纖維膜油水分離技術(shù)在DMTO-Ⅱ裝置上的應(yīng)用

閻偉華　楊榕　梁科紅　劉恒

摘 要：在DMTO-Ⅱ工藝中，濃縮水回?zé)捴萍s著甲醇制烯烴裝置的連續(xù)、穩(wěn)定運行，針對濃縮水的特性，濃縮水破乳除油處理裝置選擇纖維膜油水分離技術(shù)方案比較適合。通過纖維膜油水分離技術(shù)的實踐應(yīng)用，摸索總結(jié)了相關(guān)工藝控制參數(shù)和技改技措經(jīng)驗，并經(jīng)過設(shè)備和工藝的不斷改進(jìn)，成功實現(xiàn)了纖維膜油水分離技術(shù)在DMTO-Ⅱ處理濃縮水方面的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：DMTO-Ⅱ;濃縮水;纖維膜;破乳除油;應(yīng)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

甲醇制烯烴生產(chǎn)裝置普遍存在濃縮水含油量較高且乳化的問題，雖然濃縮水中含氧化合物回?zé)捒梢蕴岣呦N收率，但是油的存在對MTO反應(yīng)是不利的，可加速多甲基苯、長鏈烷烴等生成，易造成水洗水換熱器和塔盤浮閥堵塞，外送凈化水油含量超標(biāo)的風(fēng)險，因此，有必要去除濃縮水中的油。

為了有效降低濃縮水回?zé)拰TO反應(yīng)的不利影響，蒲城清潔能源化工有限責(zé)任公司在濃縮水回?zé)捑€上，增設(shè)了纖維膜油水分離裝置。

1 含油廢水乳化處理工業(yè)技術(shù)應(yīng)用

1.1 油在水中的分類

根據(jù)含油廢水來源和油類在水中的存在形式不同，可分為浮油、分散油、乳化油和溶解油：

①浮油：其粒徑一般大于100μm，以連續(xù)相的形式漂浮于水面，形成油膜或油層;

②分散油：以微小油滴懸浮于水中，不穩(wěn)定，經(jīng)靜置一定時間后通常變成浮油，其油滴的粒徑一般介于10～100μm之間;

③乳化油：當(dāng)水中含有某種表面活性劑時或油水混合物經(jīng)轉(zhuǎn)數(shù)為3000rpm左右的離心泵高速旋轉(zhuǎn)后，油滴便成為穩(wěn)定的乳化液分散于水中，油滴粒徑極微小，油滴粒徑極微小，一般小于10μm，大部分為0.1～2μm;

④溶解油：一種以化學(xué)方式溶解的微粒分散油，油粒直徑比乳化油還要細(xì)，有時可小到幾納米。

1.2工業(yè)上乳化油破乳除油方法的應(yīng)用

含油污水的破乳除油分離是工業(yè)廢水處理的普遍難題。目前，工業(yè)實際應(yīng)用的幾種破乳方法。

①利用電場力對乳液顆粒的吸引或排斥作用，使微細(xì)油粒在運動中互相碰撞，從而破壞其水化膜及雙電層結(jié)構(gòu)，使微細(xì)油粒聚結(jié)成較大的油粒浮升于水面，達(dá)到油水分層的目的高壓電場法。

②向廢水中投加破乳劑，破壞油珠的水化膜，壓縮雙電層，使油珠聚集變大與水分開的藥劑破乳法;

③借助離心機(jī)械所產(chǎn)生的離心力，將水相從離心機(jī)的外層排出，油相從離心機(jī)的中部排出，實現(xiàn)油水分離的離心法;

④利用超濾膜孔徑比油珠孔徑小的特點，使乳化油廢水通過超濾膜過濾器，只允許水通過，而將比膜孔徑大的油粒阻攔，從而達(dá)到乳化油水分離的超濾法。

2 MTO水系統(tǒng)油含量

為指導(dǎo)生產(chǎn)優(yōu)化調(diào)整，MTO水系統(tǒng)油含量的變化情況進(jìn)行了定期監(jiān)測。

3 纖維膜油水分離

3.1 FiberMemTM纖維膜油水分離原理

FiberMemTM纖維膜油水分離技術(shù)利用特種聚結(jié)纖維材料（親水、親油）特性制成纖維膜濾芯，濃縮水以內(nèi)進(jìn)外出的方式通過纖維膜濾芯，在乳化油與材料接觸、碰撞、聚并過程中，油滴突破界面膜，破乳后浮油聚集在出水側(cè)，實現(xiàn)物理破乳。

3.2 纖維膜油水分離結(jié)構(gòu)

3.3 纖維膜油水分離處理負(fù)荷

3.3.1 濃縮水處理設(shè)計說明

濃縮水處理量：15t/h

進(jìn)水溫度：20℃～50℃

操作彈性：50%～110%

3.3.2 濃縮水處理進(jìn)出水設(shè)計指標(biāo)

3.3.3 濃縮水處理結(jié)果

4 工藝簡介

污水汽提系統(tǒng)主要是對由產(chǎn)品急冷及預(yù)分離系統(tǒng)分離出的污水（含有甲醇、二甲醚等物質(zhì)）進(jìn)行提濃，回收未轉(zhuǎn)化的甲醇和二甲醚，保證整個裝置外排水符合環(huán)保要求。

4.1 濃縮水油水分離工藝流程

污水汽提塔頂回流罐（V1203）中濃縮水（含有甲醇或二甲醚），經(jīng)汽提塔頂回流泵（P1206A/B）升壓，一路作為塔頂冷回流返回污水汽提塔（T1203）上部，新增一路經(jīng)污水汽提塔頂氣冷卻器（E1207A/B），控制濃縮水溫度不大于60℃，進(jìn)入濃縮水除油撬裝設(shè)備。

濃縮水來水依次進(jìn)入撬裝裝置的袋式過濾器（V8101）、一級油水分離器（V8102）和二級油水分離器（V8103），除油后的濃縮水進(jìn)入中間水罐（V8104），經(jīng)過排水泵（P8101）將出水壓力提升至1.2MPa，與甲醇進(jìn)料混合后，送至MTO反應(yīng)器（R1101）回?zé)挕?/p>

當(dāng)濃縮水除油裝置運行一段時間后，一級和二級油水分離器罐體頂部均會聚集浮油，根據(jù)油水界面儀的設(shè)定將罐頂積累的油自動排至油罐（V8105），并根據(jù)油罐（V8105）內(nèi)油的液位計指示，定期開啟排油泵（P8102），將回收的油升壓，送至烯烴分離單元脫苯塔（T2503）或脫丁烷塔（T2504）。

4.2 纖維膜油水分離工藝流程

圖3：濃縮水撬裝除油工藝流程簡圖

5 纖維膜油水分離的運行總結(jié)

5.1 纖維膜油水分離器的運行情況

2019年1月14日14：50，纖維膜油水分離器開始引濃縮水投料運行。

從目前的運行情況來看，纖維膜油水分離裝置能夠滿足濃縮水的破乳除油需要。投入自動運行狀態(tài)，處理后的濃縮水可以達(dá)到連續(xù)穩(wěn)定回?zé)?回收的油，可定期排至脫苯塔。

5.2 存在問題及解決措施

在近兩個月的運行過程中，纖維膜油水分離裝置暴露了一些問題，主要集中在水泵機(jī)封泄漏嚴(yán)重，而纖維膜油水分離器很穩(wěn)定，現(xiàn)將存在的問題和解決措施匯總?cè)缦拢?/p>

①回收油中多甲基芳烴含量高，環(huán)境低溫情況下，易造成油管線產(chǎn)生蠟狀物堵塞，解決措施，在袋式過濾器（V8101）、一級油水分離器（V8102）和二級油水分離器（V8103）、排油泵（P8102）、至烯烴分離單元脫苯塔（T2503）或脫丁烷塔（T2504）的油管線和油罐（V8105）本體，增加1.2MPa的蒸汽伴熱+保溫;

②排水泵（P8101）機(jī)封泄漏嚴(yán)重，解決措施，將非集裝式機(jī)封改為集裝式機(jī)封;

③排水泵（P8101）軸向力不平衡，解決措施，在四流道葉輪上，開φ6mm的平衡孔;在泵殼開2個卡簧槽，平衡軸向力;

④排水泵（P8101）軸承外圈與軸承箱間隙大，解決措施，軸承箱打毛，避免軸承跑外圈，同時，將徑向滾珠軸承更換為滾柱軸承;

⑤一級油水分離器（V8102）的油水界位計（LI8101）的浮子脫落，解決措施，更換新浮子，同時，在操作控制方面，將油水界位的控制范圍由180-100mm調(diào)整為130-40mm。

6 結(jié)論

①生產(chǎn)實踐表明，纖維膜油水分離技術(shù)是一項成熟的技術(shù)，能夠完全滿足DMTO-Ⅱ裝置的生產(chǎn)需要，運行安全，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定;

②纖維膜油水分離技術(shù)為物理除油工藝，不添加藥劑，無二次污染，破乳完全，除油精度高，材料耐腐蝕，濾芯耐污堵，運行穩(wěn)定，低壓操作，維護(hù)簡單。收油可回用，增加經(jīng)濟(jì)效益;

③除油后的濃縮水回?zé)挘鶕?jù)微反實驗（下轉(zhuǎn)第119頁）（上接第116頁）結(jié)果，含氧化合物（如酮、醇和醛類等）的轉(zhuǎn)化率達(dá)20%，乙烯的選擇性達(dá)51%，丙烯的選擇性達(dá)34.4%，以增產(chǎn)乙烯和丙烯;

④主要為多甲基芳烴的回收油，可以外銷，增加經(jīng)濟(jì)收益;

⑤如何通過操作和設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)，降低設(shè)備故障率，從而確保系統(tǒng)長周期運行，是今后探索的重點。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉中民.甲醇制烯烴[M].北京：科學(xué)出版社，2015.

[2]劉茜，杜國良，王六等煤/甲醇制烯烴濃縮水破乳除油技術(shù)的開發(fā)及工業(yè)性試驗[J].煤化工，2018，46（5）：3-6.

[3]吳德榮，何琨.MTO與MTP工藝技術(shù)和工業(yè)應(yīng)用的進(jìn)展[J]石油化工，2015，44（1）：1-10.

[4]劉生海，烏忠理，高翔，等.DMTO裝置堿洗塔黃油生成原因分析與控制措施[J].石油化工，2017，46（10）：1332-1336.

[5]錢伯章.世界首套DMTO-Ⅱ示范裝置在陜西蒲城清潔能源化工公司投產(chǎn)[J].煉油技術(shù)與工程，2015（2）：53-53.

[6]張晉峰.DMTO-Ⅱ裝置C4+裂解氣體的管道設(shè)計[J].煉油技術(shù)與工程，2015，45（7）：55-60.