DMTO裝置運(yùn)行負(fù)荷對(duì)雙烯收率及能耗的影響研究

王天翔

摘 要：隨著甲醇制烯烴工藝的發(fā)展，技術(shù)愈加成熟，對(duì)DMTO裝置的雙烯收率和能耗要求越來(lái)越高，控制最優(yōu)的運(yùn)行負(fù)荷尤為重要。文章主要根據(jù)陜西延長(zhǎng)石油延安能源化工有限責(zé)任公司DMTO裝置的實(shí)際運(yùn)行情況，闡述了在不同運(yùn)行負(fù)荷下DMTO裝置雙烯收率和能耗的變化情況，找出最佳的運(yùn)行負(fù)荷，為同類(lèi)裝置的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、節(jié)能降耗提供一定的指導(dǎo)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：DMTO裝置;雙烯收率;能耗;運(yùn)行負(fù)荷

中圖分類(lèi)號(hào)：TP18文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-1064（2021）08-00-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.08.005

某化工公司DMTO裝置采用中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、新興能源科技有限公司、中石化洛陽(yáng)工程有限公司共同開(kāi)發(fā)的DMTO專利工藝技術(shù);烯烴分離單元采用美國(guó)LUMMUS公司的烯烴分離技術(shù)，生產(chǎn)以聚合級(jí)乙烯和聚合級(jí)丙烯為主的烯烴產(chǎn)品，裝置設(shè)計(jì)運(yùn)行負(fù)荷為70%～110%。2020年受新冠疫情、低油價(jià)和煤價(jià)小幅上漲的影響，甲醇制烯烴效益被嚴(yán)重削弱，如何實(shí)現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益最大化，裝置能耗的精細(xì)化管理，顯得尤為重要。2020年1月至9月，該公司為控制全廠的物料平衡，DMTO裝置在64%～106%之間多次升降負(fù)荷，文章對(duì)升降負(fù)荷期間的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。

1 裝置運(yùn)行負(fù)荷對(duì)雙烯收率的影響

DMTO反應(yīng)中，影響雙烯收率（乙烯和丙烯收率）的主要因素有反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、空速、劑醇比和催化劑定碳[1]。延安能化DMTO裝置采用了中科催化（大連）新技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司的型號(hào)為DNL12C-VII-02的催化劑，此催化劑具有活性高、生焦率低的特點(diǎn)。在低負(fù)荷情況下，無(wú)法將催化劑的循環(huán)量降至合適的運(yùn)行區(qū)間，因此低負(fù)荷運(yùn)行情況下裝置的空速、劑醇比和催化劑定碳受到影響，從而影響了雙烯收率。在反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力不變的情況下，雙烯收率隨裝置運(yùn)行負(fù)荷的變化如圖1所示。

由圖1可知，運(yùn)行負(fù)荷在65%～75%之間時(shí)，雙烯收率較低，隨著裝置運(yùn)行負(fù)荷的增加，雙烯收率逐漸增加;在裝置負(fù)荷達(dá)到95%～106%負(fù)荷時(shí)，裝置收率達(dá)到最高，因此DMTO裝置高負(fù)荷情況下更有利于裝置雙烯收率的提高。

2 裝置運(yùn)行負(fù)荷對(duì)能耗的影響

DMTO裝置正常生產(chǎn)過(guò)程中所需的公輔物料，主要有生產(chǎn)水、除鹽水、9.8MPa高壓蒸汽、1.0MPa低壓蒸汽、0.5MPa低低壓蒸汽、工廠風(fēng)、低壓氮?dú)狻?/p>

根據(jù)DMTO裝置的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，計(jì)算出在不同運(yùn)行負(fù)荷條件下，每加工1噸精甲醇所消耗的水、汽、風(fēng)的變化，如表1所示。

2.1 裝置運(yùn)行負(fù)荷對(duì)新鮮水和除鹽水消耗量的影響

在我國(guó)，煤化工企業(yè)大部分分布在西北干旱地區(qū)，而煤化工行業(yè)又是一個(gè)典型的高水耗行業(yè)，無(wú)論是傳統(tǒng)煤化工企業(yè)還是煤制烯烴等新型煤化工企業(yè)，目前都面臨著高水耗問(wèn)題。高水耗問(wèn)題已經(jīng)成為制約我國(guó)煤化工行業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵因素之一[2]，因此，DMTO裝置必須嚴(yán)格控制水耗問(wèn)題。

根據(jù)表1的統(tǒng)計(jì)分析可知，隨著裝置負(fù)荷的提高，加工噸甲醇消耗的生產(chǎn)水和除鹽水量逐漸降低。如果以100.9%負(fù)荷為基準(zhǔn)，74%運(yùn)行負(fù)荷時(shí)生產(chǎn)水消耗量增加了89.3%，除鹽水消耗量增加了31.4%，因此DMTO裝置負(fù)荷越高，越有利于裝置水耗的控制。

2.2 裝置運(yùn)行負(fù)荷對(duì)蒸汽消耗量的影響

蒸汽是化工企業(yè)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的主要能源之一，降低蒸汽的消耗量對(duì)化工企業(yè)的節(jié)能降耗和降本增效起著十分重要的作用。因此，了解DMTO裝置在不同運(yùn)行負(fù)荷條件下的蒸汽消耗量，對(duì)于優(yōu)化企業(yè)能源管理意義重大。

根據(jù)圖2的分析趨勢(shì)可知，隨著裝置負(fù)荷的提高，加工噸甲醇消耗的9.8MPa高壓蒸汽和1.0MPa低壓蒸汽逐漸降低，裝置106%負(fù)荷運(yùn)行時(shí)這兩個(gè)等級(jí)的蒸汽消耗量降至最低。如果以100.9%負(fù)荷為基準(zhǔn)，74%運(yùn)行負(fù)荷時(shí)加工噸甲醇高壓蒸汽消耗量增加了38.5%，低壓蒸汽消耗量增加了31.7%。DMTO裝置中，低低壓蒸汽主要用于汽化液相甲醇和為烯烴分離單元換熱器提供熱源。根據(jù)圖2可知，裝置負(fù)荷在64%～81%時(shí)，加工噸甲醇低低壓蒸汽的消耗量較大;裝置負(fù)荷在90%～96%時(shí)，低低壓蒸汽的消耗量最低;裝置負(fù)荷在96%～106%之間時(shí)，隨著裝置負(fù)荷逐漸增加，加工噸甲醇低低壓蒸汽的消耗量也在增加。

2.3 裝置運(yùn)行負(fù)荷對(duì)氮?dú)夂凸S風(fēng)消耗量的影響

根據(jù)圖3的分析趨勢(shì)可知，隨著裝置負(fù)荷的提高，加工噸甲醇消耗的工廠風(fēng)和低壓氮?dú)饬恐饾u降低。裝置106%負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，這兩個(gè)等級(jí)的蒸汽消耗量降至最低。如果以100.9%負(fù)荷為基準(zhǔn)，74%運(yùn)行負(fù)荷時(shí)加工噸甲醇工廠風(fēng)消耗量增加了43.0%，低壓氮?dú)庀牧吭黾恿?8.5%。

3 結(jié)語(yǔ)

“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)”的運(yùn)行工況是化工企業(yè)一貫追求的目標(biāo)，但是在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中存在諸多不確定因素，因此生產(chǎn)負(fù)荷的波動(dòng)也屬于正常現(xiàn)象。文章旨在闡述不同運(yùn)行負(fù)荷下DMTO裝置雙烯收率和能耗的變化情況，以找出最佳的運(yùn)行負(fù)荷。從分析數(shù)據(jù)可知，DMTO裝置的較優(yōu)負(fù)荷運(yùn)行區(qū)間為95%～106%。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉中民等.甲醇制烯烴[M].北京：科學(xué)出版社，2015.

[2] 劉艷麗，劉戈.煤化工行業(yè)高水耗問(wèn)題分析與探討[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2016，4（44）：189-195.