甲醇制丙烯工藝中煙道甲醇管束結(jié)焦問題分析及處理

伍利軍

摘 要：從生產(chǎn)工藝的角度論述了甲醇制丙烯工藝中煙道的作用及煙道甲醇管束結(jié)焦的原因。在以上認(rèn)識的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化甲醇回收塔回收甲醇的汽化方式，解決了煙道甲醇管束結(jié)焦問題，實(shí)現(xiàn)了MTP裝置的長周期、滿負(fù)荷安全平穩(wěn)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：甲醇制丙烯；工藝優(yōu)化；煙道；甲醇回收塔；甲醇

中圖分類號：TQ221 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）24-0051-02

甲醇制烯烴技術(shù)是煤基烯烴產(chǎn)業(yè)鏈中的核心技術(shù)。甲醇制烯烴工藝流程為在合適的操作條件下，以甲醇為原料，采用適宜的催化劑，在固定床或流化床反應(yīng)器中通過甲醇脫水制取低碳烯烴。根據(jù)目的產(chǎn)品的不同，甲醇制烯烴工藝分為甲醇制乙烯、丙烯工藝（MTO）和甲醇制丙烯工藝（MTP）[1-4]。

神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)的煤基甲醇制丙烯（MTP）裝置采用的工藝是德國魯奇公司的專有技術(shù)，工藝產(chǎn)物中除了烯烴和工藝水外，還含有環(huán)烷烴、石蠟、芳烴及輕餾分等副產(chǎn)物。480℃的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)煙道（熱量回收系統(tǒng)）通過副產(chǎn)中壓蒸汽和汽化進(jìn)料甲醇回收熱量后，溫度降為190℃進(jìn)入預(yù)急冷塔、急冷塔用急冷水洗滌，然后再進(jìn)入烴壓縮機(jī)。

在裝置運(yùn)行過程中，甲醇回收塔和煙道甲醇管束結(jié)焦，造成煙道出口溫度高的問題一直是困擾裝置長周期、滿負(fù)荷平穩(wěn)運(yùn)行的瓶頸。煙道出口溫度高，導(dǎo)致預(yù)急冷塔、急冷塔系統(tǒng)負(fù)荷大，裝置能耗增加，另外，還存在安全隱患。

為了解決上述問題、確保MTP裝置的長周期安全平穩(wěn)運(yùn)行，對甲醇回收塔回收甲醇的汽化方式進(jìn)行了優(yōu)化，防止回收的甲醇中攜帶的少量烴類在煙道管束中發(fā)生結(jié)焦。

1 煙道及甲醇回收塔系統(tǒng)流程描述

如圖1所示，煙道（余熱回收系統(tǒng)）包括甲醇汽包、中壓蒸汽汽包、第一甲醇蒸發(fā)器、中壓蒸汽發(fā)生器、第二甲醇蒸發(fā)器，其主要作用是通過甲醇蒸發(fā)器和中壓蒸汽發(fā)生器的管束將MTP反應(yīng)器出口480℃的反應(yīng)氣體余熱進(jìn)行回收，使煙道出口降至190℃，回收利用熱量，產(chǎn)生甲醇蒸汽和中壓蒸汽。煙道甲醇管束內(nèi)部發(fā)生結(jié)焦后，甲醇管束的換熱效率降低，造成煙道出口溫度升高，影響裝置長周期、滿負(fù)荷平穩(wěn)運(yùn)行。而且，煙道系統(tǒng)是成套專利設(shè)備，檢修、清洗非常困難。

MTP裝置甲醇回收塔的作用是回收急冷水和精餾系統(tǒng)萃取水中的甲醇，塔頂回收的甲醇與新鮮甲醇原料混合進(jìn)入甲醇汽包，在煙道吸熱汽化，作為DME反應(yīng)器的進(jìn)料。塔底的合格廢水送至廢水處理裝置。

2 煙道甲醇管束結(jié)焦原因分析

對于甲醇回收塔和煙道甲醇管束結(jié)焦問題主要分析有以下兩點(diǎn)原因：

（1）急冷水循環(huán)量大，急冷水在預(yù)急冷塔、急冷塔的停留時間短，油水分離不徹底，進(jìn)入甲醇回收塔的急冷水中攜帶少量烴類物質(zhì)。

（2）精餾系統(tǒng)萃取過程中，少量烴類物質(zhì)攜帶至萃取水

中，通過萃取水進(jìn)入甲醇回收塔。

隨裝置運(yùn)行時間增加，通過進(jìn)料攜帶至甲醇回收塔的少量烴類物質(zhì)不斷在甲醇回收塔、煙道甲醇管束中累積，在高溫條件下發(fā)生了聚合、碳化，形成了結(jié)焦物。

對甲醇回收塔和煙道甲醇管束的結(jié)焦物質(zhì)進(jìn)行了分析化驗，結(jié)果顯示，甲醇回收塔和煙道甲醇管束的結(jié)焦物質(zhì)成份基本相同。

3 甲醇汽化方式優(yōu)化

結(jié)合MTP裝置實(shí)際工況和運(yùn)行過程中出現(xiàn)的煙道甲醇管束結(jié)焦問題，通過收集數(shù)據(jù)，分析論證，將甲醇回收塔回收的甲醇流程進(jìn)行了優(yōu)化，此部分甲醇單獨(dú)蒸發(fā)后進(jìn)入DME反應(yīng)器，避免甲醇中攜帶的烴類物質(zhì)與回收的甲醇直接進(jìn)入煙道甲醇管束，不斷在煙道甲醇管束中累積，并在高溫條件下發(fā)生聚合、碳化，形成結(jié)焦物。

如圖2所示，甲醇回收塔回收甲醇的汽化方式優(yōu)化后，煙道出口溫度較之前下降明顯，裝置運(yùn)行負(fù)荷增加。而且，隨運(yùn)行時間增加，煙道出口溫度無明顯上升趨勢。

4 結(jié)束語

通過對甲醇回收塔回收甲醇的汽化方式進(jìn)行優(yōu)化，避免了回收甲醇中攜帶的烴類物質(zhì)進(jìn)入煙道甲醇管束形成結(jié)焦物，解決了MTP工藝中煙道甲醇管束結(jié)焦，煙道出口溫度持續(xù)升高的問題。同時，消除了煙道出口溫度高，造成預(yù)急冷塔、急冷塔系統(tǒng)負(fù)荷大，導(dǎo)致裝置能耗增加的問題，還消除了裝置運(yùn)行的安全隱患，實(shí)現(xiàn)了MTP裝置的長周期安全平穩(wěn)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔飛，張璐璐，李建青，等.改性HZSM-5催化劑用于MTP反應(yīng)的研究[J].天然氣化工（C1化學(xué)與化工），2008，（4）：13-16.

[2]王林，嚴(yán)國輝，雍曉靜，等.煤基甲醇制丙烯工業(yè)裝置運(yùn)行問題探討[J].煤化工，2014，42（2）：43-46.

[3]王政，王林，趙天生，等.ZSM-5/磷酸鋁復(fù)合分子篩在甲醇制烯烴反應(yīng)中的應(yīng)用[J].石油學(xué)報（石油加工），2011，27（4）：543-548.

[4]王政，雍曉靜，張 ，等.煤基甲醇制丙烯產(chǎn)物分離技術(shù)改進(jìn)[J].潔凈煤技術(shù)，2014，20（5）：78-81.endprint