CN207628144U - 含固烃类气体冷却净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种含固烃类气体冷却净化装置。该装置包括急冷塔，水洗塔及含固烃类气体进气管道，急冷塔设置有含固烃类气体进口和冷却气出口；水洗塔设置有冷却气进口，冷却气进口与冷却气出口相连通；含固烃类气体进气管道与含固烃类气体进口相连通，且含固烃类气体进气管道上还设置有冷介质进口。利用急冷塔能对含固烃类气体进行急冷，去除过热度，且能对气体中的固态颗粒洗涤。利用水洗塔能够对含固烃类气体中的重烃进行清洗。含固烃类气体进气管道与含固烃类气体进口相连通，且含固烃类气体进气管道上还设置有冷介质进口，这样能在气体进入急冷塔之前利用冷介质初步去除过热度，从而有利于降低急冷塔工作负荷，同时更有效洗涤固态颗粒。

Description

含固烃类气体冷却净化装置

技术领域

本实用新型涉及煤化工领域，具体而言，涉及一种含固烃类气体冷却净化装置。

背景技术

甲醇制烯烃(MTO)工艺是一种以煤基或天然气基合成的甲醇为原料生产低碳烯烃的化工技术。甲醇制烯烃装置主要由以下三部分组成：反应系统、余热回收系统及水系统，其中水系统的主要作用是净化分离产品气中的水蒸气、油蜡物质及催化剂颗粒。

在水系统中，为了提高烯烃收率，反应系统中生产的反应气需要进入急冷水洗塔进行换热、分离。由于旋风分离器局限性，部分催化剂细粉也会进入水系统，而催化剂颗粒存在会影响急冷水洗塔的稳定操作。同时，由于反应气中存在副产品重烃物质，在低温工况下，凝结为液固态，进而也会影响急冷水洗塔的稳定操作。为了保持急冷水洗塔的长周期运行，进行重烃和固体催化剂细粉的分离是非常重要的。

中国发明专利申请CN103524286A公开了一种甲醇及碳四制烯烃的急冷水和水洗水密闭耦合处理方法与装置，对急冷塔塔顶的反应气进行旋流净化，以脱除反应气夹带的催化剂微粒及液烃，净化后的反应气进行水洗塔，以实现水洗水水质的改善。对急冷塔底的含催化剂的急冷水进行液固分离和浓缩，分离净化后的急冷水经换热后返回急冷塔，以实现急冷水的循环利用。对分离和浓缩后的催化剂进行干燥处理，回收催化剂微粒。对汽提塔进料的水洗水进行旋流除油，对其净化水水质并回收其夹带的污水，以实现汽提塔净化水水质的达标。然而，对于水处理量很大，固含量很高的工艺，该方法不能满足要求。

基于上述原因，有必要提供一种含固烃类气体冷却净化装置，以更高效地去除其中的固态颗粒和重烃物质。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种含固烃类气体冷却净化装置，以解决现有技术中含固烃类气体净化效果差的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种含固烃类气体冷却净化装置，其包括：急冷塔，急冷塔上设置有含固烃类气体进口和冷却气出口；水洗塔，水洗塔上设置有冷却气进口，冷却气进口与冷却气出口相连通；以及含固烃类气体进气管道，含固烃类气体进气管道与含固烃类气体进口相连通，且含固烃类气体进气管道上还设置有冷介质进口。

进一步地，急冷塔的塔内底部设置有第一溢流槽，第一溢流槽上设置有急冷水浊液出口，装置还包括：旋液分离装置，旋液分离装置上设置有急冷水浊液进口和浓缩液出口，急冷水浊液进口与急冷水浊液出口相连通；压滤机，压滤机上设置有浓缩液进口，浓缩液进口与浓缩液出口相连通。

进一步地，压滤机上还设置有滤液出口；装置还包括第一沉降罐，第一沉降罐上设置有滤液进口，滤液进口与滤液出口相连通。

进一步地，第一沉降罐上还设置有沉降清液出口，沉降清液出口与冷介质进口相连通。

进一步地，旋液分离装置上还设置有旋液分离清液出口，急冷塔上还设置有急冷水进口，旋液分离清液出口与急冷水进口相连通。

进一步地，急冷塔的塔内顶部设置有气液旋流分离器，气液旋流分离器上设置有冷却气出口。

进一步地，水洗塔的塔内底部设置有第二溢流槽，第二溢流槽上设置有含油水出口；装置还包括：反冲洗过滤器，反冲洗过滤器上设置有含油水进口和过滤水出口，含油水进口与含油水出口相连通；除油装置，除油装置上设置有过滤水进口，过滤水进口与过滤水出口相连通。

进一步地，除油装置包括：旋液除油器，旋液除油器上设置有除油水出口和过滤水进口；水洗水聚结器，水洗水聚结器上设置有除油水进口，除油水进口与除油水出口相连通。

进一步地，装置还包括污水汽提塔，污水汽提塔与水洗水聚结器相连通。

进一步地，旋液除油器上还设置有富油水出口，装置还包括第二沉降罐，第二沉降罐上设置有富油水进口，富油水进口与富油水出口相连通。

采用本实用新型所提供的含固烃类气体冷却净化装置，利用急冷塔能够对含固烃类气体进行急冷降温，去除过热度，且能够利用急冷水对气体中的固态颗粒进行洗涤去除。利用水洗塔能够对含固烃类气体中的重烃进行清洗去除。而上述装置中，含固烃类气体进气管道与含固烃类气体进口相连通，且含固烃类气体进气管道上还设置有冷介质进口。这样，能够在气体进入急冷塔之前就利用冷介质初步去除过热度，从而有利于降低急冷塔的工作负荷，同时能够更有效地洗涤气体中的固态颗粒。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型一种实施方式中的含固烃类气体冷却净化装置。

其中，附图标记如下：

10、急冷塔；11、含固烃类气体进气管道；20、水洗塔；30、旋液分离装置；40、压滤机； 50、第一沉降罐；60、反冲洗过滤器；70、除油装置；80、第二沉降罐；90、水洗水混合罐。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

正如背景技术部分所介绍的，现有技术中的含固烃类气体冷却净化装置存在净化效果差的问题。为了解决这一问题，本实用新型提供了一种含固烃类气体冷却净化装置，如图1所示，该装置包括急冷塔10、水洗塔20以及含固烃类气体进气管道11，急冷塔10上设置有含固烃类气体进口和冷却气出口；水洗塔20上设置有冷却气进口，冷却气进口与冷却气出口相连通；含固烃类气体进气管道11与含固烃类气体进口相连通，且含固烃类气体进气管道11 上还设置有冷介质进口。

上述装置中，利用急冷塔10能够对含固烃类气体进行急冷降温，去除过热度，且能够利用急冷水对气体中的固态颗粒进行洗涤去除。利用水洗塔20能够对含固烃类气体中的重烃进行清洗去除。而上述装置中，含固烃类气体进气管道11与含固烃类气体进口相连通，且含固烃类气体进气管道11上还设置有冷介质进口。这样，能够在气体进入急冷塔10之前就利用冷介质初步去除过热度，从而有利于降低急冷塔10的工作负荷，同时能够更有效地洗涤气体中的固态颗粒。

优选地，急冷塔10与水洗塔20叠加设置，水洗塔20位于急冷塔10上方。这样，去除过热度后的气体能够通过急冷塔10顶的升气管直接进入水洗塔20下部，降低了气体压降。

在一种优选的实施方式中，急冷塔10的塔内底部设置有第一溢流槽，第一溢流槽上设置有急冷水浊液出口，装置还包括旋液分离装置30和压滤机40，旋液分离装置30上设置有急冷水浊液进口和浓缩液出口，急冷水浊液进口与急冷水浊液出口相连通；压滤机40上设置有浓缩液进口，浓缩液进口与浓缩液出口相连通。利用旋液分离装置30能够对急冷塔10塔底流出的浊液进行旋液分离，得到的浓缩液中含有大量固态颗粒，通过压滤机40能够对浓缩液进行进一步过滤，以将固态颗粒(如反应气中的催化剂细粉)分离出来。而将催化剂直接送出装置，还减少了装置的污水排放量。优选地，旋液分离装置30为多个并联使用，更优选为两开一备使用。

在一种优选的实施方式中，压滤机40上还设置有滤液出口；装置还包括第一沉降罐50，第一沉降罐50上设置有滤液进口，滤液进口与滤液出口相连通。利用第一沉降罐50能够将压滤机40分离出来的滤液进一步进行沉降分离。优选包括至少两个第一沉降罐50，采用至少两个第一沉降罐50，能够利用开备结合的方式延长沉降分离的停留时间，使得油、水及固体催化剂三相获得充分分离时间。

优选地，在实际操作过程中，旋液分离装置30分离出来的清液由旋液分离器30顶部返回急冷塔10塔内底部的第一溢流槽中，而第一溢流槽溢流出来的清液则经泵升压后送至烯烃分离单元，经换热后大部分经空冷器冷却后返回急冷塔，少量送至第一沉降罐50。

在一种优选的实施方式中，第一沉降罐50上还设置有沉降清液出口，沉降清液出口与冷介质进口相连通。这样，利用第一沉降罐50分离出来的清液作为冷介质对气体进行上述初步去过热，从而达到有效利用资源和冷量的效果。

在一种优选的实施方式中，旋液分离装置30上还设置有旋液分离清液出口，急冷塔10 上还设置有急冷水进口，旋液分离清液出口与急冷水进口相连通。如图1所示，旋液分离清液出口出来的清液返回至急冷塔10中循环使用，能够有效利用资源。

在一种优选的实施方式中，急冷塔10的塔内顶部设置有气液旋流分离器，气液旋流分离器上设置有冷却气出口。在实际操作过程中，气体经急冷塔10中的急冷水除过热度外，会进入顶部的气液旋流分离器。这样能够分离急冷后气体中携带的液滴，以进一步降低其中的固体颗粒含量。更优选地，气液旋流分离器中设有550根旋分管，这使得气体中携带的液滴更充分地分离下来，尽可能在急冷塔内将固体颗粒脱除干净。

在一种优选的实施方式中，水洗塔20的塔内底部设置有第二溢流槽，第二溢流槽上设置有含油水出口；装置还包括反冲洗过滤器60和除油装置70，反冲洗过滤器60上设置有含油水进口和过滤水出口，含油水进口与含油水出口相连通；除油装置70上设置有过滤水进口，过滤水进口与过滤水出口相连通。气体在水洗塔20中与水洗水接触后，能够将气体中的重烃进行洗涤，得到净化气和含油水洗水。利用反冲洗过滤器60和除油装置70能够更充分地去除含油水洗水中的杂油，一方面能够降低净化水的COD，另外一方面能够降低后续污水汽提塔的负荷，节省重沸器的蒸汽用量。优选地，反冲洗过滤器60为多个并联使用，更优选为七开一备使用。

在一种优选的实施方式中，除油装置70包括旋液除油器和水洗水聚结器，旋液除油器上设置有除油水出口和过滤水进口；水洗水聚结器上设置有除油水进口，除油水进口与除油水出口相连通。这样，旋液除油器能够较为充分地除油净化，得到的除油水经过水洗水聚结器，能够起到进一步除油的效果。

在一种优选的实施方式中，上述装置还包括污水汽提塔，污水汽提塔与水洗水聚结器相连通。利用污水汽提塔能够进一步净化水洗水，使其能够进一步利用。

在一种优选的实施方式中，旋液除油器上还设置有富油水出口，装置还包括第二沉降罐 80，第二沉降罐80上设置有富油水进口，富油水进口与富油水出口相连通。利用第二沉降罐 80，能够将旋液除油器顶排出的富含轻油的水洗水进行沉降分油。以起到进一步净化的作用。

更优选地，过滤水进口与过滤水出口，即反冲洗过滤器60和除油装置70之间设串联设置有水洗水混合罐90，且第二沉降罐80与水洗水混合罐90也连通。这样，第二沉降罐80沉降分离出的清液与反冲洗过滤器60过滤出的过滤水在水洗水混合罐90中混合后，一并去往除油装置70进行除油。

优选地，水洗塔20内中部设置有集液箱，集液箱中收集的水洗水由水洗塔20中段泵抽出升压后，经水洗水冷却器冷却后返回水洗塔20的水洗水入口处。这样能够将温度升高的水洗水重新冷却循环利用，最大限度的回收低温位热量，并维持了水洗塔上部水洗水的洁净，保证水洗效果。

需要说明的是，含固烃类气体均可以利用上述装置进行除固除油，优选对含催化剂颗粒和重烃的甲醇制烯烃反应气进行处理。

利用上述装置进行实际操作时，具体的工艺优选如下：

在一个优选的实施方式中，气体的含油量为1500～4000mg/L，催化剂含量为10000mg/L。

在一个优选的实施方式中，在旋流分离净化后，气体的含油量降至100mg/L以内，催化剂含量降至50mg/L以内。

在一个优选的实施方式中，含催化剂颗粒的急冷水的工作温度为90-110℃，密度900-1000kg/m³，催化剂粒径为1-20微米，催化剂的充水密度为1000-1600mg/L。

在一个优选的实施方式中，急冷塔中采用雾化喷淋降低过热度的方法进行；对雾化喷淋后的气体中夹带的雾沫以及未洗涤下的催化剂颗粒进行分离回收采用旋分管的方法进行。

在一个优选的实施方式中，对含催化剂颗粒的急冷水进行固液分离，先采用2开1备的连续工作微旋流分离进行，然后对分离后含重烃及催化剂颗粒的浓缩液利用1开1备的沉降罐进行分离，分离前洗涤液的催化剂量10000～16000mg/L，含油量为1500～4000mg/L；分离后清液催化剂量不大于70mg/L，含油量为100-200mg/L，污水零排放。

在一个优选的实施方式中，对含催化剂颗粒和重烃的水洗水进行液固分离，先采用7开1 备的自动反冲洗过滤器进行分离，然后对分离后含重烃及催化剂颗粒的浓缩液利用1开1备的沉降罐进行分离，分离前洗涤液的催化剂量100～500mg/L，含油量为1000～1500mg/L；分离后清液催化剂量不大于10mg/L，含油量为50～100mg/L，污水零排放。

以下通过实施例进一步说明本实用新型的有益效果：

实施例1

在一个183.3万吨/年甲醇制68万吨/年烯烃工艺过程中，采用图1示出的一种含固烃类气体净化冷却装置，对含有水蒸气、固烃物质及固体催化剂颗粒的反应气进行净化冷却处理。其具体运作过程及效果描述如下：

来自MTO反应器的产品气中，乙烯、丙烯及C4的重量占产品气总重量的32.5％，水的重量占产品气总重量的56％，催化剂细粉的重量占产品气总重量的2％，其它有机物的重量占产品气总重量的9.5％。经过系列换热降温后进入急冷塔，此时急冷水底的工作温度111℃，催化剂粒径为1-20微米之间，催化剂的固含量16324mg/L，含油量3500mg/L。

急冷水经过旋液分离系统分离除固、一开一备沉降罐沉降除油除固及急冷塔脱过热后，清液固含量为57mg/L，含油量为121mg/L，污水零排放。急冷塔顶的工作温度108℃，急冷塔顶压力0.07Mpa，催化剂含量1200mg/L，含油量1950mg/L。

急冷塔顶气液旋流分离器除液固后的反应气经升气管进入水洗塔下部，水洗塔底工作温度87℃，水洗塔底压力0.06Mpa，催化剂固含量321mg/L，含油量6521mg/L。

水洗水经过7开1备的自动反冲洗过滤器除固、旋液除油器除油及一开一备水洗水沉降罐沉降分油后，清液催化剂量只有10mg/L，含油量为60mg/L。

水洗塔底的水洗水经过浮阀塔盘及固舌塔盘换热、水洗塔上下两段独立换热的回流后，水洗塔顶工作温度40℃，水洗塔底压力0.055Mpa，催化剂含量只有42mg/L，含油量也只有 98mg/L。

由上述内容可知，采用上述含固烃类气体净化冷却装置，能够更有效地去除气体中的重烃和固态颗粒。此外，还能达到反应过程中产生的水零排放，全部回收利用，反应废热得到最大限度的利用，压力损失大大降低，降低了生产成本，提高装置运行稳定性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含固烃类气体冷却净化装置，其特征在于，包括：

急冷塔(10)，所述急冷塔(10)上设置有含固烃类气体进口和冷却气出口；

水洗塔(20)，所述水洗塔(20)上设置有冷却气进口，所述冷却气进口与所述冷却气出口相连通；以及

含固烃类气体进气管道(11)，所述含固烃类气体进气管道(11)与所述含固烃类气体进口相连通，且所述含固烃类气体进气管道(11)上还设置有冷介质进口。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述急冷塔(10)的塔内底部设置有第一溢流槽，所述第一溢流槽上设置有急冷水浊液出口，所述装置还包括：

旋液分离装置(30)，所述旋液分离装置(30)上设置有急冷水浊液进口和浓缩液出口，所述急冷水浊液进口与所述急冷水浊液出口相连通；

压滤机(40)，所述压滤机(40)上设置有浓缩液进口，所述浓缩液进口与所述浓缩液出口相连通。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述压滤机(40)上还设置有滤液出口；所述装置还包括第一沉降罐(50)，所述第一沉降罐(50)上设置有滤液进口，所述滤液进口与所述滤液出口相连通。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一沉降罐(50)上还设置有沉降清液出口，所述沉降清液出口与所述冷介质进口相连通。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述旋液分离装置(30)上还设置有旋液分离清液出口，所述急冷塔(10)上还设置有急冷水进口，所述旋液分离清液出口与所述急冷水进口相连通。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述急冷塔(10)的塔内顶部设置有气液旋流分离器，所述气液旋流分离器上设置有所述冷却气出口。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述水洗塔(20)的塔内底部设置有第二溢流槽，所述第二溢流槽上设置有含油水出口；所述装置还包括：

反冲洗过滤器(60)，所述反冲洗过滤器(60)上设置有含油水进口和过滤水出口，所述含油水进口与所述含油水出口相连通；

除油装置(70)，所述除油装置(70)上设置有过滤水进口，所述过滤水进口与所述过滤水出口相连通。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述除油装置(70)包括：

旋液除油器，所述旋液除油器上设置有除油水出口和所述过滤水进口；

水洗水聚结器，所述水洗水聚结器上设置有除油水进口，所述除油水进口与所述除油水出口相连通。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括污水汽提塔，所述污水汽提塔与所述水洗水聚结器相连通。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述旋液除油器上还设置有富油水出口，所述装置还包括第二沉降罐(80)，所述第二沉降罐(80)上设置有富油水进口，所述富油水进口与所述富油水出口相连通。