甲醇制丙烯工藝中煙道甲醇管束結焦問題分析及處理

伍利軍

摘 要：從生產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焦的原因。在以上認識的基礎上，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焦問題，實現(xiàn)了MTP裝置的長周期、滿負荷安全平穩(wěn)運行。

關鍵詞：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 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）24-0051-02

甲醇制烯烴技術是煤基烯烴產業(yè)鏈中的核心技術。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器中通過甲醇脫水制取低碳烯烴。根據目的產品的不同，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，工藝產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物。480℃的反應產物經煙道（熱量回收系統(tǒng)）通過副產中壓蒸汽和汽化進料甲醇回收熱量后，溫度降為190℃進入預急冷塔、急冷塔用急冷水洗滌，然后再進入烴壓縮機。

在裝置運行過程中，甲醇回收塔和煙道甲醇管束結焦，造成煙道出口溫度高的問題一直是困擾裝置長周期、滿負荷平穩(wěn)運行的瓶頸。煙道出口溫度高，導致預急冷塔、急冷塔系統(tǒng)負荷大，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)運行，對甲醇回收塔回收甲醇的汽化方式進行了優(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反應器出口480℃的反應氣體余熱進行回收，使煙道出口降至190℃，回收利用熱量，產生甲醇蒸汽和中壓蒸汽。煙道甲醇管束內部發(fā)生結焦后，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、滿負荷平穩(wěn)運行。而且，煙道系統(tǒng)是成套專利設備，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入甲醇汽包，在煙道吸熱汽化，作為DME反應器的進料。塔底的合格廢水送至廢水處理裝置。

2 煙道甲醇管束結焦原因分析

對于甲醇回收塔和煙道甲醇管束結焦問題主要分析有以下兩點原因：

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

（2）精餾系統(tǒng)萃取過程中，少量烴類物質攜帶至萃取水

中，通過萃取水進入甲醇回收塔。

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

對甲醇回收塔和煙道甲醇管束的結焦物質進行了分析化驗，結果顯示，甲醇回收塔和煙道甲醇管束的結焦物質成份基本相同。

3 甲醇汽化方式優(yōu)化

結合MTP裝置實際工況和運行過程中出現(xiàn)的煙道甲醇管束結焦問題，通過收集數據，分析論證，將甲醇回收塔回收的甲醇流程進行了優(yōu)化，此部分甲醇單獨蒸發(fā)后進入DME反應器，避免甲醇中攜帶的烴類物質與回收的甲醇直接進入煙道甲醇管束，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，裝置運行負荷增加。而且，隨運行時間增加，煙道出口溫度無明顯上升趨勢。

4 結束語

通過對甲醇回收塔回收甲醇的汽化方式進行優(yōu)化，避免了回收甲醇中攜帶的烴類物質進入煙道甲醇管束形成結焦物，解決了MTP工藝中煙道甲醇管束結焦，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，造成預急冷塔、急冷塔系統(tǒng)負荷大，導致裝置能耗增加的問題，還消除了裝置運行的安全隱患，實現(xiàn)了MTP裝置的長周期安全平穩(wěn)運行。

參考文獻：

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

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

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

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