隨著(zhù)經(jīng)濟、科技的不斷進(jìn)步，利用醇制烯烴的相關(guān)技術(shù)和工藝已經(jīng)成為了很多工廠(chǎng)、企業(yè)不斷研究的內容。傳統使用煤制烯烴路線(xiàn)，不但很容易造成整體環(huán)境的污染，而且轉換的效率并不高，給現代的發(fā)展工業(yè)造成一定的瓶頸。而使用甲醇制烯烴技術(shù)，主要采用的是甲醇的方式，它具備一定的穩定性和可用性。但其在反應的過(guò)程中，需要較多的水資源來(lái)溶解，這會(huì )污染水資源被，影響人們的生活。

1、MTO裝置水系統工藝流程

MTO的整個(gè)反應裝置包含了上述三個(gè)系統，而對于MTO的廢水處理，則是需要采用下述4個(gè)系統進(jìn)行循環(huán)保障的：急冷循環(huán)系統、水洗循環(huán)系統、汽提系統和水洗塔。其主要的反應工藝流程圖如圖1所示。急冷循環(huán)系統主要是將通過(guò)的氣體進(jìn)行急速降溫；水洗循環(huán)系統主要是將廢水當中的甲醇和二甲醚進(jìn)行洗滌吸收；汽提系統可以進(jìn)一步將廢水中的烴類(lèi)進(jìn)行回收處理等；水洗塔用于洗滌產(chǎn)品氣中少量的含氧化合物，洗滌后的水返回到反應水汽提塔。

整體的反應原理為：本設備在運行過(guò)程中，MTO的反應產(chǎn)品氣體在完成反應之后，進(jìn)入急冷塔強行降溫，并在通過(guò)旋風(fēng)氣流的作用下和催化劑充分混合后形成烴類(lèi)化合物。產(chǎn)生的廢水由于存在較多的甲醇、二甲醚等有機含氧化合物，因此首先進(jìn)行汽提塔進(jìn)行凈化，并對含有較多甲醇、二甲醚等有機含氧化合物進(jìn)行汽化提取，之后再將氣體送至反應系統回煉，最終獲得甲醇度較高的烴類(lèi)產(chǎn)品，而產(chǎn)生的廢水外排至污水處理裝置。

2、廢水處理過(guò)程的工藝問(wèn)題

2.1 催化劑的密度

MTO裝置中是通過(guò)三級旋風(fēng)分離器來(lái)讓催化劑進(jìn)行分離回收的。由于旋風(fēng)分離器存在一定的不足，例如：風(fēng)力、風(fēng)向、旋風(fēng)效率等問(wèn)題。這很容易讓部分催化劑的細粉不僅分離不完全，還讓催化劑和產(chǎn)品一起進(jìn)入了冷卻塔和水洗塔。催化劑在急冷水和水洗水當中很容易沉積下來(lái)，導致了整個(gè)設備的換熱效率下降，并嚴重影響裝置的正常運行。

2.2 含氧化合物的含量

從MTO最終的反應物來(lái)看，一般都會(huì )一定比例未反應的甲醇和二甲醚。這大都是此類(lèi)化合物在急冷塔和水洗塔當中冷凝下來(lái)，和產(chǎn)品最終混合而形成的氧化物雜質(zhì)。

2.3 油蠟類(lèi)物質(zhì)的產(chǎn)生

MTO產(chǎn)品當中油類(lèi)物質(zhì)占到整個(gè)產(chǎn)品氣總量的0.3%～0.5%。這是由于油類(lèi)物質(zhì)的凝固點(diǎn)較低，很容易在急冷水和水洗水當中冷凝下來(lái)，并且和相應的物體進(jìn)行緩慢地反應和沉積。

2.4 有機酸類(lèi)物質(zhì)的產(chǎn)生

MTO的生產(chǎn)過(guò)程，所使用的工藝水含有大量的乙酸，能腐蝕到工藝設備中的碳鋼，這會(huì )影響到整個(gè)裝置的正常穩定運行。

3、解決方案

3.1 水中固體顆粒物處理方法

由于制作過(guò)程采用的是二、三級旋風(fēng)分離器的方式進(jìn)行催化劑的分離，為了保證反應充分以及進(jìn)行轉換方便，可以對催化劑的顆粒進(jìn)行控制。由于不少催化劑顆粒度分小，僅僅采用旋風(fēng)分離器的操作，總體分離的效果只能達到60%。而如果對催化劑的顆粒度進(jìn)行控制，根據旋風(fēng)分離器最大可接受到大于10μm的顆粒，可以高達89%的分離效率。

3.2 回收低碳烴和低碳含氧有機物的污水處理方法

(1)污水清除甲醇和二甲醚。工藝的過(guò)程當中會(huì )存在大量的甲醇和二甲醚污水，可以進(jìn)行進(jìn)一步地凈化和回收處理。這可以通過(guò)過(guò)濾器的方法來(lái)進(jìn)行，主要操作過(guò)程是：污水經(jīng)過(guò)污水泵的加壓之后，首先通過(guò)過(guò)濾器過(guò)濾掉未能充分溶解和反應的催化劑，并將污水中存在的雜質(zhì)進(jìn)行分離。污水大顆粒的雜質(zhì)分離之后，將污水導入汽提塔，利用重沸器對污水進(jìn)行汽化。由于甲醇在加熱之后，較容易蒸發(fā)，因此采用汽提塔能夠有效地將污水中的甲醇進(jìn)一步分離。

(2)回收低碳烴和低碳含氧有機物。污水處理的過(guò)程中，對回收低碳烴和低碳含氧有機物進(jìn)行回收也是非常重要的操作。由于凈化水還含有一定量的低碳烴和低碳含氧有機物(碳原子小于8)。主要方式是汽提塔進(jìn)行分離低碳烴和低碳含氧有機物的操作，上方的凈化水經(jīng)過(guò)處理可進(jìn)行其他工藝使用。此時(shí)凈化水得到最大限度地凈化和提純，烴類(lèi)中含有雜質(zhì)的成分也有效降低，工藝的結果是能夠獲得更高純度的低碳烴和低碳含氧有機物。

3.3 油蠟類(lèi)物質(zhì)的處理方法

由于水冷塔進(jìn)行清除油蠟類(lèi)物質(zhì)的功能有限，導致在水冷凝系統中存在的油脂類(lèi)物質(zhì)越來(lái)越多，不但嚴重影響到外排的凈化水COD，還會(huì )影響到水系統當中的換熱設備的正常使用。根據查詢(xún)的各種資料，可以采用以下方式進(jìn)行油水的分離操作。

工藝原理為：

(1)油水分離工藝。傳統的制作工藝是將產(chǎn)品氣體經(jīng)過(guò)冷水塔進(jìn)行降溫操作。由于產(chǎn)品氣體包含了大量的油類(lèi)物質(zhì)，在降溫時(shí)油類(lèi)有機物會(huì )在冷卻塔當中逐漸冷凝起來(lái)。經(jīng)過(guò)時(shí)間的沉淀有可能對設備產(chǎn)生影響。為了能更好地清理冷凝罐中的油類(lèi)物質(zhì)，MTO可以在沉降罐、聚結器當中油水分離設置，可以通過(guò)過(guò)濾器的方式，將油水分離器改造成立式過(guò)濾器，在油水分離器利用重力沉降分離的方式油水分離，重要較重的油脂，通過(guò)底部的泵抽出。經(jīng)過(guò)水聚結器預過(guò)濾器脫除催化劑的產(chǎn)品去除微量油后進(jìn)入汽提系統。抽取的油經(jīng)過(guò)過(guò)濾器脫除催化劑后進(jìn)入油聚結器脫水，存儲至烯烴罐。

(2)萃取油蠟類(lèi)物資。急冷塔的有機沉積物日積月累逐漸會(huì )堵塞塔盤(pán)，導致壓降增加，影響設備操作的正確性。因此每次都需要進(jìn)行MTO裝置進(jìn)行清洗。但每次清洗有可能需要停工，而且需要清洗的費用非常高，因此需要進(jìn)行一種較為簡(jiǎn)單的成本進(jìn)行處理，已解決現有技術(shù)當中的問(wèn)題。根據當前較為流行的操作方法，是在MTO工藝之后的廢水裝置添加注入萃取劑，通過(guò)萃取劑的充分反應，在MTO的反應裝置過(guò)程中將會(huì )產(chǎn)生烯烴混合氣、油泥以及蠟狀物形成的中間物質(zhì)等。

3.4 一種用于抑制乙酸溶液中碳鋼腐蝕的緩蝕劑及應用

MTO工藝過(guò)程當中產(chǎn)生的乙酸對設備的腐蝕性較為嚴重，含量過(guò)高時(shí)甚至影響到設備的安全穩定運行。因此通過(guò)檢測乙酸的含量，在循環(huán)水當中添加進(jìn)入抑制乙酸的緩蝕劑。這種緩蝕劑是由鉬酸鹽、亞硝酸鹽以及含氮有機物等組成。通過(guò)緩蝕劑和乙酸的相互作用，可以有效地抑制乙酸溶液的酸性，降低設備被腐蝕的風(fēng)險和保證設備的穩定。經(jīng)過(guò)反復試驗，緩蝕劑的效果使用良好，而且不會(huì )對MTO的生產(chǎn)工藝產(chǎn)生不良的影響。

4、MTO工藝廢水處理及回用方法

在使用MTO工藝當中，大都采用的是煤和天然氣作為甲醇的原料，主要是甲醇生產(chǎn)過(guò)程中，由于需要耗費大量的水資源。此種工藝方法制約了我國甲醇制烯烴工業(yè)企業(yè)的發(fā)展。隨著(zhù)我國對MTO技術(shù)的不斷研究和發(fā)展，更好地利用循環(huán)水資源和清理廢水再利用等方式已經(jīng)成為國內各大企業(yè)的研究重點(diǎn)。

大部分公司采用的廢水處理方式有以下的工藝方法：利用加熱的方式將廢水轉化為水蒸汽，并將水蒸汽冷凝之后，經(jīng)過(guò)處理就可以提供給農業(yè)產(chǎn)生采用。MTO工藝本身就是一個(gè)烯烴和水不斷產(chǎn)生的過(guò)程，因此在工藝本身的水循環(huán)達到一定平衡之后，可以對多余的水進(jìn)行調堿、曝氣、沉淀過(guò)濾等方式，進(jìn)行去除COD的含量，轉化成為循環(huán)水補水和鍋爐補水水質(zhì)的要求，最終實(shí)現廢水再利用。

5、結語(yǔ)

綜上述所，要真正解決MTO裝置當中存在的問(wèn)題，需要有針對性的進(jìn)行以下3個(gè)方面的內容重點(diǎn)處理：

(1)針對管線(xiàn)沉淀嚴重的問(wèn)題，可以通過(guò)提升硬件的方式來(lái)進(jìn)行處理。例如：細化催化劑顆粒度的大小、密度的方式、提高旋風(fēng)分離器以及增加旋風(fēng)分離器的運行效率等，提升控制當中催化劑的含量。

(2)針對油狀物驗證的問(wèn)題，可以通過(guò)提升水熱的穩定性。提升催化劑水熱的穩定性避免反應過(guò)程因為溫差大而產(chǎn)生的熱崩現象。這樣避免了水處理系統產(chǎn)生大量的油狀物(多甲基苯類(lèi)物質(zhì))，防止油狀物擴散到產(chǎn)品氣當中。

(3)針對有機污染物產(chǎn)生的問(wèn)題，可以破壞產(chǎn)生物的反應。通過(guò)對MTO反應冷凝水當中的有機污染物產(chǎn)生的原理進(jìn)行分析和研究，特別是重質(zhì)烴類(lèi)、含氧有機化合物和芳香烴類(lèi)等物質(zhì)的情況進(jìn)行逆襲，為解決MTO當中有機污染物的處理提供理論基礎。（來(lái)源：國能榆林化工有限公司）