MTP工艺流程及工艺优化

MTP工艺流程及工艺优化

郭松岩

大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司，内蒙古锡林郭勒盟 027300

摘要：甲醇制丙烯的MTP工艺是目前重要的化工技术。该技术以煤或天然气合成的甲醇为原料，生产低碳烯烃，是发展非石油资源生产丙烯产品的核心技术。装置原来存在带水较多后续系统波动，丙烯的浪费，C3分离塔T-60561塔底热源不足问题。后续增加了液烃除水聚结器S-60451减少了后续系统带水引起的波动问题，增加聚丙烯装置尾气压缩机尾气回收降低了丙烯单耗，增加C3分离塔T-60561塔底再沸器E-60561解决了C3分离塔T-60561塔底热源不足问题。

关键词：MTP装置；技改

引言：随着我国国民经济的发展，特别是现代化学工业的发展对低碳烯烃的需求日渐攀升，供需矛盾也将日益突出。近年来中国丙烯消费量年均增长率约为8.5%[1]，我国原油 进口量已占加工总量的一半左右，以乙烯、丙烯为原料的聚烯烃产品仍将维持相当高的进口比例。因此，发展非石油资源来制取低碳烯烃的技术日益引起人们的重视。丙烯是仅次于乙烯的重要有机化工基础原料之一[2]，甲醇制丙烯的MTP工艺是目前重要的化工技术。该技术以煤或天然气合成的甲醇为原料，生产低碳烯烃，是发展非石油资源生产乙烯、丙烯等产品的核心技术。本文主要针对MTP装置自原始投料开车至今，针对降低丙烯单耗所采取的一系列改造措施进行讨论及总结。

1.MTP装置工艺简介

本单元的任务是利用来自甲醇中间罐区的精甲醇经过DME反应器、MTP反应器进行反应，反应产物经两级急冷降温分离后，送压缩单元。压缩后的物流经分离，液烃送入氧化物萃取塔、液烃干燥器脱除含氧化物及水分后，送入精制单元。气烃经气烃干燥器脱除水分后送入精制单元。同时，来自精制单元的萃取水和气体分离单元的萃取水、急冷水送入甲醇回收塔回收甲醇。工艺流程如图1所示。

图1 MTP装置工艺流程图

在MTP工艺中，原料甲醇预热到260℃后进入固定床绝热式二甲醚（DME）反应器，采用高活性、高选择性的催化剂将75％甲醇转化为二甲醚和水。未反应的甲醇、水、二甲醚混合物料共同进入分凝器，气相受热到反应温度后，进入MTP反应器，液相作为温控介质经流量控制仪通过急冷喷嘴进入MTP反应器，在450～470℃、０.13～０.16MPa条件下反应。产物经冷却后进入分离工段，气相产物脱除水、CO2和二甲醚后，进一步精馏得到聚合级丙烯。副产物烯烃（乙烯、丁烯）返回系统再生产，作为歧化制备丙烯的原料，为避免惰性组分在回路中富集，轻组分燃料气排出系统，部分合成水也返回系统用来生产不可或缺的工艺用蒸汽。

2.MTP技术特点

采用稳定的分子筛催化剂和固定床反应器由甲醇生产丙烯，首先将甲醇转化为二甲醚和水，然后在三个MTP反应器（两个在线生产、一个在线再生）中进行转化为丙烯。采用改进ZSM-5催化剂，有较高的丙烯选择性。甲醇和DME的转化率均大于99%，对丙烯的收率则约为70%。产物中除丙烯外还有液化石油气、汽油和水。

3.MTP装置技改优化

3.1.技改方案及说明

（1）液烃除水聚结器S-60451

压缩四级分离罐液体由泵P-60441抽出经液烃，经过氧化物萃取塔T-60451再经过液烃干燥器D-60491进入脱丁烷塔进料加热器，加热至100℃后进入脱丁烷塔，由于带水量较大液烃干燥器D-60491除水效果不明显，导致后续系统带水量大波动，因此在氧化物萃取塔T-60451和液烃干燥器D-60491之间加S-60451液烃除水聚结器，见底后续系统带水量。

将变径段聚结器更换为聚结填料PY3.0（上下设置支撑格栅），板波纹结构可以提供较大的聚结面积，使得较大的液滴有规则的上浮，聚结。将变径处聚结填料高度（厚度）增加到1000mm，使得液滴能够有足够的时间，足够的聚结表面进行聚结沉降。塔顶部聚结器改为复合式聚结器，高度增加到1300mm，下方300mm高的破乳聚结填料，使得较小的乳化液滴能够在滤丝表面破乳，上部设置1000mm高聚结填料PY3.0，使得液滴在聚结板表面进行聚结，并继续沉降如图2所示

图2  S-60451液烃除水聚结器

此技改完成后，S-60451液烃除水聚结器脱水达到75%，大大降低了液烃干燥器D-60491的再生频率。降低脱乙烷塔进料中水含量，减少脱乙烷塔波动造成丙烯损失。

（2）聚丙烯装置尾气压缩机尾气回收

聚丙烯装置尾气压缩机尾气排放一直是一个大问题，尾气中主要成分丙烯，尾气的排放给公司造成了巨大的损失，也对环境造成了污染，这与政府和环保相关部门要把环保建设放在优先发展地位背道而驰。因此对聚丙烯装置的尾气回收，把聚丙烯尾气加过滤装置后，直接送到MTP装置预急冷塔T-60321顶部，100%回收了聚丙烯装置尾气压缩机处理不了的丙烯，从而降低了丙烯单耗。

（3）C3分离塔T-60561塔底再沸器E-60561

一直以来，烯烃中心MTP装置C3分离塔T-60561塔底再沸器E-60561存在热源不够， C3分离塔T-60561提温困难，塔釜丙烯损失超标，严重影响了丙烯收率及装置满负荷运行。通过新增加一台塔底再沸器T-60561，实现三台并联运行，将解决该公司MTP装置C3分离塔T-60561存在的问题。此项技改投资成本小、易于实现。实施后提高了C3分离塔T-60561的处理能力，实现再沸器E-60561切换运行和C3分离塔T-60561长周期满负荷运行，确保产品质量。

4结语

经过后续增加液烃除水聚结器S-60451减少了后续系统带水引起的波动问题，增加聚丙烯装置尾气压缩机尾气回收降低了丙烯单耗，增加C3分离塔T-60561塔底再沸器E-60561解决了C3分离塔T-60561塔底热源不足问题。装置运行已经平稳，后续系统不再波动，今后工作中边运行边优化，结合本装置的实际情况，对工艺进行适当改进，保证装置安稳长满优运行。

参考文献：

[1]周颖霏,钱伯章.中国石化产品市场现状和预测[J].化工科技市场.2010,33(5):1-6.

[2]陈乐怡.世界丙烯工业进展与展望[J].中外能源.2009,14(3):66-71.