甲醇制丙烯工艺中烟道甲醇管束结焦问题分析及处理

伍利军

摘 要：从生产工艺的角度论述了甲醇制丙烯工艺中烟道的作用及烟道甲醇管束结焦的原因。在以上认识的基础上，通过优化甲醇回收塔回收甲醇的汽化方式，解决了烟道甲醇管束结焦问题，实现了MTP装置的长周期、满负荷安全平稳运行。

关键词：甲醇制丙烯；工艺优化；烟道；甲醇回收塔；甲醇

中图分类号：TQ221 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）24-0051-02

甲醇制烯烃技术是煤基烯烃产业链中的核心技术。甲醇制烯烃工艺流程为在合适的操作条件下，以甲醇为原料，采用适宜的催化剂，在固定床或流化床反应器中通过甲醇脱水制取低碳烯烃。根据目的产品的不同，甲醇制烯烃工艺分为甲醇制乙烯、丙烯工艺（MTO）和甲醇制丙烯工艺（MTP）[1-4]。

神华宁夏煤业集团的煤基甲醇制丙烯（MTP）装置采用的工艺是德国鲁奇公司的专有技术，工艺产物中除了烯烃和工艺水外，还含有环烷烃、石蜡、芳烃及轻馏分等副产物。480℃的反应产物经烟道（热量回收系统）通过副产中压蒸汽和汽化进料甲醇回收热量后，温度降为190℃进入预急冷塔、急冷塔用急冷水洗涤，然后再进入烃压缩机。

在装置运行过程中，甲醇回收塔和烟道甲醇管束结焦，造成烟道出口温度高的问题一直是困扰装置长周期、满负荷平稳运行的瓶颈。烟道出口温度高，导致预急冷塔、急冷塔系统负荷大，装置能耗增加，另外，还存在安全隐患。

为了解决上述问题、确保MTP装置的长周期安全平稳运行，对甲醇回收塔回收甲醇的汽化方式进行了优化，防止回收的甲醇中携带的少量烃类在烟道管束中发生结焦。

1 烟道及甲醇回收塔系统流程描述

如图1所示，烟道（余热回收系统）包括甲醇汽包、中压蒸汽汽包、第一甲醇蒸发器、中压蒸汽发生器、第二甲醇蒸发器，其主要作用是通过甲醇蒸发器和中压蒸汽发生器的管束将MTP反应器出口480℃的反应气体余热进行回收，使烟道出口降至190℃，回收利用热量，产生甲醇蒸汽和中压蒸汽。烟道甲醇管束内部发生结焦后，甲醇管束的换热效率降低，造成烟道出口温度升高，影响装置长周期、满负荷平稳运行。而且，烟道系统是成套专利设备，检修、清洗非常困难。

MTP装置甲醇回收塔的作用是回收急冷水和精馏系统萃取水中的甲醇，塔顶回收的甲醇与新鲜甲醇原料混合进入甲醇汽包，在烟道吸热汽化，作为DME反应器的进料。塔底的合格废水送至废水处理装置。

2 烟道甲醇管束结焦原因分析

对于甲醇回收塔和烟道甲醇管束结焦问题主要分析有以下两点原因：

（1）急冷水循环量大，急冷水在预急冷塔、急冷塔的停留時间短，油水分离不彻底，进入甲醇回收塔的急冷水中携带少量烃类物质。

（2）精馏系统萃取过程中，少量烃类物质携带至萃取水

中，通过萃取水进入甲醇回收塔。

随装置运行时间增加，通过进料携带至甲醇回收塔的少量烃类物质不断在甲醇回收塔、烟道甲醇管束中累积，在高温条件下发生了聚合、碳化，形成了结焦物。

对甲醇回收塔和烟道甲醇管束的结焦物质进行了分析化验，结果显示，甲醇回收塔和烟道甲醇管束的结焦物质成份基本相同。

3 甲醇汽化方式优化

结合MTP装置实际工况和运行过程中出现的烟道甲醇管束结焦问题，通过收集数据，分析论证，将甲醇回收塔回收的甲醇流程进行了优化，此部分甲醇单独蒸发后进入DME反应器，避免甲醇中携带的烃类物质与回收的甲醇直接进入烟道甲醇管束，不断在烟道甲醇管束中累积，并在高温条件下发生聚合、碳化，形成结焦物。

如图2所示，甲醇回收塔回收甲醇的汽化方式优化后，烟道出口温度较之前下降明显，装置运行负荷增加。而且，随运行时间增加，烟道出口温度无明显上升趋势。

4 结束语

通过对甲醇回收塔回收甲醇的汽化方式进行优化，避免了回收甲醇中携带的烃类物质进入烟道甲醇管束形成结焦物，解决了MTP工艺中烟道甲醇管束结焦，烟道出口温度持续升高的问题。同时，消除了烟道出口温度高，造成预急冷塔、急冷塔系统负荷大，导致装置能耗增加的问题，还消除了装置运行的安全隐患，实现了MTP装置的长周期安全平稳运行。

参考文献：

[1]崔飞，张璐璐，李建青，等.改性HZSM-5催化剂用于MTP反应的研究[J].天然气化工（C1化学与化工），2008，（4）：13-16.

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