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纤维膜油水分离技术在DMTO-Ⅱ装置上的应用

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  摘 要:在DMTO-Ⅱ工艺中,浓缩水回炼制约着甲醇制烯烃装置的连续、稳定运行,针对浓缩水的特性,浓缩水破乳除油处理装置选择纤维膜油水分离技术方案比较适合。通过纤维膜油水分离技术的实践应用,摸索总结了相关工艺控制参数和技改技措经验,并经过设备和工艺的不断改进,成功实现了纤维膜油水分离技术在DMTO-Ⅱ处理浓缩水方面的应用。
  关键词:DMTO-Ⅱ;浓缩水;纤维膜;破乳除油;应用
  Abstract:In the DMTO-Ⅱdevice, the continuous and stable operation of methanol to olefins processing is affected by the reaction of concentrated water, according to the characteristics of concentrated water, De-emuision and De-oil device select FiberMemTM De-emuision and De-oil technology for. Through the FiberMemTM De-emuision and De-oil technology in the long-term production practice, fumble summed up process control parameters and technical renovation experience, and through the equipment and technology improvements, the successful implementation of the FiberMemTM De-emuision and De-oil technology in DMTO-Ⅱprocessing applications.
  Keywords:DMTO-Ⅱ;Concentrated water;FiberMemTM;De-emuision and De-oil;applications
  甲醇制烯烃生产装置普遍存在浓缩水含油量较高且乳化的问题,虽然浓缩水中含氧化合物回炼可以提高烯烃收率,但是油的存在对MTO反应是不利的,可加速多甲基苯、长链烷烃等生成,易造成水洗水换热器和塔盘浮阀堵塞,外送净化水油含量超标的风险,因此,有必要去除浓缩水中的油。
  为了有效降低浓缩水回炼对MTO反应的不利影响,蒲城清洁能源化工有限责任公司在浓缩水回炼线上,增设了纤维膜油水分离装置。
  1 含油废水乳化处理工业技术应用
  1.1 油在水中的分類
  根据含油废水来源和油类在水中的存在形式不同,可分为浮油、分散油、乳化油和溶解油:
  ①浮油:其粒径一般大于100μm,以连续相的形式漂浮于水面,形成油膜或油层;
  ②分散油:以微小油滴悬浮于水中,不稳定,经静置一定时间后通常变成浮油,其油滴的粒径一般介于10~100μm之间;
  ③乳化油:当水中含有某种表面活性剂时或油水混合物经转数为3000rpm左右的离心泵高速旋转后,油滴便成为稳定的乳化液分散于水中,油滴粒径极微小,油滴粒径极微小,一般小于10μm,大部分为0.1~2μm;
  ④溶解油:一种以化学方式溶解的微粒分散油,油粒直径比乳化油还要细,有时可小到几纳米。
  1.2工业上乳化油破乳除油方法的应用
  含油污水的破乳除油分离是工业废水处理的普遍难题。目前,工业实际应用的几种破乳方法。
  ①利用电场力对乳液颗粒的吸引或排斥作用,使微细油粒在运动中互相碰撞,从而破坏其水化膜及双电层结构,使微细油粒聚结成较大的油粒浮升于水面,达到油水分层的目的高压电场法。
  ②向废水中投加破乳剂,破坏油珠的水化膜,压缩双电层,使油珠聚集变大与水分开的药剂破乳法;
  ③借助离心机械所产生的离心力,将水相从离心机的外层排出,油相从离心机的中部排出,实现油水分离的离心法;
  ④利用超滤膜孔径比油珠孔径小的特点,使乳化油废水通过超滤膜过滤器,只允许水通过,而将比膜孔径大的油粒阻拦,从而达到乳化油水分离的超滤法。
  2 MTO水系统油含量
  为指导生产优化调整,MTO水系统油含量的变化情况进行了定期监测。
  3 纤维膜油水分离
  3.1 FiberMemTM纤维膜油水分离原理
  FiberMemTM纤维膜油水分离技术利用特种聚结纤维材料(亲水、亲油)特性制成纤维膜滤芯,浓缩水以内进外出的方式通过纤维膜滤芯,在乳化油与材料接触、碰撞、聚并过程中,油滴突破界面膜,破乳后浮油聚集在出水侧,实现物理破乳。
  3.2 纤维膜油水分离结构
  3.3 纤维膜油水分离处理负荷
  3.3.1 浓缩水处理设计说明
  浓缩水处理量:15t/h
  进水温度:20℃~50℃
  操作弹性:50%~110%
  3.3.2 浓缩水处理进出水设计指标
  3.3.3 浓缩水处理结果
  4 工艺简介
  污水汽提系统主要是对由产品急冷及预分离系统分离出的污水(含有甲醇、二甲醚等物质)进行提浓,回收未转化的甲醇和二甲醚,保证整个装置外排水符合环保要求。
  4.1 浓缩水油水分离工艺流程
  污水汽提塔顶回流罐(V1203)中浓缩水(含有甲醇或二甲醚),经汽提塔顶回流泵(P1206A/B)升压,一路作为塔顶冷回流返回污水汽提塔(T1203)上部,新增一路经污水汽提塔顶气冷却器(E1207A/B),控制浓缩水温度不大于60℃,进入浓缩水除油撬装设备。   浓缩水来水依次进入撬装装置的袋式过滤器(V8101)、一级油水分离器(V8102)和二级油水分离器(V8103),除油后的浓缩水进入中间水罐(V8104),经过排水泵(P8101)将出水压力提升至1.2MPa,与甲醇进料混合后,送至MTO反应器(R1101)回炼。
  当浓缩水除油装置运行一段时间后,一级和二级油水分离器罐体顶部均会聚集浮油,根据油水界面仪的设定将罐顶积累的油自动排至油罐(V8105),并根据油罐(V8105)内油的液位计指示,定期开启排油泵(P8102),将回收的油升压,送至烯烃分离单元脱苯塔(T2503)或脱丁烷塔(T2504)。
  4.2 纤维膜油水分离工艺流程
  图3:浓缩水撬装除油工艺流程简图
  5 纤维膜油水分离的运行总结
  5.1 纤维膜油水分离器的运行情况
  2019年1月14日14:50,纤维膜油水分离器开始引浓缩水投料运行。
  从目前的运行情况来看,纤维膜油水分离装置能够满足浓缩水的破乳除油需要。投入自动运行状态,处理后的浓缩水可以达到连续稳定回炼;回收的油,可定期排至脱苯塔。
  5.2 存在问题及解决措施
  在近两个月的运行过程中,纤维膜油水分离装置暴露了一些问题,主要集中在水泵机封泄漏严重,而纤维膜油水分离器很稳定,现将存在的问题和解决措施汇总如下:
  ①回收油中多甲基芳烃含量高,环境低温情况下,易造成油管线产生蜡状物堵塞,解决措施,在袋式过滤器(V8101)、一级油水分离器(V8102)和二级油水分离器(V8103)、排油泵(P8102)、至烯烃分离单元脱苯塔(T2503)或脱丁烷塔(T2504)的油管线和油罐(V8105)本体,增加1.2MPa的蒸汽伴热+保温;
  ②排水泵(P8101)机封泄漏严重,解决措施,将非集装式机封改为集装式机封;
  ③排水泵(P8101)軸向力不平衡,解决措施,在四流道叶轮上,开φ6mm的平衡孔;在泵壳开2个卡簧槽,平衡轴向力;
  ④排水泵(P8101)轴承外圈与轴承箱间隙大,解决措施,轴承箱打毛,避免轴承跑外圈,同时,将径向滚珠轴承更换为滚柱轴承;
  ⑤一级油水分离器(V8102)的油水界位计(LI8101)的浮子脱落,解决措施,更换新浮子,同时,在操作控制方面,将油水界位的控制范围由180-100mm调整为130-40mm。
  6 结论
  ①生产实践表明,纤维膜油水分离技术是一项成熟的技术,能够完全满足DMTO-Ⅱ装置的生产需要,运行安全,产品质量稳定;
  ②纤维膜油水分离技术为物理除油工艺,不添加药剂,无二次污染,破乳完全,除油精度高,材料耐腐蚀,滤芯耐污堵,运行稳定,低压操作,维护简单。收油可回用,增加经济效益;
  ③除油后的浓缩水回炼,根据微反实验(下转第119页)(上接第116页)结果,含氧化合物(如酮、醇和醛类等)的转化率达20%,乙烯的选择性达51%,丙烯的选择性达34.4%,以增产乙烯和丙烯;
  ④主要为多甲基芳烃的回收油,可以外销,增加经济收益;
  ⑤如何通过操作和设备维护保养,降低设备故障率,从而确保系统长周期运行,是今后探索的重点。
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