一、研發(fā)背景
在我國“富煤、缺油、少氣”的化石資源稟賦特點(diǎn)及下游石化產(chǎn)品消費持續旺盛的雙重推動(dòng)下，我國現代煤化工產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，已成為石油化工的重要補充。煤制烯烴作為現代煤化工重要組成部分之一，近年來(lái)技術(shù)推廣及產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)品市場(chǎng)份額不斷擴大，成為現代煤化工中經(jīng)濟效益最好、產(chǎn)能增長(cháng)最快的分支領(lǐng)域。持續推進(jìn)煤制烯烴技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，對于節約寶貴的石油資源、滿(mǎn)足石化產(chǎn)品消費增長(cháng)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(cháng)，首先以煤為原料通過(guò)氣化、變換、凈化、合成等過(guò)程首先生產(chǎn)甲醇，再用甲醇生產(chǎn)烯烴（乙烯+丙烯），進(jìn)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的成熟技術(shù)，而甲醇制烯烴（MTO）則是近十多年來(lái)開(kāi)發(fā)成功的新技術(shù)，也是煤制烯烴的核心技術(shù)環(huán)節。
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(guò)程，該反應過(guò)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(shí)還會(huì )由于副反應或微量甲醇未反應，產(chǎn)物中會(huì )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(zhù)產(chǎn)品氣進(jìn)入到后分離系統，在后系統通過(guò)水洗除去，這些水隨反應氣通過(guò)冷凝和洗滌后進(jìn)入污水汽提塔，經(jīng)污水汽提塔對有機物進(jìn)行濃縮得到的工藝廢水稱(chēng)為濃縮水。該濃縮水以有機物為主，成分非常復雜，COD的質(zhì)量濃度可達350000mg/L以上，含部分難生物降解和有毒有害物質(zhì)，成為MTO裝置在“綠色發(fā)展”和“節能降耗”發(fā)展上的瓶頸問(wèn)題，給企業(yè)在環(huán)保和水耗上帶來(lái)了巨大的壓力。
部分MTO工廠(chǎng)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(jìn)行反應來(lái)處理，但是這些含有不飽和鍵的有機物在回煉過(guò)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(jìn)行處理具有重大的現實(shí)意義。
二、MTO濃縮水處理技術(shù)
為了解決MTO濃縮水的處理問(wèn)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(guò)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(shù)指標高于國家標準《醇基液體燃料GB16663-1996》，還可以進(jìn)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(zhì)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(jìn)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(guò)填料層的過(guò)程中與催化劑接觸并反應，料流中的醛、酮等物質(zhì)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(jìn)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(jìn)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，于塔頂得到含水混合醇（含水量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18進(jìn)一步濃縮脫水；
（6）在沸石膜脫水系統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(guò)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(jìn)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(jìn)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(jiǎn)圖
專(zhuān)利申請號：CN2024114442862 專(zhuān)利名稱(chēng)：一種MTO 濃縮水處理裝置及方法（發(fā)明專(zhuān)利）
專(zhuān)利申請號：CN2024225079435 專(zhuān)利名稱(chēng)：一種MTO 濃縮水處理裝置（實(shí)用新型）