DMTO装置运行中主要瓶颈问题分析

吴鹏超

摘要：DMTO是以煤或天然气替代石油做原料生产乙烯和丙烯的技术。乙烯、丙烯是当今世界最重要的化工产品，一直以来要消耗大量石油。用DMTO技术生产的乙烯和丙烯比石油为原料的更具有市场竞争力。DMTO工业化技术研发成功，对于减少我国石油进口、开辟我国烯烃产业新途径具有重要意义。同时也标志着我国甲醇加工能力将由万吨级装置一举跨越到百万吨级大型装置。

关键词：化学生产；煤化工；DMTO装置；运行问题；具体措施

引言

甲醇制取低碳烯烃（DMTO）工业化技术解决了煤制烯烃的技术瓶颈，是连接煤化工和石油化工的桥梁，为煤化工行业和煤制烯烃产业提供了有力的技术支撑。DMTO工业化技术可缓解我国石脑油资源的不足，使低碳烯烃生产原料多元化。在当今石油资源短缺的背景下，该技术对于实现我国石油替代战略，保证我国的能源安全具有十分重大的战略意义

1、工艺流程简介

DMTO装置主要分为DMTO单元和烯烃分离单元，本文主要介绍DMTO单元。

1.1反再系统

来自装置外的甲醇进入甲醇缓冲罐，经甲醇进料泵升压，经甲醇－蒸汽换热器、甲醇-反应气换热器、甲醇冷却器换热后进入反应器，在反应器内甲醇与来自再生器的高温再生催化剂直接接触，在催化剂表面迅速进行放热反应。反应气经旋风分离器除去所夹带的催化剂后引出，经甲醇-反应气换热器降温后送至后部急冷塔。

反应后积炭的待再生催化剂进入待生汽提器汽提，汽提后的待生催化剂经待生提升管向上进入再生器中部。在再生器内烧焦后，再生催化剂进入再生汽提器汽提。汽提后的再生催化剂送回反应器中部。再生后的烟气经再生器旋风分离器除去所夹带的催化剂后，经双动滑阀、蝶阀后进入余热锅炉，经烟囱排放大气。再生器内设有主风分布环，再生器烧焦所需的主风由主风机提供。主风经辅助燃烧室进入再生器，提供再生器烧焦用风。

1.2急冷、水洗系统

富含乙烯、丙烯的反应气进入急冷塔，自下而上经人字挡板与急冷塔塔顶急冷水逆流接触，急冷水自急冷塔塔底抽出，经急冷塔底泵升压、冷却后，一部分返回急冷塔，另一部分送至装置外。

急冷塔顶反应气进入水洗塔下部，水洗塔底冷却水抽出后经水洗塔底泵升压后分成两路，一路进入沉降罐，另一路经急冷水冷却器冷却后进入水洗塔，水洗塔顶反应气经气压机压缩后送至产品分离。

急冷水经沉降罐沉降后，经汽提塔进料泵升压后进入污水汽提塔，汽提后的塔底净化水经冷却后送出单元。

2、生产瓶颈及解决办法

2.1反应气进入急冷塔温度高

DMTO装置采用流化床反应器，反应气中携带的催化剂在油类物质的作用下，在甲醇-反应气换热器管程黏附，造成换热效率下降，进入反应器的温度升高，造成DMTO装置急冷塔和水洗塔的热负荷增加以及急冷塔下部塔盘结垢，且该换热器无法实现在线切出清洗工作。调研总结同类装置的运行经验，可通过提高反应器线速的方法，提高换热器的运行周期：开车1年运行单台甲醇-反应气换热器，然后进行切换运行，3年后双台并联运行；还可以向甲醇反应气换热器管程侧注入氢氧化钙粒料，除去附着在管程的催化剂，提高换热效率。

2.2 DMTO装置再生滑阀容易卡涩，造成催化剂中断

   根据同类装置的运行经验，会出现再生滑阀容易发生阀板磨穿，阀杆磨断，再生滑阀上部催化剂架桥等现象，是DMTO装置长周期运行的瓶颈。为解决此类事故的发生，可以对再生滑阀的阀板和阀杆表面镀硬质合金，避免阀板磨穿；停用再生滑阀阀杆的吹扫蒸汽，避免阀杆磨断；建立再生滑阀定期活动制度，避免再生滑阀上部催化剂架桥，造成催化剂输送中断。

2.3 DMTO装置急冷水悬浮物含量高，急冷塔堵塞快

DMTO装置急冷塔的塔盘形式多为人字挡板形式，结合同类装置急冷塔的运行情况分析，急冷塔容易堵塞位置为急冷塔底部 5 层人字塔盘，且同类装置急冷塔的运行周期平均为2年。针对DMTO装置急冷塔堵塞的原因进行分析：采用流化床反应器，催化剂的跑损造成了急冷塔的悬浮物高，造成急冷塔塔盘催化剂堵塞，急冷塔压差上涨；反应气进急冷塔温度高，造成反应气携带的催化剂在急冷塔底部烧结堵塞。

根据催化剂跑损的途径，可通过定期从反应气三级旋风分离器废催化剂罐卸剂，保证三级旋风分离器的分离效果；定期清理急冷水空冷器，将催化剂从急冷水系统中取出；加大急冷塔上返塔流量，冲洗急冷塔塔盘上的催化剂；通过每周定期向甲醇-反应气换热器注氢氧化钙颗粒，提高换热器的换热效果，将反应气进入急冷塔的温度有效降低，减少因温度过高而造成急冷塔塔盘催化剂的结垢；

加大急冷水外排量，置换急冷塔的急冷水，将急冷水系统中的催化剂拿出；试用新型催化剂，降低反应气进入急冷塔的催化剂含量；定期启动急冷塔底双泵运行，提高急冷水上返塔流量，冲洗急冷塔塔盘的催化剂；在急冷塔11-14层人字挡板处开孔，减缓急冷塔底部人字挡板堵塞的速率，延长急冷塔运行周期；定时从急冷水一级旋液分离器底部排污处排污，增加一级旋液分离器的分离效果。在悬液分离器后加装沸腾床过滤器，经沸腾床过滤后，可将急冷水中悬浮物含量有效降低至可接受范围，大大减少了现场换热器清洗的工作量。采取以上措施可降低急冷水中的悬浮物，提高急冷塔的运行周期：

2.4 DMTO装置水洗塔塔盘容易堵蜡，造成水洗塔压差上涨

   DMTO装置急水洗塔为多选用浮阀塔盘，由于反应气中会携带蜡，随着反应气经过急冷塔，再进入水洗塔，温度的逐渐下降，蜡的不断析出会造成塔盘堵塞，可采取加入水洗水阻垢分散剂；周期性加入柴油；观察塔压差的变化来改变上返塔水洗水流量，通过扰动的方式来带出塔板上的蜡等措施来降低急冷水中的悬浮物，提高急冷塔的运行周期：

2.5 DMTO装置污水汽提塔上部塔盘堵塞，不能长周期运行

DMTO装置污水汽提塔的长周期运行一直装置运行的难点，运行周期大多在1年左右，主要原因是污水汽提塔顶回炼浓缩水中的醛酮在塔盘上发生缩合反应，与催化剂包裹在一起造成污水汽提塔1-11层塔盘堵塞，污水汽提塔汽提效果下降，污水汽提塔压差上涨。可采用在保证净化水指标合格的情况下，通过“小底温、小回流”的操作方式，降低塔底再沸蒸汽量，从而降低污水汽提塔塔内温度，降低塔内醛酮含量；根据1-11层堵塞物质比较硬和黏，降低回流量，减少浓缩水与塔盘的接触；根据污水汽提1-52 层堵塞情况，将浮阀塔盘技改为筛板塔盘等措施来解决污水汽提塔长周期运行的瓶颈问题。

3、结束语

综上所述，随着对DMTO装置及DMTO-Ⅲ代技术的不断探索，针对影响DMTO装置长期平稳运行的这些问题，在同类装置中有一些已经基本解决，但还有一些问题，虽然有了相应的解决办法，但效果不是很理想，这就需要我们在工作中不断地积累学习，不断地去研究探索，尽快解决尚存的瓶颈问题。

参考文献：

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