CN215609879U - 一种环己烯水合催化剂再生洗涤系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种环己烯水合催化剂再生洗涤系统，包括若干催化剂再生洗涤线和备用过滤装置，备用的过滤装置由多条水合催化剂再生洗涤线共用。所述催化剂再生洗涤线包括用于对水合催化剂浆液进行洗涤的洗涤罐、用于对洗涤后的水合催化剂浆液进行过滤并除去杂质的过滤设备、用于对过滤设备中的陶瓷膜管进行定期反冲的膜管反冲设备、以及用于对过滤设备中的陶瓷膜管进行再生的清洗设备。本实用新型克服了传统水合催化剂再生工艺中存在的问题，延长了膜管使用寿命，且降低了设备成本，提高了催化剂再生效率。

Description

一种环己烯水合催化剂再生洗涤系统

技术领域

本实用新型涉及一种催化剂再生洗涤系统，具体地说是一种环己烯水合催化剂再生洗涤系统。

背景技术

现有工艺中，己内酰胺的原料环己酮是经苯部分加氢制环己烯、环己烯水合制环己醇、环己醇脱氢制环己酮三个工序得到。通常，把催化环己烯水合生成环己醇的沸石分子筛催化剂称为水合催化剂。

环己醇水合催化剂再生工序的目的是对水合反应器中退出的部分催化剂，进行一系列的再生步骤，以恢复水合催化的活性，再生后的催化剂最终返回到水合反应器。水合催化剂的活性会影响水合反应的转化率以及选择性，而且会影响后续精制系统的稳定运行，因此，环己烯水合催化剂的分离和回收显得至关重要。

水合催化剂再生洗涤系统作为水合催化剂再生工序的一个重要步骤，其主要作用是将水合催化剂在再生过程中产生的含有机酸化合物洗涤干净，一般当液滤pH大于或等于4.5时，洗涤完成。

水合催化剂洗涤时，来自水合催化剂再生罐的含有机酸水合催化剂浆液进入水合催化剂洗涤罐，用高纯水进行洗涤，再经水合催化剂预过滤器、水合催化剂过滤装置过滤，得到再生的水合催化剂。现有的20万t/a以上环己烯水合制环己醇装置中，一般设置两条配置一样的水合催化剂洗涤系统同时进行水合催化剂的再生。其中，每条水合催化剂洗涤生产线上水合催化剂过滤装置一开一备，每个水合催化剂过滤装置由两台或者多台陶瓷膜过滤器串联；生产过程中，用来自高纯水脱气塔的高纯水、经列管式换热器换热后，定期对陶瓷膜过滤器进行反冲。由于反冲间歇进行，在反冲间隙，列管式换热器内残余蒸汽持续加热，导致进行反冲时，高纯水初始温度过高，易引起陶瓷膜管破裂，使膜管的使用寿命缩短。此外，现有水合催化剂再生过程中陶瓷膜管的再生仅用去离子水冲洗，膜管清洗不彻底，易被堵塞，过滤装置运行一段时间后，过滤通量下降，导致水合催化剂再生周期变长，不利于水合反应的长周期稳定运行。

发明内容

本实用新型的目的就是提供一种环己烯水合催化剂再生洗涤系统，以解决现有催化剂再生效率低、过滤装置中陶瓷膜使用寿命短、成本高的问题。

本实用新型的目的是这样实现的：一种环己烯水合催化剂再生洗涤系统，包括若干催化剂再生洗涤线和备用过滤装置，所述催化剂再生洗涤线包括有：

洗涤罐，用于对氧化后的水合催化剂浆液进行洗涤；

过滤设备，用于对洗涤后的水合催化剂浆液进行过滤，以去除水合催化剂浆液中的杂质；

膜管反冲设备，用于对过滤设备中的陶瓷膜管进行定期反冲，包括板式换热器和高纯水加热罐，在所述高纯水加热罐的罐体顶部设有氮气加入口，在所述高纯水加热罐的罐体内部设有传热盘管，在所述高纯水加热罐的罐体侧部设有高纯水入口，所述高纯水入口通过管道与板式换热器相连，在所述高纯水加热罐的罐体底部设有高纯水出口，所述高纯水出口通过管道与过滤设备的反冲液入口相连；以及

清洗设备；设有1套或多套，用于对过滤设备中的陶瓷膜管进行清洗再生。

所述备用过滤装置与所述过滤设备中的过滤装置为并联。

在所述洗涤罐顶部设有水合催化剂浆液入口和高纯水加入口、在所述洗涤罐内设有搅拌装置和传热盘管。

在洗涤罐和过滤设备之间的管路上设有洗涤罐输送泵，在洗涤罐输送泵出料侧的管路上设有分支管路，作为再生水合催化剂循环管路。

所述过滤设备包括预过滤器、过滤装置和滤液冷却器，所述洗涤罐、预过滤器、过滤装置通过管路依次串联相接，洗涤罐输送泵设置在洗涤罐和预过滤器之间的管路上，再生水合催化剂循环管路设在所述洗涤罐输送泵与预过滤器之间的管路上，过滤装置的截留侧出口通过管路与洗涤罐顶部的水合催化剂浆液入口连接，形成循环，过滤装置的渗透侧出口与滤液冷却器通过管路连接。

在所述预过滤器的上部设有去离子水反冲液进口，在预过滤器的底部设有用以排出截留物和反冲液的出料口。

备用过滤装置的物料进口通过带有阀门的管道分别与各催化剂再生洗涤线的预过滤器相连，备用过滤装置的截留侧出口通过带有阀门的管路分别与各催化剂再生洗涤线的洗涤罐顶部的水合催化剂浆液入口连接，形成循环，备用过滤装置的渗透侧出口通过带有阀门的管路分别与各催化剂再生洗涤线的滤液冷却器连接。

所述过滤装置和备用过滤装置均包括串联和（或）并联的若干台陶瓷膜过滤器，所述陶瓷膜过滤器的过滤形式为错流过滤，过滤精度为10~200nm。

在生产过程中，当一条水合催化剂再生洗涤线的洗涤罐内的物料在其过滤设备中完成过滤，排出洗涤罐中去除杂质的水合催化剂浆液送入原水合反应器内，下一批待洗涤的水合催化剂浆液加入到该洗涤罐内进行洗涤，继续进行催化剂浆液的洗涤除杂过程，当该洗涤线上过滤装置中的陶瓷膜通量达不到过滤效果时，启动备用过滤装置进行过滤；上述洗涤线的过滤装置进行再生，再生完成后待用；当备用的过滤装置通量达不到过滤要求时进行再生，再生完成后待用。备用的过滤装置由多条水合催化剂再生洗涤线共用。

所述清洗设备包括通过管路连接的清洗罐和清洗罐输送泵，在清洗罐的罐体顶部设有去离子水加入口、硝酸加入口、渗透侧清洗液回流口和截留侧清洗液回流口；清洗罐通过设有清洗罐输送泵的管道与过滤装置的进口连通，清洗罐的渗透侧清洗液回流口通过带阀门的管路与过滤装置的渗透侧出口连通，清洗罐的截留侧清洗液回流口通过带阀门的管路与过滤装置的截留侧出口连通。

所述清洗设备中的清洗罐也可设置多台，优选2台，其中1台用于储存去离子水，称其为去离子水罐，1台用于储存3~6％的硝酸溶液，称其为硝酸罐。在去离子水罐的罐体顶部设有去离子水加入口、渗透侧去离子水回流口和截留侧去离子水回流口，在去硝酸罐的罐体顶部设有硝酸加入口、渗透侧硝酸回流口和截留侧硝酸回流口；清洗罐输送泵的一端通过管路与过滤装置的进口连通，另一端通过带阀门的管路分别与去离子水罐和硝酸罐相连；渗透侧去离子水回流口、渗透侧硝酸回流口分别通过带阀门的管路与过滤装置的渗透侧出口连通，截留侧去离子水回流口、截留侧硝酸回流口分别通过带阀门的管路与过滤装置的截留侧出口连通。

陶瓷膜管的再生方法为：首先用去离子水冲洗污染的陶瓷膜过滤器2~3遍，再用3~6％的硝酸进行冲洗，后再用去离子水冲洗，直至陶瓷膜过滤器的渗透侧和截留侧的pH值为中性时，陶瓷膜过滤器清洗结束。

本实用新型的有益效果：

本实用新型多条水合催化剂再生洗涤线共用一套或几套备用过滤装置，与传统装置相比，减少了备用过滤装置，节省了陶瓷膜过滤器设备投资。

本实用新型通过设置板式换热器和高纯水加热罐，共同调节陶瓷膜过滤器反冲用的高纯水的温度，能够提供充足且温度稳定的高纯水，能有效避免因反冲初始水温过高导致的陶瓷膜管破裂，延长陶瓷膜膜管的使用寿命。

陶瓷膜管的再生采用去离子水和3%~6%的硝酸清洗剂组合冲洗，与现有装置仅用去离子水冲洗相比，本技术陶瓷膜管再生更加彻底，膜管不易堵塞，使用寿命延长，从而提高了水合催化剂的再生效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1、洗涤罐，2、水合催化剂浆液入口，3、高纯水加入口，4、搅拌装置，5、传热盘管，6、洗涤罐输送泵，7、预过滤器，8、反冲液进口，9、出料口，10、过滤装置，11、截留侧出口，12、渗透侧出口，13、反冲液入口，14、备用过滤装置，15、滤液冷却器，16、高纯水加入管，17、板式换热器，18、高纯水加热罐，19、高纯水加热罐出口，20、氮气加入管，21、清洗罐，22、去离子水加入管，23、硝酸加入管，24、渗透侧清洗液回流口，25、截留侧清洗液回流口，26、清洗罐输送泵，27、再生水合催化剂循环管路。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型若干催化剂再生洗涤线（图1中所示为1条）和备用过滤装置14，催化剂再生洗涤线包括洗涤罐1、过滤设备、膜管反冲设备和清洗设备等部分。

洗涤罐1用于对含有机酸的水合催化剂浆液进行洗涤，在洗涤罐1的罐体顶部设有水合催化剂浆液入口2和高纯水加入口3，罐体内部设有搅拌装置4和传热盘管5。搅拌装置4用于均匀地分散水合催化剂浆液中的固体催化剂，传热盘管5内通入高压蒸汽或冷却水来调节洗涤罐内部温度在80~100℃。

过滤设备包括预过滤器7、过滤装置10和滤液冷却器15。洗涤罐1、预过滤器7、过滤装置10通过管路依次串联相接，在洗涤罐1和预过滤器7之间的管路上设有洗涤罐输送泵6，在所述洗涤罐输送泵6与预过滤器7之间的管路上设有再生水合催化剂循环管路27。过滤装置10的截留侧出口11通过管路与洗涤罐1顶部的水合催化剂浆液入口2连接，形成循环，过滤装置10的渗透侧出口与滤液冷却器15通过管路连接。过滤装置10由两台或多台陶瓷膜过滤器串联而成。在预过滤器7的上侧设有去离子水反冲液进口8，底部设有出料口9，截留物从底部的出料口9排出。

备用过滤装置14的物料进口通过带有阀门的管道分别与各催化剂再生洗涤线的预过滤器7相连，备用过滤装置14的截留侧出口通过带有阀门的管路分别与各催化剂再生洗涤线的洗涤罐顶部的水合催化剂浆液入口2连接，形成循环，备用过滤装置14的渗透侧出口通过带有阀门的管路分别与各催化剂再生洗涤线的滤液冷却器16连接。

过滤装置10和备用过滤装置14均包括串联和（或）并联的若干台陶瓷膜过滤器，陶瓷膜过滤器的过滤形式为错流过滤，过滤精度为10~200nm。

在生产过程中，当一条水合催化剂再生洗涤线的洗涤罐内的物料在其过滤设备中完成过滤，排出洗涤罐中去除杂质的水合催化剂浆液送入原水合反应器内，下一批待洗涤的水合催化剂浆液加入到该洗涤罐内进行洗涤，继续进行催化剂浆液的洗涤除杂过程，当该洗涤线上过滤装置中的陶瓷膜通量达不到过滤效果时，启动备用过滤装置14进行过滤；上述洗涤线的过滤装置进行再生，再生完成后待用；当备用的过滤装置通量达不到过滤要求时进行再生，再生完成后待用。备用的过滤装置可由多条水合催化剂再生洗涤线共用。

洗涤后的水合催化剂浆液经洗涤罐输送泵6送至预过滤器7，在预过滤器7内，水合催化剂浆液中的大颗粒被除去；预过滤器7采用去离子水进行不定期的反冲，截留物从底部出料口9排出。来自预过滤器7的水合催化剂浆液进入由并联的陶瓷膜过滤器组成的过滤装置10中，陶瓷膜过滤器将水合催化剂浆液中的有机酸化合物滤出，过滤后的含水合催化剂浓液循环至洗涤罐1，如此循环过滤，直至过滤清液的pH ≥ 4.5时，洗涤完成；得到的过滤清液经滤液冷却器15冷却至60℃之后送至后续废水处理系统。

膜管反冲设备包括通过管路连接的板式换热器17和高纯水加热罐18，高纯水加热罐18的出口与过滤装置10的反冲液入口13连接。在高纯水加热罐18的罐体顶部设有氮气加入口，氮气加入口与氮气加入管20连通，底部设有高纯水出口19，内部设有传热盘管5。

高纯水经板式换热器17调节温度后进入高纯水加热罐18，高纯水加热罐18通过传热盘管控制水温在70℃，高纯水加热罐18内充入N₂调节压力，利用压差用罐内高纯水对陶瓷膜管进行定期反冲，从而防止催化剂浆液阻塞陶瓷膜膜管；板式换热器17和传热盘管5均由系统内蒸汽凝液提供热源。

清洗设备用于对过滤装置中的陶瓷膜管进行清洗，包括通过管路连接的清洗罐21和清洗罐输送泵26，在清洗罐21的罐体顶部设有去离子水加入口、硝酸加入口、渗透侧清洗液回流口24和截留侧清洗液回流口25。去离子水加入口与去离子水加入管22连通；硝酸加入口与硝酸加入管23连通。清洗罐输送泵26与过滤装置10的进口连通，过滤装置10的渗透侧出口12和截留侧出口11分别通过带阀门的管路与清洗罐21的渗透侧清洗液回流口24和截留侧清洗液回流口25连通。

清洗设备的清洗罐也可设置多台，优选2台，其中1台用于储存去离子水，称其为去离子水罐，1台用于储存3~6％的硝酸溶液，称其为硝酸罐，在去离子水罐的罐体顶部设有去离子水加入口、渗透侧去离子水回流口和截留侧去离子水回流口，在去硝酸罐的罐体顶部设有硝酸加入口、渗透侧硝酸回流口和截留侧硝酸回流口；清洗罐输送泵的一端通过管路与过滤装置的进口连通，另一端通过带阀门的管路分别与去离子水罐和硝酸罐相连；渗透侧去离子水回流口、渗透侧硝酸回流口分别通过带阀门的管路与过滤装置的渗透侧出口连通，截留侧去离子水回流口、截留侧硝酸回流口分别通过带阀门的管路与过滤装置的截留侧出口连通。

当使用本实用新型的水合催化剂再生洗涤系统时，按照以下步骤进行：

（1）洗涤

含有机酸的水合催化剂浆液送至洗涤罐1，在洗涤罐1上部连续加入高纯水，对其中的有机酸化合物进行搅拌洗涤；其中，搅拌装置用于均匀的分散水合催化剂浆液中的固体催化剂，传热盘管内通入高压蒸汽或冷却水来调节洗涤罐内部温度在80℃；

（2）预过滤

洗涤后的水合催化剂浆液经洗涤罐输送泵6送至预过滤器7，在预过滤器7内，水合催化剂浆液中的大颗粒被除去；预过滤器采用去离子水进行不定期的反冲，截留物从底部出料口排出；

（3）过滤

来自预过滤器7的水合催化剂浆液进入由两台或多台串联的陶瓷膜过滤器组成的过滤装置10内，控制膜两侧的过滤压差，陶瓷膜过滤器将水合催化剂浆液中的含有机酸化合物废水滤出，过滤后的含水合催化剂浓液循环至洗涤罐1，如此循环过滤，直至过滤清液的pH ≥ 4.5时，洗涤完成；得到的过滤清液经滤液冷却器15冷却至60℃之后送至后续废水处理系统；

（4）膜管反冲

高纯水经板式换热器17调节温度后进入高纯水加热罐18，高纯水加热罐18通过传热盘管控制水温在70℃，高纯水加热罐18内充入N₂调节压力，利用压差用罐内高纯水对陶瓷膜管进行定期反冲，从而防止催化剂浆液阻塞陶瓷膜膜管；所述板式换热器17和传热盘管均由系统内蒸汽凝液提供热源；

（5）膜管再生

两套水合催化剂再生洗涤系统共用一套备用过滤装置；当过滤装置进行过滤时，备用过滤装置进行膜管清洗后备用；

膜管清洗方法为：先用去离子水冲洗陶瓷膜过滤器，再用3％的硝酸清洗剂循环清洗，然后再用去离子水冲洗陶瓷膜过滤器，当陶瓷膜管渗透侧和截留侧的pH值为中性时，陶瓷膜管清洗结束；

（6）再生水合催化剂循环利用

再生后的水合催化剂浆液由再生水合催化剂循环管路27排出，返回至原系统继续参与环己烯水合反应。

上述过程中，洗涤罐加入的高纯水和过滤装置反冲时补加的高纯水的数量总和与过滤装置滤出的滤液数量相同，以保持洗涤罐液位稳定，防止水合催化剂浆液过浓缩。

Claims (9)

1.一种环己烯水合催化剂再生洗涤系统，其特征是，包括若干催化剂再生洗涤线和备用过滤装置，所述催化剂再生洗涤线包括有：

洗涤罐，用于对氧化后的水合催化剂浆液进行洗涤和储存；

过滤设备，用于对洗涤后的水合催化剂浆液进行过滤，以去除水合催化剂浆液中的杂质；

膜管反冲设备，用于对过滤设备中的陶瓷膜管进行定期反冲，包括板式换热器和高纯水加热罐，在所述高纯水加热罐的罐体顶部设有氮气加入口，在所述高纯水加热罐的罐体内部设有传热盘管，高纯水加热罐侧部的高纯水入口通过管道与板式换热器相连，高纯水加热罐底部的高纯水出口通过管道与过滤设备的反冲液入口相连；以及

清洗设备，用于对过滤设备中的陶瓷膜管进行清洗再生；

所述备用过滤装置与所述过滤设备中的过滤装置为并联。

2.根据权利要求1所述的环己烯水合催化剂再生洗涤系统，其特征是，在所述洗涤罐顶部设有水合催化剂浆液入口和高纯水加入口，在所述洗涤罐内设有搅拌装置和传热盘管。

3.根据权利要求1所述的环己烯水合催化剂再生洗涤系统，其特征是，在洗涤罐和过滤设备之间的管路上设有洗涤罐输送泵，在洗涤罐输送泵出料侧的管路上设有分支管路，作为再生水合催化剂循环管路。

4.根据权利要求1或3所述的环己烯水合催化剂再生洗涤系统，其特征是，所述过滤设备包括预过滤器、过滤装置和滤液冷却器，所述洗涤罐、预过滤器、过滤装置通过管路依次串联相接，洗涤罐输送泵设置在洗涤罐和预过滤器之间的管路上，过滤装置的截留侧出口通过管路与洗涤罐顶部的水合催化剂浆液入口连接，形成循环，过滤装置的渗透侧出口与滤液冷却器通过管路连接。

5.根据权利要求4所述的环己烯水合催化剂再生洗涤系统，其特征是，在所述预过滤器的上部设有去离子水反冲液进口，在预过滤器的底部设有用以排出截留物和反冲液的出料口。

6.根据权利要求4所述的环己烯水合催化剂再生洗涤系统，其特征是，所述过滤装置包括串联和/或并联的若干台陶瓷膜过滤器，所述陶瓷膜过滤器的过滤形式为错流过滤，精度10~200nm。

7.根据权利要求4所述的环己烯水合催化剂再生洗涤系统，其特征是，备用过滤装置的物料进口通过带有阀门的管道分别与各催化剂再生洗涤线的预过滤器相连，备用过滤装置的截留侧出口通过带有阀门的管路分别与各催化剂再生洗涤线的洗涤罐顶部的水合催化剂浆液入口连接，形成循环，备用过滤装置的渗透侧出口通过带有阀门的管路分别与各催化剂再生洗涤线的滤液冷却器连接。

8.根据权利要求1所述的环己烯水合催化剂再生洗涤系统，其特征是，所述清洗设备包括通过管路连接的清洗罐和清洗罐输送泵，在清洗罐的罐体顶部设有去离子水加入口、硝酸加入口、渗透侧清洗液回流口和截留侧清洗液回流口；清洗罐通过设有清洗罐输送泵的管道与过滤装置的进口连通，清洗罐的渗透侧清洗液回流口通过带阀门的管路与过滤装置的渗透侧出口连通，清洗罐的截留侧清洗液回流口通过带阀门的管路与过滤装置的截留侧出口连通。

9.根据权利要求1所述的环己烯水合催化剂再生洗涤系统，其特征是，所述清洗设备包括清洗罐和清洗罐输送泵，所述清洗罐包括去离子水罐和硝酸罐，在去离子水罐的罐体顶部设有去离子水加入口、渗透侧去离子水回流口和截留侧去离子水回流口，在去硝酸罐的罐体顶部设有硝酸加入口、渗透侧硝酸回流口和截留侧硝酸回流口；清洗罐输送泵的一端通过管路与过滤装置的进口连通，另一端通过带阀门的管路分别与去离子水罐和硝酸罐相连；渗透侧去离子水回流口、渗透侧硝酸回流口分别通过带阀门的管路与过滤装置的渗透侧出口连通，截留侧去离子水回流口、截留侧硝酸回流口分别通过带阀门的管路与过滤装置的截留侧出口连通。

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