DMTO裝置水系統(tǒng)存在的問題與處理措施

摘 要：總結(jié)了甲醇制烯烴裝置水系統(tǒng)運(yùn)行中存在急冷水固含量高、水洗塔壓差高、塔溫度高、水洗水蠟狀物多等問題，并針對這些問題分析了原因，提出了處理措施，保證裝置長滿優(yōu)穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：甲醇制烯烴;水系統(tǒng)問題;傳質(zhì)傳熱;蠟狀物;催化劑

目前，甲醇制烯烴裝置采用中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、中國石化集團(tuán)洛陽石油化工設(shè)計(jì)院和陜西新興煤化工科技有限責(zé)任公司聯(lián)合開發(fā)的DMTO工藝技術(shù)。該工藝主要包括反應(yīng)--再生、急冷水洗、污水汽提、熱量回收等系統(tǒng)[1]。本文針對急冷水固含量高、水洗塔塔差壓高、溫度高等問題和操作的難點(diǎn)，從工藝操作方面提出改進(jìn)方案，來緩解水系統(tǒng)存在的問題。

1 水系統(tǒng)出現(xiàn)的問題及不利影響

1.1 急冷水中固含量高

催化劑和甲醇在反應(yīng)器反應(yīng)后，系統(tǒng)里小于20um的催化劑會在反應(yīng)氣的夾帶下帶入后路水系統(tǒng)，長時(shí)間運(yùn)行急冷水中的固含量就會增加，嚴(yán)重時(shí)會造成急冷塔的嚴(yán)重堵塞，不得不停工檢修處理。某甲醇制烯烴DMTO裝置，2014年7月開車運(yùn)行至2016年12月4日，發(fā)現(xiàn)急冷水固含量由以往平均6500mg/L上升至14800mg/L，運(yùn)行不到1月急冷塔壓差由1kPa上漲至25kPa，造成反應(yīng)壓力上漲較快，不得不將負(fù)荷由275t/h降至220t/h運(yùn)行，嚴(yán)重影響公司的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。再者，隨著急冷水固含量逐漸上漲，急冷空冷管束極易堵塞，造成清洗工作頻繁，不僅使得現(xiàn)場安全風(fēng)險(xiǎn)加大，且造成污水污染環(huán)境。為了緩解這一問題，常規(guī)操作就是現(xiàn)場加大急冷水外排的方式來降低急冷水固含量，防止急冷塔堵塞，但是一定程度上加大了污水處理系統(tǒng)的處理負(fù)擔(dān)[2]。

1.2 水洗塔壓差波動

某甲醇制烯烴裝置隨著裝置長周期運(yùn)行，2016年9月水洗塔中部壓差由14kPa上漲至20kPa，水洗塔下部出現(xiàn)了明顯的堵塞現(xiàn)象，差壓的上漲造成反應(yīng)壓力升高，直接影響雙烯收率，為解決此問題，經(jīng)研究，向水洗塔不同位置注入了二甲苯﹑柴油等溶劑，均未取得較好效果。且注入柴油或二甲苯太頻繁，不僅會加速污水汽提塔盤的堵塞，還會造成烯烴分離段間吸入罐帶液，危及壓縮機(jī)機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行，給裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

1.3 水洗塔溫度波動

在高負(fù)荷運(yùn)行工況及塔壓差高的情況下，如水洗塔溫度過高，塔頂溫度超過58℃后，水洗塔波動幅度大，嚴(yán)重時(shí)會造成段間吸入罐帶液嚴(yán)重，危及壓縮機(jī)機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)要求裝置進(jìn)行降負(fù)荷處理，對裝置進(jìn)行調(diào)整時(shí)，會造成反--再系統(tǒng)床層的波動，輕則會造成單耗、能耗高，重則就會給裝置帶來極大的安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。

1.4 水洗水中蠟狀物增多，冬季設(shè)備常發(fā)生凍堵

DMTO反應(yīng)過程中會產(chǎn)生蠟狀物，其中主要以四甲基苯，五甲基苯和六甲基苯為主[2]。因這些苯系物的存在，會和反應(yīng)氣夾帶的催化劑細(xì)粉粘結(jié)在一起，主要會附著在水洗水空冷器、管道、水洗水換熱器和水洗塔塔盤上，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致整個(gè)塔的運(yùn)行不穩(wěn)定，尤其在夏季的時(shí)候，冷換設(shè)備撤熱能力不足，會使得水洗塔塔溫超載運(yùn)行，一會縮短設(shè)備的使用壽命;二會危及壓縮機(jī)機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行;三冬季時(shí)，經(jīng)常發(fā)生空冷器管束凍裂、漏水，造成現(xiàn)場凍掛冰，給現(xiàn)場帶來很多安全隱患，還嚴(yán)重影響現(xiàn)場衛(wèi)生、污染環(huán)境，給現(xiàn)場工作帶來很多安全風(fēng)險(xiǎn)。

2 針對水洗系統(tǒng)問題采取的預(yù)防解決辦法

2.1 針對急冷水固含量高的問題

主要加強(qiáng)監(jiān)控和實(shí)施技術(shù)改造，前提條件要保證反再系統(tǒng)平穩(wěn)操作，在各個(gè)參數(shù)在卡邊調(diào)整的基礎(chǔ)上，不要進(jìn)行大幅度的調(diào)整，尤其要避免頻繁變負(fù)荷操作。保證維持反應(yīng)旋風(fēng)線速在19～22m/s，控制在非跑劑線速區(qū)域內(nèi)，盡量減少催化劑的跑損。另外建議在不危及公用工程污水處理能力的前提下，盡量加大急冷水的外甩量。

2.2 針對水系統(tǒng)壓差和溫度的問題

一方面對水系統(tǒng)中的苯系物及催化劑細(xì)粉，向水系統(tǒng)加入阻垢分散劑，阻止苯系物與催化劑細(xì)粉在水系統(tǒng)中的接觸，緩解水系統(tǒng)堵塞的問題，這樣大幅度降低了冷換設(shè)備的清洗工作，同時(shí)也降低了現(xiàn)場的安全風(fēng)險(xiǎn)。另一方面根據(jù)水洗塔運(yùn)行工況，有序的調(diào)整換熱器的清洗工作，在可控的范圍內(nèi)，盡量不要把水洗水空冷和換熱器全部投用，有選擇性的進(jìn)行備用，這樣一方面增加了投用設(shè)備管束中的流量流速，降低了設(shè)備偏流引起的催化劑油泥污垢沉積機(jī)率，有效降低了冬季空冷器凍裂機(jī)率;另一方面保證了系統(tǒng)冷卻降溫需要，保證裝置長周期平穩(wěn)運(yùn)行。

2.3 針對水系統(tǒng)中蠟狀物和設(shè)備凍堵問題

首先要從反應(yīng)根源解決，一是要選擇良好的催化劑，不僅要保證雙烯收率，也要蠟狀物的產(chǎn)生的比較少。二催化劑的磨損指數(shù)也是關(guān)鍵因素，合適的磨損指數(shù)不僅不影響反應(yīng)空況，也可避免催化劑的跑損量。三進(jìn)入冬季前，提前有序的對冷換設(shè)備進(jìn)行清理，并合理的布局和備用，保證水系統(tǒng)中水流速度不能太低，防止水質(zhì)惡化，造成冷換設(shè)備凍堵。

3 小結(jié)與展望

甲醇制烯烴裝置，DMTO裝置起著承上啟下的關(guān)鍵作用，其運(yùn)行是否良好直接關(guān)乎著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，本文根據(jù)設(shè)計(jì)和操作方面存在的問題，進(jìn)一步總結(jié)水系統(tǒng)中存在的問題，并根據(jù)問題提出針對性的措施，從本質(zhì)上解決和緩解水系統(tǒng)存在的問題，保證DMTO裝置能夠長滿優(yōu)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘭杰.MTO裝置水洗系統(tǒng)存在的問題分析與應(yīng)對措施[J].商品與質(zhì)量，2017.

[2]顧斕芳.甲醇制烯烴裝置水系統(tǒng)堵塞問題研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代化工，2017.

作者簡介：

賀杠（1984- ），男，陜西省榆林市人，研究生，工程師，研究方向：甲醇制烯烴。