[發明專利]基于氣提法和真空膜蒸餾法的氣田含醇污水甲醇回收裝置及工藝

有效

• 申請號: 201710041388.3
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106866368B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 周昊;趙會軍;呂愛華;李恩田;蘇昱;王志鍇
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C07C29/80
• 分類號: C07C29/80;C07C31/04;C02F9/10;C02F101/32
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本發明涉及一種基于氣提法和真空膜蒸餾法的氣田含醇污水甲醇回收裝置及工藝，采用先氣提得到含雜質較少的稀甲醇溶液后采用真空膜蒸餾對稀甲醇溶液進行提濃的復合工藝路線。本發明的有益效果是：不需要復雜的精餾塔、重沸器、回流罐等相關設備，大大減少了設備投資；該集成工藝無甲醇回流液，避免了回流液和塔底殘液的重復加熱，充分利用甲醇產品、塔底水余熱加熱原料，氣提段加熱原料的余熱又為真空膜蒸餾的相變提供了能量，大大降低了甲醇回收能耗，提高了經濟效益；避免了原料含醇污水雜質含量較高，溶液污染疏水微孔膜的問題，延長了膜的使用壽命；集成應用了氣提、真空膜蒸餾復合工藝，提高了回收效率，降低了含醇污水的甲醇含量。

技術領域

本發明屬于污水處理工藝及節能技術領域，涉及一種基于氣提法和真空膜蒸餾法的氣田含醇污水甲醇回收裝置及工藝。

背景技術

在天然氣生產中，天然氣水合物常常造成管道、閥門和設備等的堵塞，為抑制水合物的形成，通常由采氣井口向集輸管道中注入水合物抑制劑。甲醇是氣田生產中較常用的抑制劑。由井口注入管道的甲醇，在集氣站伴隨天然氣脫水分離，產生了氣田含醇污水。天然氣開采中，由于注醇量大，如不回收，甲醇的耗資較大，另外甲醇屬于毒性物質，污水直接排放會造成環境污染等問題，給氣田的生產和運行帶來很大的影響。因此，污水中甲醇必須回收循環使用，達到注入-回收-再注入的良性循環，降低天然氣生產成本，減少對環境的污染。

含甲醇水溶液的回收處理方法包括吸附、精餾、萃取等，當甲醇濃度較高時，可采用精餾、萃取法，當其濃度較低時宜采用吸附法。精餾法通常應用于有機物含量在5～10wt％的濃度范圍內、萃取法通常應用于有機物含量在1～10wt％的濃度范圍內，吸附法通常應用于有機物含量小于0.1wt％的濃度范圍下。吸附法對水溶液的處理是一種重要和成熟的技術，活性碳是廣泛采用的吸附劑。吸附系統包括顆粒活性炭吸附柱，以及飽和活性炭的熱再生裝置。當飽和活性炭加熱再生時，某些甲醇會在再生溫度范圍內分解，通常該法應用于甲醇低濃度場合，如1.0×10^-4kg/kg以下，當甲醇的濃度高于1.0×10^-3kg/kg時，活性炭的需用量非常大，兩且再生將會很頻繁。

目前，國內外氣田處理含醇污水工藝流程歸納起來大多數采用3段處理工藝，即除油、混凝沉降(或氣浮)、過濾，再輔以阻垢、緩蝕、殺菌處理后進入精餾塔回收甲醇。精餾法仍然是最常用的甲醇回收方法，但總體來看，精餾法甲醇回收工藝，投資大，能耗高，精餾塔內填料易堵塞，設備結垢、腐蝕嚴重。因此，有必要開發新型含甲醇水溶液的回收處理工藝，降低甲醇回收能耗，實現氣田含醇污水處理的經濟性和環保性雙贏。

同時上述技術雖均可以回收處理水中有機污染物，但沒有一種技術可以解決整個濃度范圍內的問題，不同的技術對不同體系的處理性能也不相同。而膜蒸餾技術處理的有機物濃度范圍比上述技術要廣的多。目前國內大多數氣田產出水中甲醇含量為5～20％，最低可至1％左右，其變化幅度之大是一般化工精餾過程難以遇到的，而膜蒸餾技術具有的處理有機物濃度范圍廣的特點正好可以解決該難題。且膜蒸餾處理含醇污水流程簡單，膜組件簡潔緊湊，易于自動化操作，維護方便，無二次污染，可使用低品位能源，進料溫度遠低于常規精餾工藝。甲醇氣提工藝是利用甲醇沸點低，在醇水溶液中分壓高的特性，在經過特殊設計的氣提器內，利用極性絡合物的特性將甲醇與水分離，具有流程短、易于操作等特點，可實現氣田含醇污水處理過程中甲醇的初步分離，從而得到濃度較低的稀甲醇溶液，然后再利用真空膜蒸餾法進行甲醇溶液的濃縮。因此基于氣提法和真空膜蒸餾法的甲醇回收工藝對于氣田含醇污水甲醇再生問題而言是一種十分有前途的新工藝。