MTO烯烴分離回收技術(shù)與烯烴轉(zhuǎn)化技術(shù)淺述

劉增海

摘要：本文主要分析了MTO烯烴分離回收技術(shù)與烯烴轉(zhuǎn)化技術(shù)，重點(diǎn)介紹了MTO烯烴分離回收的技術(shù)操作以及烯烴轉(zhuǎn)化的方案設(shè)計(jì)等，其具有提高資源利用效率、提升生產(chǎn)效益的優(yōu)點(diǎn)，解決了烯烴制作工藝的能耗問題。通過分析MTO烯烴分離回收技術(shù)與系統(tǒng)轉(zhuǎn)化技術(shù)，不斷降低烯烴生產(chǎn)成本、提升生產(chǎn)效益。

關(guān)鍵詞：MTO;烯烴分離回收;烯烴轉(zhuǎn)化;技術(shù)

1 MTO烯烴分離回收技術(shù)

據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示，現(xiàn)階段MTO烯烴分離回收技術(shù)的操作應(yīng)用基本是從MTO的化學(xué)反應(yīng)出發(fā)，通過催化反應(yīng)和再生原理達(dá)到低碳化烯烴生產(chǎn)的效果。而分析MTO烯烴分離回收技術(shù)，則是結(jié)合技術(shù)應(yīng)用流程探索其應(yīng)用的技術(shù)要點(diǎn)。主要的技術(shù)操作要點(diǎn)如下：

1.1 化學(xué)反應(yīng)原理

MTO烯烴分離回收技術(shù)的應(yīng)用原理是通過促使甲醇發(fā)生催化反應(yīng)的手法，在酸性催化劑作用下，實(shí)現(xiàn)甲醇向低碳烯烴的轉(zhuǎn)換。其主要的反應(yīng)過程為：在合適的溫度和壓力反應(yīng)環(huán)境中，SAPO-34作為酸性催化劑對(duì)甲醇進(jìn)行催化，生成乙烯和丙烯。這種MTO烯烴分離回收技術(shù)的操作具有較高的利用價(jià)值，其可以在溫度和壓力環(huán)境穩(wěn)定的情況下，實(shí)現(xiàn)甲醇的全部轉(zhuǎn)化，并在0.75～1.5質(zhì)量比例區(qū)間內(nèi)有選擇性的生成乙烯或者丙烯。

1.2 裝置設(shè)計(jì)

在MTO烯烴分離回收的裝置設(shè)計(jì)上，多對(duì)傳統(tǒng)反應(yīng)器進(jìn)行升級(jí)改造，提升設(shè)備的純度，減少氮氧化物等雜質(zhì)的干擾。在MTO烯烴生產(chǎn)過程中，在酸性催化劑的作用下，MTO反應(yīng)容器催化再生時(shí)很容易氮氧化物內(nèi)引入，從而在裝置內(nèi)產(chǎn)生含量較少的一氧化氮。此后，在烯烴在回收處理環(huán)節(jié)，其會(huì)與氧氣生成N2O3或者N2O4，并隨著溫度的下降而加快反應(yīng)速度，從而逐漸凝固、累積。這種生成物將影響到MTO烯烴生產(chǎn)的效果，并給其分離回收處理造成難題。由此，提升MTO烯烴生產(chǎn)的裝置設(shè)計(jì)水平，需要從MTO反應(yīng)器出發(fā)，結(jié)合有效的溫度控制手段，保障乙烯的分離回收率。

1.3 回收設(shè)計(jì)

對(duì)MTO烯烴生成后的位置進(jìn)行分離回收，一方面可以提升烯烴的純度，另一方面也可以做到低碳烯烴的生產(chǎn)。在MTO反應(yīng)器設(shè)備當(dāng)中，烯烴的生成也將伴隨著反應(yīng)物的凝結(jié)與積累，從而造成裝置腐蝕。由此，在分離回收設(shè)計(jì)中，需要對(duì)MTO反應(yīng)氣中的過氧化物分解所產(chǎn)生的化合物進(jìn)行分解，保障其不會(huì)造成結(jié)垢影響裝置使用效果，并增加設(shè)備能耗。

1.4 技術(shù)設(shè)計(jì)方案

結(jié)合MTO烯烴分離回收技術(shù)中裝置設(shè)計(jì)與回收設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，加強(qiáng)對(duì)MTO烯烴分離回收技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)，需要解決其存在的問題，并提出技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的優(yōu)化內(nèi)容。主要設(shè)計(jì)方案如圖1。

結(jié)合上圖，在MTO烯烴分離回收技術(shù)設(shè)計(jì)過程中，需要做好對(duì)裝置結(jié)垢的控制，降低結(jié)垢對(duì)乙烯分離的影響。首先，利用結(jié)垢的形成規(guī)律控制好裝置內(nèi)的溫度，破壞結(jié)垢形成所需要的溫度環(huán)境。其次，利用阻聚劑可以防止關(guān)鍵位置形成結(jié)垢，減少結(jié)垢累積。最后，折流板換熱器作為新興的更換設(shè)備，可以消除換熱器裝置流體長(zhǎng)久停留的現(xiàn)象，提高流體移動(dòng)速度，降低結(jié)垢的發(fā)生率。

2 烯烴轉(zhuǎn)化技術(shù)

結(jié)合MTO烯烴分離回收技術(shù)的應(yīng)用和設(shè)計(jì)情況，在烯烴轉(zhuǎn)化技術(shù)的設(shè)計(jì)和技術(shù)要點(diǎn)中，主要是堅(jiān)持科學(xué)性、易操作、實(shí)用性高的原則，提高原材料轉(zhuǎn)化為烯烴的效率，從而實(shí)現(xiàn)低碳化的烯烴生產(chǎn)與轉(zhuǎn)化。烯烴轉(zhuǎn)化技術(shù)應(yīng)用的要點(diǎn)有以下幾個(gè)角度：

2.1 技術(shù)原理

烯烴轉(zhuǎn)化技術(shù)是通過對(duì)烯烴的復(fù)分解反應(yīng)來(lái)達(dá)到烯烴轉(zhuǎn)化、生成丙烯的效果。其主要的反應(yīng)流程為：正丁烯和乙烯在容器內(nèi)反應(yīng)并循環(huán)，最后在丙烯塔中生成丙烯產(chǎn)品;或者利用丙烯替代丁烯，參與復(fù)分解反應(yīng)，生成丙烯。

2.2 技術(shù)設(shè)計(jì)

結(jié)合烯烴轉(zhuǎn)化技術(shù)的原理，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)見圖2。

結(jié)合上圖，烯烴轉(zhuǎn)化技術(shù)的應(yīng)用主要是考慮到微放熱的反應(yīng)性質(zhì)，控制好加熱爐的熱負(fù)荷系數(shù)，并做好加熱爐的熱損失控制。而在丙烯塔的分離操作中，較少的聚丙烯催化劑就可以參與整個(gè)分離流程，并表現(xiàn)出能耗低、精餾程度高、丙烯純度高的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合整個(gè)烯烴轉(zhuǎn)化技術(shù)的應(yīng)用流程和設(shè)備，其環(huán)節(jié)更為簡(jiǎn)單，設(shè)備材料占地更少;且多利用碳鋼材，達(dá)到了低投入、高產(chǎn)出、大效益的效果。

2.3 MTO與烯烴轉(zhuǎn)化技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用

通過分析MTO 烯烴分離回收技術(shù)以及烯烴轉(zhuǎn)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)兩者的結(jié)合應(yīng)用可以最大程度地提高烯烴生產(chǎn)與轉(zhuǎn)化的經(jīng)濟(jì)效益，并降低能耗。在具體結(jié)合應(yīng)用中，是先通過MTO烯烴分離回收技術(shù)將產(chǎn)品氣進(jìn)行處理，此后在輕烴回收單元產(chǎn)出聚合級(jí)乙烯、丙烯或者其他的產(chǎn)物。最后，再利用烯烴轉(zhuǎn)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)原料的再次處理，由丁烯、丙烯或者乙烯發(fā)生反應(yīng)，生成丙烯等物質(zhì)。這種結(jié)合應(yīng)用的手法，可以使得烯烴轉(zhuǎn)化操作直接沿用MTO系統(tǒng)分離設(shè)備和回收設(shè)備的制冷系統(tǒng)、再生系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)冷量、催化劑以及分子篩的再次利用。

3 總結(jié)

綜上所述，通過分析MTO烯烴分離回收技術(shù)與烯烴轉(zhuǎn)化技術(shù)，可以掌握一種以甲醇為原料的新型低碳烯烴轉(zhuǎn)化技術(shù)，從而提高資源利用效率和烯烴生產(chǎn)合成效益。通過不斷突破技術(shù)應(yīng)用裝置和反應(yīng)的限制，可以減少生產(chǎn)投入、提高生產(chǎn)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳大偉.MTO烯烴分離回收技術(shù)與烯烴轉(zhuǎn)化技術(shù)[J].當(dāng)代化工研究，2016（02）.

[2] 王皓，王建國(guó).MTO烯烴分離回收技術(shù)與烯烴轉(zhuǎn)化技術(shù)[J].煤化工，2011（02）.

（作者單位：南京誠(chéng)志永清能源科技有限公司）