度大、操作环境恶劣等问题。

3)降低设备清理等操作费用。

本发明采用如下技术方案：

本发明的净化MTO工艺急冷水水质的催化-加载嵌合方法的具体步骤如下：

(1)将来自于甲醇制乙烯工艺中的急冷水送入预反应器，并往预反应器中加入催化-助沉剂和助剂，然后混合均匀；

(2)从预反应器出来的急冷水进入第一反应器，并在第一反应器中加入主沉降剂，然后搅拌，使主沉降剂与急冷水充分混合并发生凝聚反应，在此停留时间2-5分钟；

(3)从第一反应器出来的急冷水进入第二反应器，第二反应器中投加来自“嵌合物-杂质”分离系统回收的催化-助沉剂，然后混合均匀，与杂质发生嵌合反应，在此停留时间2-5分钟；

(4)从第二反应器出来的急冷水进入第三反应器，在第三反应器中加入助沉降剂，在搅拌下使其与急冷水混合均匀，使絮花迅速增大，在此停留时间2-5分钟；

(5)从第三反应器出来的急冷水进入沉淀池，上层净化水从沉淀池上部排出，自流进入净水收集罐，然后经加压泵返回到急冷水系统，带有催化-助沉剂的嵌合物从沉淀池底部排出；

(6)沉淀池底部的嵌合物，由输送泵将其中一部分直接返回到预反应器中，继续发挥其催化作用；另一部分送到“嵌合物-杂质”分离回收系统；

(7)“嵌合物-杂质”分离回收系统分离出的杂质排到污泥处理系统，分离出来的催化-助沉剂回到第二反应器作为共沉降物在此发挥作用；

(8)为防止氧气溶入急冷水中，上述净化处理过程和沉淀分离过程中均采用惰性气体密封措施。

步骤(1)中，催化-助沉剂是以铁粉粉末为载体的钛系催化剂，铁粉是一种铁矿粉，粒度80-180目的混合物；合成方法如下：