一、研發(fā)背景
在我國“富煤、缺油、少氣”的化石資源稟賦特點及下游石化產(chǎn)品消費持續(xù)旺盛的雙重推動下，我國現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，已成為石油化工的重要補充。煤制烯烴作為現(xiàn)代煤化工重要組成部分之一，近年來技術推廣及產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)品市場份額不斷擴大，成為現(xiàn)代煤化工中經(jīng)濟效益最好、產(chǎn)能增長最快的分支領域。持續(xù)推進煤制烯烴技術進步和產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展，對于節(jié)約寶貴的石油資源、滿足石化產(chǎn)品消費增長需求、保障國家能源安全具有重要意義。
煤制烯烴工藝流程較長，首先以煤為原料通過氣化、變換、凈化、合成等過程首先生產(chǎn)甲醇，再用甲醇生產(chǎn)烯烴（乙烯+丙烯），進而生產(chǎn)聚烯烴（聚乙烯、聚丙烯）等下游產(chǎn)品，其中煤制甲醇、烯烴聚合制聚烯烴均為傳統(tǒng)的成熟技術，而甲醇制烯烴（MTO）則是近十多年來開發(fā)成功的新技術，也是煤制烯烴的核心技術環(huán)節(jié)。
MTO工藝是甲醇在催化劑的作用下反應生成低碳烯烴的工藝過程，該反應過程中生成以乙烯、丙烯為主的低碳烯烴產(chǎn)物和水副產(chǎn)物，同時還會由于副反應或微量甲醇未反應，產(chǎn)物中會含有少量的甲醇、乙醇、丁醛、丙酮、丁酮和異丙醇等含氧化合物。上述含氧化合物中的少部分隨著產(chǎn)品氣進入到后分離系統(tǒng)，在后系統(tǒng)通過水洗除去，這些水隨反應氣通過冷凝和洗滌后進入污水汽提塔，經(jīng)污水汽提塔對有機物進行濃縮得到的工藝廢水稱為濃縮水。該濃縮水以有機物為主，成分非常復雜，COD的質量濃度可達350000mg/L以上，含部分難生物降解和有毒有害物質，成為MTO裝置在“綠色發(fā)展”和“節(jié)能降耗”發(fā)展上的瓶頸問題，給企業(yè)在環(huán)保和水耗上帶來了巨大的壓力。
部分MTO工廠將這種含有高濃度有機物的濃縮水采用回煉的方式返回MTO反應器進行反應來處理，但是這些含有不飽和鍵的有機物在回煉過程中容易結焦導致MTO催化劑活性降低，轉化率下降。因此，尋求一種高效的方法對濃縮水進行處理具有重大的現(xiàn)實意義。
二、MTO濃縮水處理技術
為了解決MTO濃縮水的處理問題，本發(fā)明提供了一種MTO濃縮水的處理方法，將濃縮水通過液相加氫、精餾和沸石膜脫水制備混合醇產(chǎn)品，制備得到的混合醇產(chǎn)品技術指標高于國家標準《醇基液體燃料GB16663-1996》，還可以進一步分離得到乙醇、異丙醇和2-丁醇產(chǎn)品，不僅解決了MTO濃縮水處理的難題，還提高了其附加值，起到提質增效的目的。具體包括如下步驟：
（1）將MTO濃縮水101原料經(jīng)原料泵2加壓后與經(jīng)循環(huán)泵6加壓的加氫循環(huán)液混合形成反應器進料103，再與氫氣102一起通入混合器4中，制得溶氫反應料流后通入加氫反應器5中；
（2）所述溶氫反應料流在液相分布器的作用下均勻分布于加氫反應器5內的催化劑填料上，并在向下穿過填料層的過程中與催化劑接觸并反應，料流中的醛、酮等物質在催化加氫作用下轉變?yōu)榇?，得到混合醇、水、多余氫氣的混合物；該混合物在運行至催化劑層下方的緩沖腔后進行初步的汽液分離，其中氣相作為加氫馳放氣107從緩沖腔上側壁排出并被送入閃蒸罐8，液相從緩沖腔底部排出；
（3）從緩沖腔底部排出的液相被分為兩股：一部分作為反應器出料104送至閃蒸罐8，另外一部分作為加氫循環(huán)液進行循環(huán)，并與MTO濃縮水101混合以稀釋原料濃度，以降低加氫反應器5的絕熱溫升；
（4）在閃蒸罐8中采用低壓閃蒸處理前述加氫馳放氣107和反應器出料104，并于所述閃蒸罐8的頂部排出閃蒸馳放氣108，底部排出加氫產(chǎn)品109；其中，所述閃蒸馳放氣108經(jīng)馳放氣冷凝器10和/或吸附裝置處理以去除并收集夾帶的有機物；所述加氫產(chǎn)品109經(jīng)產(chǎn)品泵9加壓后送脫水塔11；
（5）在脫水塔11中，混合醇與水共沸精餾，于塔底排出低醇含量的廢水113，于塔頂?shù)玫胶旌洗迹ê?/span>10～20wt%），所述含水混合醇的一部分回流至脫水塔11的頂部，另一部分送沸石膜脫水系統(tǒng)18進一步濃縮脫水；
（6）在沸石膜脫水系統(tǒng)18中，將含水混合醇與沸石膜組件接觸，大部分的水和微量的混合醇透過沸石膜組件形成滲透水112，從而使被截流的混合醇中水的含量從10～20wt%左右降至2wt%左右，進而得到混合醇產(chǎn)品111，即滲余液；將含微量混合醇的滲透水返回脫水塔11進行循環(huán)處理，以降低廢水排放，并提高混合醇收率。
圖2-1 MTO濃縮水處理工藝流程簡圖
專利申請?zhí)枺?/span>CN2024114442862 專利名稱：一種MTO 濃縮水處理裝置及方法（發(fā)明專利）
專利申請?zhí)枺?/span>CN2024225079435 專利名稱：一種MTO 濃縮水處理裝置（實用新型）