陈家华
杭州市西湖区
摘要：甲醇制烯烃技术是煤制烯烃工艺路线的枢纽技术，实现了由煤炭或天然气经甲醇生产基本有机化工原料，目前，煤基甲醇制烯烃技术已经成熟，并实现了工业化生产。在我国煤制烯烃路线是对传统的以石油为原料制取烯烃的路线的重要补充，也是实现煤化工向石油化工延伸发展的有效途径，甲醇制烯烃技术在我国得到了快速发展和应用。甲醇制烯烃装置的急冷塔存在塔盘筛孔堵塞，中上部各段无法循环等问题，进行有效优化改造， 不仅可以解决实际生产的问题，而且可以促进行业技术创新与发展，实现经济效益和社会效益双提升。
关键词：甲醇制烯烃；急冷塔；催化剂；优化
引言：甲醇制烯烃工艺技术生产以乙烯、丙烯为主的低碳烯烃，同时具有低碳烯烃收率高、甲醇消耗低的特点，是近十年成熟起来的新型化工生产工艺。公司技术人员研究甲醇制烯烃装置急冷塔相关的优化改造，并通过实际的应用得到了一定的效果。
1 甲醇制烯烃装置概述
甲醇制烯烃(Methanol To Olefin， 缩写 MTO)是将甲醇作为原料经过催化转化为以乙烯、丙烯为主的工艺技术； 目前国内外主要有 SMTO、 DMTO 及 UOP公司设计的 MTO 技术工艺， 属于新兴的化工工艺路线，同时是煤制烯烃工艺路线的枢纽技术，实现了由煤炭或天然气经甲醇生产基本有机化工原料，以及对传统的以石油为原料制取烯烃的路线的重要补
充，是实现煤化工向石油化工延伸发展的有效途径等。
2 急冷塔主要的优化改造措施
2.1 急冷塔中上部塔盘的改造
甲醇制烯烃装置反应器中损坏的催化剂主要采用三级旋流器进行循环使用，但分离器具有一定的局限性，往往部分催化细粉会进入淬火塔和洗涤塔，造成塔板堵塞等反应气体进入淬火塔化学剂，虽然很小，但是如果积聚时间过长，没有有效的分离措施将这部分催化剂从淬火水系统中分离出来，化学物就会积聚起来。传统的解决方法是使用旋转流体分离器，在离心力和重力的双重作用下，将催化剂冲入冷水中分离。但在实际操作过程中，旋转液相分离器堵塞严重，分离效果不理想，急冷塔结构形式为筛板塔，筛板塔突出，结构简单，金属用量少，成本低，气压降低，板上液面低，生产能力和板效比均匀，塔高。主要缺点是操作弹性范围窄，小孔容易堵塞板材。近年来，大孔径筛板塔的研究和应用取得了一定的进展，液体横流方式，可以提高气速和生产能力，不易堵塞[7]。经过公司技术人员的讨论，决定将托盘孔径略微增大后，在设计院设计联系生产厂家进行生产制造，并利用维修期进行安装。由于托盘自身强度不足以及安装过程中存在一定缺陷，导致托盘上的分电器、法兰、螺栓在启动、停止过程中易发生螺栓松脱，影响托盘的强度和稳定性，为了严格控制安装过程，安装质量高。
2.2急冷塔废水外排流程优化
装置的急冷塔上中下部的循环泵入口过滤器因固体催化剂的堆积，会堵塞入口导致机泵的出口流量降低，严重了会造成泵汽蚀等造成设备损坏，需要定期进行拆出清理，过滤器抽出前需要将机泵出入口阀关闭，管线内的废水进行泄压排空。装置在初期机泵倒空时，是进行将废水经密排管线排至地罐，但地罐的容量较小，经常性的开停泵会造成地罐排水泵损坏；后面进行现场直排，因废水中含有固体催化剂和少量油污，现场排水造成地面污染较大，装置技术人员研究后，决定在机泵出入口管线底部增加排水管线及总管引至装置的 TK-1001 污水收集罐进行外送，及在入口过滤器的下方增加收集污水的地沟， 将收集的污水进行排至污水收集池，送至下游煤气化装置进行处理后回用急冷塔内下部增加新喷嘴。
2.3 急冷塔底部增加水浆过滤试验设备
原设计的急冷塔底部有喷嘴的工艺流程，采用该工艺对产品气相中携带的固体催化剂进行清洗和清除，分析数据表明，急冷塔底部固体含量偏低，中高部分固体含量偏高，产品气相中固体的实际操作化学物质没有被冲洗掉，被带到中上部，堵塞了筛网，不能满足设计要求。急冷塔的每段水的循环都是由机械泵输送，因为它是在水流中混合了大量的固体颗粒，所以当水以高速流过叶轮时，叶片会产生较大的弹性变形，一般叶片都是用金属合金制成的，这在长期使用中会造成金属疲劳。当磨损较轻时，叶片边缘会出现划痕和点蚀，当磨损较严重时，会出现波纹沟，从而使叶片表面材料变形脱落，当磨损严重时，会造成叶片穿孔，此时叶片完全损坏，造成泵不等，对运行和效益有较大的影响。喷雾效果不仅与喷雾密度、气速和气体停留时间有关，而且与喷嘴材质、寿命、喷雾角度、液体喷雾粒度等有关，经生产设备部门技术人员综合考虑，决定在原喷嘴顶部错置一组新喷嘴，新喷嘴与原喷嘴形式相同，设计用于提高洗涤效果，以更好地去除产品气相中的固体催化剂。该改造是经过长周期的操作和水在催化剂系统中的含量分析数据比较后完成的，可以验证喷嘴的增加起到了一定的作用，对急冷塔的优化使用有一定的影响。
结束语：
一般来说, 由于甲醇制烯烃反应对原料甲醇中的水含量指标不敏感, 为了降低成本, 如果是煤制烯烃装置, 均使用粗制甲醇, 会不可避免地带入甲醇合成反应过程中的副产物杂醇类物质, 对急冷塔的塔盘筛孔进一步造成堵塞，粗甲醇的使用也将是装置未来考虑研究的一个方向，目前的这些急冷塔优化措施也可以在同类型的装置中进行借鉴，也起到了促进甲醇制烯烃工艺技术的进步。
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