用于甲醇系统除蜡的甲醇过滤装置、系统及方法与流程

本发明属于甲醇过滤设备技术领域，具体涉及一种用于甲醇系统除蜡的甲醇过滤装置、系统及方法。

背景技术：

甲醇制烯烃装置普遍以甲醇或精甲醇为原料，通过催化剂作用，反应生成低碳烯烃产品气。产品气在急冷水洗系统中洗涤、冷却降温，脱除催化剂和水，再送至烯烃分离单元进行乙烯、丙烯、碳四等产品提纯。甲醇制烯烃工艺在生成轻烯烃产品的同时副产56％的水，另外还有油类物质产生，易在急冷水和水洗水中冷凝下来，不仅影响外排净化水指标，其在系统换热器、空冷器等处的沉积还会导致换热效率下降。实际生产过程中，甲醇制烯烃产品气夹带少量的催化剂细粉和油类物质，在后续水系统中冷凝、累积会乳化形成油泥和乳液，使水系统中的塔盘、换热器、空冷器等设备堵塞速度加快，影响装置长周期运行。特别是甲醇制烯烃装置所处的温度过低时，经常发生冷器冻堵的现象，急冷水中的催化剂细粉在不断循环过程中，经过换热器管壁形成垢层，垢层随着运转时间不断增厚，最终将部分管束堵死，而堵死的管束因为水流不流通在冬季时易发生冻管现象。

甲醇制烯烃装置水系统存在的油类物质占产品气总量的0.3％，由于其凝固点低，易在急冷水和水洗中冷凝下来。冷凝下来的油蜡大部分为芳烃和长链烷烃，其中芳烃类物质占95％左右，并以多甲基苯为主，由于甲基苯的存在，催化剂细粉极易聚集黏结在一起，并黏附在管壁上，堵塞水洗塔塔盘及冷换设备，造成碱洗塔系统、附属废碱排放管线、黄油排放管线堵塞，甚至无法正常排放。碱洗塔堵塞问题对产品气压缩机系统的稳定运行影响极大，是制约甲醇制烯烃装置安全稳定长周期运行的瓶颈问题之一。

甲醇制烯烃装置产品气中甲醇、二甲醚、醛酮醚类含氧化合物较高，如碱洗塔前系统水洗效果不好，必定会在塔内形成缩合反应，导致大量黄油生成。水洗塔温度越低越容易结蜡，循环水温度越低，析蜡的速度越快。回炼物对甲醇制烯烃装置蜡油的产生也有影响。设计上，污水汽提塔顶不凝气和浓缩水需要回炼至甲醇制烯烃反应器重新反应，污水汽提塔设计时主要回收二甲醚、醛酮等物质，但汽提出来的有机化合物组分非常复杂，主要是酮、醛、酚和芳烃类物质，仅含有少量的甲醇、二甲醚和醛酮。这些物质参与甲醇制烯烃反应较少，副反应反而发生更多，造成催化剂生焦和后续系统结蜡增加。催化剂细粉随着产品气经过急冷塔和水洗塔，大部分在急冷塔中被洗涤。但当急冷水中固含量过高时，少量的细粉会随着产品气进入水洗塔，进而与甲醇制烯烃的蜡聚集，造成甲醇制烯烃水系统中蜡状物迅速形成并扩大，最后堵塞管道和设备。而且，当甲醇制烯烃水系统的循环量负荷和产品气流量较大时，水系统塔盘结蜡速度明显增快。

针对甲醇制烯烃水系统结蜡问题，现有的处理方法有：第一种，在水系统设置隔油槽分离油类，进污水汽提塔前增设除油器，在水系统的水循环流程中设置油水分离装置，添加破乳剂，离线清洗换热器，空冷器，在线蒸塔，在线注萃取剂洗涤，在线清洗塔盘，添加阻垢分散剂等等，设置隔油槽、除油器、油水分离装置的办法能在一定程度上降低油类物质进入污水汽提搭，降低外排净化水的含油量，但是无法避免油类物质在污水汽提系统中冷凝从而堵塞设备管线。第二种，通过油水分离减少蜡状物在水系统中的累积，一定程度上可减少结蜡现象的加剧，但无法从根本上解决甲醇制烯烃结蜡的问题。第三种，采用离线清洗换热器、空冷器、在线蒸塔，在线清洗塔盘等能够明显地缓解油类物质在水系统中累积，将蜡状物从水系统中清理出来，但增加了检修修成本，而且频繁降负荷处理，会大大影响装置长周期运行和生产效益。第四种，在装置中添加破乳剂对于降低油类物质在水系统累积有一定效果，可以促进水系统油水分离，但破乳剂的存在易造成后路污水汽提塔汽提效果不佳，导致装置外排净化水化学需氧量偏高，还是无法缓解水系统的结蜡影响。第五种，在线注萃取剂洗涤，可以有效缓解油类物质在水系统中冷凝。萃取剂洗涤能将水系统中蜡状物萃取分离出来，缓解水系统结蜡现象。但是一套年处理180万吨的甲醇过滤装置，每年因萃取剂投入所增加的费用大约为450～600万元，成本过高。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术不能有效解决甲醇制烯烃装置水系统中形成蜡状物，易堵塞管道和设备，或者是解决处理成本过高的技术问题，本发明提供了一种用于甲醇系统除蜡的甲醇过滤装置、系统及方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种用于甲醇系统除蜡的甲醇过滤装置，其特殊之处在于：包括罐体、內罐及过滤单元；所述內罐设置在罐体内，內罐外壁与罐体内壁形成储液腔；所述罐体上设有甲醇入口、甲醇出口；所述甲醇入口与储液腔相通，甲醇出口与內罐相通；所述过滤单元设置在內罐上，形成过流通道；所述甲醇出口处设有清洗介质入口；所述罐体下部设有排放口。

进一步地，所述过滤单元为并排设置在內罐上的多个滤芯。

进一步地，所述滤芯为烧结不锈钢丝毡或烧结不锈钢丝网。

同时，本发明提供了一种用于甲醇系统除蜡的甲醇过滤系统，其特殊之处在于：包括至少两个上述的甲醇过滤装置；每个所述甲醇过滤装置的甲醇入口上设有甲醇入口阀，甲醇出口上设有甲醇出口阀；所述清洗介质入口上设有清洗介质阀；所述排放口设置有三通，分别设置甲醇回收阀和蜡液排出阀；所有甲醇入口阀与甲醇进料管道串联；所有甲醇出口阀与甲醇出料管道串联；所有清洗介质阀与热水管道和高温蒸汽管道串联；所有甲醇回收阀与甲醇回收系统串联；所有蜡液排出阀与蜡液排出管道串联。

进一步地，所述甲醇入口、甲醇出口之间设有压差表。

进一步地，所述甲醇出口设置有压力表。

同时，本发明还提供了一种用于甲醇系统除蜡的甲醇过滤方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)至少一个甲醇过滤装置处于工作状态，其余甲醇过滤装置处于空闲状态；

2)当工作状态的甲醇过滤装置甲醇入口和甲醇出口之间的压差超过设定值时，将处于工作状态的甲醇过滤装置关闭，同时，将处于空闲状态的甲醇过滤装置中的一个或多个切换为工作状态；

3)对步骤2)中从工作状态中关闭的甲醇过滤装置进行清洗；

3.1)打开甲醇回收管道上的甲醇回收阀，使罐体及管道内的甲醇液体经过回收管道回收；

3.2)关闭甲醇回收阀，打开清洗介质管道上的清洗介质阀，向罐体内通入热水；

3.3)罐体内充满热水后，关闭清洗介质阀，静置一段时间，待固体石蜡溶解后进行下一步操作；

3.4)打开蜡液排出管道上的蜡液排出阀，融有蜡液的热水排出；

3.5)保持蜡液排出阀打开状态下，打开清洗介质管道上的清洗介质阀，向滤芯内反吹蒸汽，以降低滤芯上固体蜡残留；

3.6)关闭清洗介质阀和蜡液排出阀，等待切换为工作状态。

进一步地，步骤2)中压差的设定值为0.5bar。

进一步地，步骤3.2)中热水的温度为70度～100度；步骤3.5)中蒸汽温度小于100度。

进一步地，为了清洗效果更好，所述步骤3)中，重复步骤3.2)～3.5)多次对甲醇过滤装置进行清洗

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、本发明的甲醇过滤装置设有甲醇入口、甲醇出口、清洗介质入口、排放口，甲醇入口、甲醇出口以及罐体内的过滤单元可对甲醇液体进行过滤，当过滤装置需要清洗时，通过清洗介质入口向罐体内通入清洗介质，融有蜡液的清洗介质从排放口排出。

2、本发明的甲醇过滤系统设有多个甲醇过滤装置，当其中某个甲醇过滤装置发生堵塞时，可以关闭堵塞的甲醇过滤装置，切换到处于空闲的甲醇过滤装置，不会影响甲醇制烯烃装置的工作过程，对堵塞的甲醇过滤装置通入清洗介质进行清洗。

3、本发明的清洗方法首先将罐体及管道内的甲醇液体经回收管道回收，减少甲醇的损失，以及减少甲醇对环境的污染，然后将低温条件下以固态存在的蜡状物经过高温水融化，从蜡液排出口排除，然以及在高温蒸汽的反吹作用下脱离滤芯并有蜡液排出口排除，最大程度的恢复滤芯过滤能力。

附图说明

图1为本发明甲醇过滤装置的结构示意图；

图2为图1的俯视图(剖去部分罐盖)；

图3为本发明甲醇过滤系统的配置流程图。

其中，附图标记如下：

01-支腿，03-排放口，05-罐体，06-甲醇出口，07-甲醇出口阀，08-清洗介质入口，09-清洗介质阀，10-过流通道，14-滤芯，22-吊臂装置，27-甲醇入口，28-甲醇入口阀，29-甲醇回收阀，30-蜡液排出阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，一种用于甲醇系统除蜡的甲醇过滤装置，包括罐体05、內罐及过滤单元，內罐设置在罐体05内，內罐外壁与罐体05内壁形成储液腔；罐体05上设有甲醇入口27、甲醇出口06；甲醇入口27与储液腔相通，甲醇出口06与內罐相通；过滤单元设置在內罐上，形成过流通道10；甲醇出口06处设有清洗介质入口08；罐体05下部设有排放口03，在罐体05的下方设置有支腿01。

本实施例的过滤单元为并排设置在內罐上的多个滤芯14，滤芯14为烧结不锈钢丝毡、烧结不锈钢丝网或其他形式的滤芯。

本实施例的罐体05包括罐体本体、罐盖，罐体本体与罐盖之间设置有吊臂装置，主要作用是当罐盖比较大时方便拆卸，不需要外界的起吊装置。

如图3所示，一种用于甲醇系统除蜡的甲醇过滤系统，包括至少两个甲醇过滤装置；每个甲醇过滤装置的甲醇入口27上设有甲醇入口阀28，甲醇出口06上设有甲醇出口阀06；清洗介质入口08上设有清洗介质阀09；排放口03设置有三通，分别设置甲醇回收阀29和蜡液排出阀30；所有甲醇入口阀28与甲醇进料管道串联；所有甲醇出口阀06与甲醇出料管道串联；所有清洗介质阀09与热水管道和高温蒸汽管道串联；所有甲醇回收阀29与甲醇回收管道串联；所有蜡液排出阀30与蜡液排出管道串联。

在甲醇入口27、甲醇出口06之间设有压差表，测量到的压差值与设定值进行比较，得出是否需要切换甲醇过滤装置。也可采用在甲醇出口06设置有压力表，进行比较，或者检测甲醇入口27、甲醇出口06之间的流量，与设定值进行比较。

基于上述甲醇过滤系统，本实施例同时提供了一种用于甲醇系统除蜡的甲醇过滤方法，包括以下步骤：

1)至少一个甲醇过滤装置处于工作状态，其余甲醇过滤装置处于空闲状态；

2)当工作状态的甲醇过滤装置甲醇入口27和甲醇出口06之间的压差超过设定值时，将处于工作状态的甲醇过滤装置关闭，同时，将处于空闲状态的甲醇过滤装置中的一个或多个切换为工作状态，其中，压差的设定值为0.5bar；

切换甲醇过滤装置具体方式为，将处于工作状态的甲醇过滤装置关闭为关闭该甲醇过滤装置的甲醇出口阀06和甲醇入口阀28；将处于空闲状态的甲醇过滤装置中的一个或多个切换为工作状态为打开该甲醇过滤装置的甲醇出口阀06和甲醇入口阀28；

3)对步骤2)中从工作状态中关闭的甲醇过滤装置进行清洗；

3.1)打开甲醇回收管道上的甲醇回收阀29，使罐体05及管道内的甲醇液体经过回收管道回收；

3.2)关闭甲醇回收阀29，打开清洗介质管道上的清洗介质阀09，向罐体05内通入热水，其中热水的温度为70度～100度；

3.3)罐体05内充满热水后，关闭清洗介质阀09，静置一段时间，待固体蜡溶解后进行下一步操作；

3.4)打开蜡液排出管道上的蜡液排出阀30，融有蜡液的热水排出；

3.5)保持蜡液排出阀30打开状态下，打开清洗介质管道上的清洗介质阀09，向罐体05内反吹蒸汽，以降低滤芯上固体蜡残留，蒸汽温度小于100度；

重复步骤3.2)～3.5)多次对甲醇过滤装置进行清洗；

3.6)关闭清洗介质阀09和蜡液排出阀30，等待切换为工作状态。