一种甲醇制烯烃装置催化剂水洗分离方法及系统与流程

专利2025-05-26  19


本发明涉及催化剂处理,尤其涉及一种甲醇制烯烃装置催化剂水洗分离方法及系统。


背景技术:

1、甲醇制烯烃技术(mto)是煤制烯烃产业链中的关键步骤,其工艺流程主要为在合适的操作条件下,以甲醇为原料选取适宜的催化剂(zsm-5沸石催化剂、sapo-34分子筛等),在固定床或流化床反应器中通过甲醇脱水制取低碳烯烃。在甲醇制烯烃(mto)技术领域中储存催化剂的设备主要包括反应器、再生器、外取热器和催化剂储罐等,这些设备是确保工艺装置稳定运行的关键设备。

2、装置正常运行中,自反应器出来的产品气经过反应器三级旋风分离器和反应气四级旋风分离器脱除催化剂后进入急冷塔及下游单元,经反应气四级旋风分离器脱除后的催化剂进入催化剂回收储罐,催化剂回收储罐间断的将催化剂输送至催化剂压送罐,后经催化剂压送罐输送至再生器。催化剂压送罐采用0.8mpa氮气充压的方式将罐内催化剂压送至再生器,而催化剂回收储罐工作压力0.2mpa,为保证催化剂回收储罐内的催化剂顺利进入催化剂压送罐,需要每次催化剂压送结束后对催化剂压送罐放空泄压。催化剂压送罐的放空管线和大气联通,因放空气体介质中含有大量的黑色催化剂粉尘,放空会对周围环境造成污染,装置人员长期在含有催化剂粉尘的环境中工作会对身体健康产生危害。

3、装置开工期间,为了防止反应再生系统设备及管道的衬里层因温升过快而损坏,需要按照升温曲线缓慢升温,并通过外取热器放空控制外取热器温升。因装置停工后系统内死角边缘等位置催化剂清理不到,在系统升温过程中部分催化剂随着放空扣排出,对环境造成污染。催化剂压送罐内催化剂粒径5~20um占比约90%,且催化剂不溶于水,输送气体温度150℃,24h压送一次。

4、现阶段还没有相关技术措施或处理方法对上述放空介质中的催化剂进行处理,一般通过调整操作减少放空频次,或在停工检修期间加大催化剂的清理力度,但操作调整的幅度和范围受生产条件的限制,很难从本质上消除含有催化剂的放空介质对空排放。另外通过频繁的卫生清理清扫难以保持装置及周围的区域卫生,人员采用面部防护减少催化剂的吸入,这些临时措施无法从根本上消除放空催化剂对环境和人身的危害,并且为了维护装置整体卫生面貌和操作人员身体健康,需要定期对装置框架和设备进行亮化清扫,资金和人力投入大,这导致了装置现场环境治理和人员防护费用高、治理劳动强度大以及防护效果不理想等缺陷。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种甲醇制烯烃装置催化剂水洗分离方法及系统,可以有效的对放空介质中的催化剂完成洗涤,以将催化剂固体分离,不会对环境产生危害。

2、为实现上述发明目的,本发明第一方面提供了一种甲醇制烯烃装置催化剂水洗分离系统,包括:

3、过滤器本体,用于接收清洗液,以对所述过滤器本体内部分布的含有催化剂的放空气体进行洗涤,得到洁净的气体和含有催化剂的废液;

4、位于所述过滤器本体内部的分布器,用于接收来自甲醇制烯烃装置的含有催化剂的放空气体并实现所述放空气体在过滤器本体内部的均匀分布;以及,

5、位于所述过滤器本体内部的破泡器,用于对含有催化剂的放空气体在所述过滤器本体内部形成的气泡进行破碎。

6、进一步地,所述过滤器本体设有放空气体输送管道,与所述分布器连通,所述分布器设置开孔,含有催化剂的放空气体由放空气体输送管道进入分布器并经所述开孔进入过滤器本体内部;

7、所述过滤器本体设有清洗液入口,用于清洗液进入过滤器本体内部;

8、所述过滤器本体设有洁净气体出口,用于将过滤器本体内部洗涤后得到的洁净气体排出;

9、所述过滤器本体设有液体出口,用于将过滤器本体内部洗涤后得到的废液排出。

10、进一步地,所述系统还包括在过滤器本体设置的溢流口,用于过滤器本体内部液位过高时排出过滤器本体内部的液体。

11、进一步地,所述液体出口与甲醇制烯烃装置自带的沸腾床分离系统连通,用于分离过滤器本体排出废液中的催化剂。

12、进一步地,所述系统还包括在过滤器的顶部内侧设置的喷雾单元,用于向过滤器内部提供雾状清洗液。优选地,所述喷雾单元为在过滤器的顶部内侧均匀分布的多个雾化喷嘴。

13、进一步地,所述破泡器为直径小于过滤器本体内径的环状格栅板,通过支撑件固定于过滤器本体内壁。

14、进一步地,所述破泡器包括在过滤器本体内部上下交错布置的多个格栅板,每个所述格栅板的一端固定于过滤器本体内壁。

15、进一步地,所述分布器为直径小于过滤器内径的环状管道,所述环状管道上设有多个开孔;

16、优选地,所述环状管道的水平面与过滤器内壁垂直,所述开孔设置在环状管道下半部;更优选地,所述开孔与环状管道水平中心线呈45度夹角。

17、进一步地,所述分布器包括呈树枝状相互连通的多个分支管道,优选地,各分支管道上设置多个开孔,各分支管道上的开孔与该管道的水平中心线呈45度夹角,开孔向下对着过滤器底部斜面器壁位置。

18、进一步地,在所述过滤器本体内部,所述破泡器位于分布器的上方。

19、本发明第二方面提供了一种甲醇制烯烃装置催化剂水洗分离方法,包括如下步骤:

20、将清洗液输入过滤器本体内部;

21、来自甲醇制烯烃装置的含有催化剂的放空气体由分布器进入并在过滤器本体内部均匀分布,破泡器对放空气体在过滤器本体内部形成的气泡进行破碎;

22、保持清洗液持续进入过滤器本体内部对所述放空气体和催化剂进行洗涤,得到洁净的气体和含有催化剂的废液。

23、进一步地,所述方法还包括:开启喷雾单元,向过滤器本体内部提供雾状清洗液,所述雾状清洗液对放空气体中的催化剂颗粒进行捕捉,得到包含催化剂的液滴落入过滤器本体底部。

24、本发明与现有技术相比,具有以下优点:

25、本发明先将清洗液通入过滤器本体内部至一定液位,来自甲醇制烯烃装置的含有催化剂的放空气体由分布器进入并在过滤器本体内部均匀分布,因放空气体压力高于过滤器本体内部的液体压力,放空气体夹带催化剂向上逸出,在气体上升逸出的过程中持续通入的清洗液对催化剂进行洗涤过滤;并且,破泡器对放空气体在过滤器本体内部形成的气泡进行破碎,其可以防止洗涤过程中一部分气体以气泡的方式夹带催化剂逸出,降低洗涤过滤效率。同时,本发明会有少部分催化剂落在分布器顶部,这部分催化剂已经实现了有效洗涤,即该部分催化剂不随放空气体进入到大气环境中。因此,本发明有效实现了对所述放空气体和催化剂进行洗涤,洗涤的同时分离得到了洁净的气体和含有催化剂的液体,洁净的气体排至环境中,解决了现有技术中含有黑色催化剂粉尘排放至外界对环境污染和人员健康造成危害的缺陷;本发明系统洗涤效率高且运行稳定,降低了装置环境治理和人员防护成本。

26、本发明的其它特征和优点将通过随后的具体实施方式予以详细说明。



技术特征:

1.一种甲醇制烯烃装置催化剂水洗分离系统,其特征在于:包括:

2.根据权利要求1所述甲醇制烯烃装置催化剂水洗分离系统,其特征在于:所述过滤器本体设有放空气体输送管道,与所述分布器连通,所述分布器设置开孔,含有催化剂的放空气体由放空气体输送管道进入分布器并经所述开孔进入过滤器本体内部;

3.根据权利要求1所述甲醇制烯烃装置催化剂水洗分离系统,其特征在于:所述系统还包括在过滤器本体设置的溢流口,用于过滤器本体内部液位过高时排出过滤器本体内部的液体。

4.根据权利要求2所述甲醇制烯烃装置催化剂水洗分离系统,其特征在于:所述液体出口与甲醇制烯烃装置自带的沸腾床分离系统连通,用于分离过滤器本体排出废液中的催化剂。

5.根据权利要求1所述甲醇制烯烃装置催化剂水洗分离系统,其特征在于:所述系统还包括在过滤器的顶部内侧设置的喷雾单元,用于向过滤器内部提供雾状清洗液;优选地,所述喷雾单元为在过滤器的顶部内侧均匀分布的多个雾化喷嘴。

6.根据权利要求1所述甲醇制烯烃装置催化剂水洗分离系统,其特征在于:所述破泡器为直径小于过滤器本体内径的环状格栅板,通过支撑件固定于过滤器本体内壁;或者,

7.根据权利要求1所述甲醇制烯烃装置催化剂水洗分离系统,其特征在于:所述分布器为直径小于过滤器内径的环状管道,所述环状管道上设有多个开孔;

8.根据权利要求6或7所述甲醇制烯烃装置催化剂水洗分离系统,其特征在于:在所述过滤器本体内部,所述破泡器位于分布器的上方。

9.一种甲醇制烯烃装置催化剂水洗分离方法,其特征在于:包括如下步骤:

10.根据权利要求9所述甲醇制烯烃装置催化剂水洗分离方法,其特征在于:所述方法还包括:开启喷雾单元,向过滤器本体内部提供雾状清洗液,所述雾状清洗液对放空气体中的催化剂颗粒进行捕捉,得到包含催化剂的液滴落入过滤器本体底部。


技术总结
本发明提供了一种甲醇制烯烃装置催化剂水洗分离方法及系统,该系统包括:过滤器本体,用于接收清洗液,以对所述过滤器本体内部分布的含有催化剂的放空气体进行洗涤,得到洁净的气体和含有催化剂的废液;位于所述过滤器本体内部的分布器,用于接收来自甲醇制烯烃装置的含有催化剂的放空气体并实现所述放空气体在过滤器本体内部的均匀分布;以及,位于所述过滤器本体内部的破泡器,用于对含有催化剂的放空气体在所述过滤器本体内部形成的气泡进行破碎。本发明可以有效的对放空介质中的催化剂完成洗涤过滤,不会对环境产生危害。

技术研发人员:王冬冬,何源,高婷
受保护的技术使用者:中国神华煤制油化工有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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