MTO装置
MTO烯烃分离装置操作规程
脱除酸性气后的产品气从T1402塔顶出来进入产品气压缩机的三段吸入罐V1404，冷凝的烃、水在LC-2118控制下返回到二段吸入罐V1402。三段吸入罐V1404的气相进入C1401三段进行压缩,经过C1401三段压缩后的产品气去往三段后冷器E1403，用冷却水进行冷却。在C1401三段压缩出口设有压力控制阀PV-2171，当三段出口压力高时通过PC-2171把产品气排入热火炬系统。另外三段的出口设有最低流量控制器FC-2112，当C1401三段的出口流量低于最小流量设定值时，FC-2112自动将三段后冷器E1403出口的部分产品气循环返回到碱洗塔进料加热器E1404的入口，保证足够的气体进入三段吸入以避免压缩机的三段喘振。
因为在压缩机三段排出罐V1405中，水能够与烃类物质分离开，水通过界位控制LC-2120进入三段吸入罐V1404，所以在正常情况下，在聚结器V1406中是没有水被分离液位控制LC-2118返回压缩机二段吸入罐V1402。在水洗塔T1401中，液态烃与水分开，通过液位控制LC-2107进入V1402。V1402中的液相水送到MTO装置的污水汽提塔的沉降罐。
MTO操作规程
DCS主电源和紧急备用电源同时故障中 断处理程序
仪表控制系统操作规程
X
DCS系统概述
主要仪表控制回路说明
装置联锁逻辑控制说明
安全生产及环境保护
X
化工装置安全知识
物质安全数据表（MSDS）
污染物排放数据表
装置防冻防凝
可燃/自燃介质泄露事故处预案
晃电或停电事故处理预案
火灾事故处理预案
爆炸事故处理预案
9 10 11 12 13 14 第九部分 1 2
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急冷水旋液分离器操作
水洗水过滤器操作
外取热器操作
内取热器操作要点
余热锅炉操作要点
CO焚烧炉操作要点
开工加热炉操作
故障处理程序
X
停冷却水处理程序
停蒸汽处理程序
停氮气处理程序
停仪表风处理程序
停工厂风处理程序
停电处理程序
停甲醇进料处理程序
主风机组停运处理程序
体系，其转化产物和转化效果强烈地依赖催化剂。
在酸性催化剂作用下，甲醇转化为烃类依然是非常复杂的反应，其中包含了甲醇转化为二
甲醚的反应，和催化剂表面的甲氧基团进一步形成 C-C 键的反应和一系列形成烯烃的反应。
到目前为止，甲醇转化为二甲醚的反应已经得到证实，但甲醇或二甲醚进一步转化形成第
一个 C-C 键的形成机理仍不十分清楚。
产品，年开工时数为 8000 小时。
1.2 工艺原理
1.2.1 DMTO 工艺的反应机理
很多催化剂均可以催化甲醇转化，不同的催化剂所给出的甲醇转化产物差别巨大。如很多
金属均可以催化甲醇分解为合成气；在碱性或部分金属催化剂上甲醇可以脱氢转化为甲醛；
MTO装置静止设备安装方案培训资料
MTO装置静止设备安装方案培训资料1. 背景介绍本文档是为了对MTO装置静止设备的安装方案进行培训，提供相关资料和指导。
MTO装置是一种重要的化工装置，通过将甲醇和天然气变换为苯乙烯和丙烯等单体，为塑料、合成纤维和橡胶等行业提供原料。
2. 安装方案概述MTO装置静止设备的安装是保证装置正常运行的重要环节。
本章节将介绍安装方案的整体概述，包括安装过程、安装流程和安装的注意事项等。
2.1 安装过程安装过程包括以下几个步骤： 1. 设备准备：检查设备材质和尺寸，准备安装所需工具和设备。
2. 安装前准备：对安装场地进行检查，并对安装区域进行标记。
3. 安装设备：按照工艺图纸和安装图纸进行设备的安装。
4. 连接管道：根据管道连接图纸，对设备进行管道连接和焊接。
5. 安装配套设备：安装附属设备，如泵站、控制台等。
6. 联调测试：进行设备的联调测试和检查。
7. 安装调试：对设备进行调试和优化，确保设备正常运行。
2.2 安装流程安装流程根据上述安装过程，可以分为以下几个步骤： 1. 设备准备和场地检查。
2. 定位和标记安装区域。
3. 按照图纸布局进行设备安装。
4. 连接管道和进行焊接。
5. 安装附属设备。
6. 进行设备联调测试和检查。
7. 进行设备调试和优化。
2.3 安装注意事项在进行MTO装置静止设备的安装时，需要注意以下几点： 1. 安全第一：在任何时间都要确保安全，严格按照相关安全操作规范进行作业。
2. 检查设备：在安装之前，要对设备的材质、尺寸进行检查，确保符合要求。
3. 资质要求：参与安装的人员需要具备相关的技术资质和经验。
4. 原材料保护：在安装过程中，要注意保护设备和管道内的原材料，避免受到污染。
5. 转运设备：对于大型设备的安装，需要采取适当的转运措施，确保安全和完整性。
3. 安装方案详细说明本章节将详细介绍MTO装置静止设备的安装方案，包括各个设备的安装步骤、注意事项和安装图纸的使用方法等。
MTO装置详细介绍
MTO装置MTO装置包括甲醇制烯烃单元和轻烯烃回收单元，现分别叙述如下:（1）甲醇制烯烃单元来自原料罐的甲醇经预热后，进入甲醇进料闪蒸罐，从进料闪蒸罐出来的甲醇蒸汽首先用中压蒸汽进一步加热，使之变为过热甲醇蒸汽，然后进入MTO反应器进行反应。
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，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，经换热器降温后，送至急冷塔。
从急冷塔顶部出来的气体混合物进入产品分离器，气体混合物中的大部分产品水被冷凝下来进入产品分离器底部。
从产品分离器顶部出来的烯烃产品被送到烯烃分离单元，进行压缩、分馏和提纯。
产品分离器底部流出的产品水直接进入水汽提塔，在水汽提塔中，产品水中的一些轻组分被汽提出来，这些从水汽提塔顶部出来的轻组分经过中间冷凝器与甲醇原料进行换热后返回到产品分离器中。
产品水从水汽提塔底部出来。
水汽提塔底部出来的产品水首先在进料换热器中与甲醇原料进行换热，然后再用冷却水将其冷却至环境温度送出界区外。
MTO反应器采用流化床形式设计。
MTO反应是一个放热反应，原料甲醇进入反应器底部时，反应就开始发生。
反应器温度用反应器催化剂冷却器来控制，催化剂冷却器移出的反应热量用以产生高压蒸汽。
焦炭是MTO反应的副产物，它附着在催化剂颗粒表面导致催化剂活性降低或失活，因此，催化剂必须通过再生以恢复活性。
催化剂再生为一连续过程。
分离出来的失活催化剂通过失活催化剂输送系统进入催化剂再生器，反应后积炭的待生催化剂在再生器内烧焦后返回反应器。
再生后的烟气经旋风分离器除去所夹带的催化剂后，送入再生器顶部烟囱排入大气。
催化剂再生是放热反应，其燃烧热通过在再生器催化剂冷却器移出，移出的燃烧热用以产生蒸汽。
（2）轻烯烃回收单元从MTO单元来的反应产物为气相。
烯烃单元的主要功能是通过对气相反应产物进行压缩、冷凝、分离和提纯从而得到有价值的轻烯烃(主要是乙烯和丙烯)。
工艺流程简述如下：从MTO单元来的气体反应产物以接近常温常压的状态进入烯烃分离单元的MTO产品压缩机。
MTO装置简介
该项目中烯烃分离（MTO装置）包括二部分，一是烯烃分离单元：为生产合格乙烯、丙烯等其他副产品所需生产设施和相关辅助设施，由压缩区、冷区、热区、制冷区、杂质脱除区、MTO装置变电所及机柜间，以及界区内(ISBL)辅助系统：冷却水、蒸汽和凝液、工业风和仪表风、氮气、化学品注入、给排水、蒸汽及采暖、燃料气、火炬排放、给排水及消防、紧急电源、废油和废水收集、在线分析、有毒有害、易燃易爆气体检测、火灾报警、装置区通讯、照明、装置区道路、绿化、DCS和SIS控制系统，MTO联合装置变电室、机柜间建筑物、公用设施：管廊、电仪桥架、道路、地管、消防、照明、通讯等。
二是烯烃罐区：乙烯、丙烯、混合碳四、碳五、丁烯-1、异戊烷、含甲醇废水储罐，所需生产设施（储罐、机泵等）和相关辅助设施，以及界区内（ISBL）辅助系统：冷却水、蒸汽和凝液、仪表风、氮气、给排水、拌热保温、火炬排放、给排水及消防、废油和废水收集、有毒有害、易燃易爆气体检测、火灾报警、电气、DCS和SIS系统，装置区通讯、照明、道路、绿化等。
MTO装置静止设备安装方案
一、编制根据:康乃尔化学工业股份有限企业60万吨/年甲醇制烯烃项目一期30万吨/年甲醇制烯烃项目, MTO装置部分设备基础已施工完毕达成设备安装条件, 设备已陆续到货。
根据已到旳设备和设备清单目录制此施工方案用以确保MTO装置静止设备顺利安装, 编制此方案旳根据为：1.施工图纸及设计文件2、本工程执行旳原则规范:(1)、《固定式压力容器安全技术监察规程》 TSGR004-2023；(2)、《石油化工建设工程项目施工过程技术文件要求》SH/T3543-2023；(3)、《压力容器》GB150—2023；(4)、《石油化工静设备安装工程施工技术规程》SH/T3542-2023；(5)、《石油化工建设工程施工安全技术规范》 GB50484-2023；(6)、《石油化工换热设备施工及验收规范》 SH/T3532-2023；(7)、《石油化工静设备安装工程施工质量验收规范》GB50461-2023；(8)、《石油化工建设工程项目交工技术文件要求》 SH/T3503-2023。
二、工程概况在施工过程中因为部分设备体积较大, 安装位置较为突出与土建、钢构造施工交叉作业较多。
为了确保大型设备旳安装就位, 在土建与钢构造安装到一定旳阶段需要提前安装设备。
如烯烃分离单元中油吸收塔（T-4004)安装于框架30702-7内, 需设备安装就位后钢构造安装。
烯烃裂解单元中OCP混合器进料换热器（E-6006)位于框架30703-8旳 6.0m层平台上, 钢构造安装至14.0m层, 待设备就位后钢构造安装；OPC反应器（R-6002A/B)位于框架6.0m 层, 钢构造施工时10.0m层次梁需要预留；框架30703-8待循环塔就位后安装。
反应及烯烃浓缩单元中反应器催化剂冷却器就位于框架30701-1旳17.35m 层, 待MTO反应器吊装完毕后, 安装4`5轴线C.D跨5~27.2m铰接主梁；预留安装4`5轴线 C.D跨21.5~27.2m层内旳次梁；再生器催化剂冷却器（E-2023A/B)预留5~6轴线27.2m层铰接部分钢梁及次梁。
MTO装置碱洗系统优化操作
自主研发、自主设计的工业化甲醇转化制取烯烃示
产品气经反再装置粗分后进入产品气压缩机，
范装置。装置于 ２０１０年 ８月 １５日开工建设，２０１１ 通过三段压缩，从底部进入氧化物水洗塔，在氧化物
年 ８月 １０日完成工程中交，１０月 ９日投料开车，１０ 水洗塔内和洗涤水充分接触，产品气中的氧化物随
月 １０日产出合格产品，实现装置安全环保一次开车 洗涤水返回反再装置氧化物汽提塔。氧化物水洗塔
①２０１２年 检 修 期 间，加 大 降 液 管 直 径，将 强 碱 段降液管由 ＤＮ４０改为 ＤＮ１００，提升强碱段至中碱 段的流通量。②２０１４年检修期间，将浮阀塔盘上的 浮阀开启后固定，同时隔行拆除塔盘 １／３浮阀。③ ２０１５年，更换大冲程黄油抑制剂泵。④２０２０年大检 修期间，新增 Ｃ－３００４Ｎ塔（２＃氧化物水洗塔），增加 一段水洗，提高水洗效率，降低产品气中夹带的氧化 物。通过以上技改，塔内流通得到了较大改善。 ５．４ 工艺处理措施 ５．４．１ 优化开车步骤
成功，创 国 内 同 类 石 化 装 置 建 设、开 工 最 好 水 平。 为双层填料塔，水洗水由精制水和氧化物汽提塔底
２０１２年 ７月对装置进行标定，２０１４年 １月 １０日装 部水组成，从水洗塔上部注入。
置通过中国石化竣工验收。装置包括甲醇转化、能
从氧化物水洗塔顶部出来的产品气经产品气加
MTO工艺简述
(一)、MTO装置工艺流程简述MTO装置由甲醇制烯烃单元、烯烃分离单元组成，其中甲醇制烯烃单元包括反应再生系统，取热系统，急冷、汽提系统；烯烃分离单元包括进料气压缩、酸性气体脱除和废碱液处理系统，进料气体和凝液干燥系统，气体再生部分，脱丙烷系统，脱甲烷系统，脱乙烷系统、乙炔加氢，乙烯精馏塔，丙烯精馏塔，脱丁烷塔，丙烯制冷系统。
（1）甲醇制烯烃1）进料汽化和产品急冷区进料汽化和产品急冷区由甲醇进料缓冲罐，进料闪蒸罐，洗涤水汽提塔，急冷塔，产品分离塔和产品/水汽提塔组成。
来自于罐区的甲醇经过与汽提后的水换热，在中间冷凝器中部汽化后进入进料闪蒸罐，然后进入汽化器汽化，并用蒸汽过热后送入MTO反应器。
反应器出口物料经冷却后送入急冷塔。
闪蒸罐底部少量含水物料进入氧化物汽提塔中。
一些残留的甲醇被汽提返回到进料闪蒸罐。
急冷塔用水直接冷却反应后物料，同时也除去反应产物中的杂质。
水是MTO 反应的产物之一，甲醇进料中的大部分氧转化为水。
MTO反应产物中会含有极少量的醋酸，冷凝后回流到急冷塔。
为了中和这些酸，在回流中注入少量的碱（氢氧化钠）。
为了控制回流中的固体含量，由急冷塔底抽出废水，送到界区外的水处理装置。
急冷塔顶的气相送入产品分离器中。
产品分离器顶部的烯烃产品送入烯烃回收单元，进行压缩，分馏和净化。
自产品分离器底部出来的物料送入水汽提塔，残留的轻烃被汽提出来，在中间冷凝器中与新鲜进料换热后回到产品分离器。
汽提后底部的净产品水与进料甲醇换热冷却到环境温度，被送到界区外再利用或处理。
洗涤水汽提塔底主要是纯水，送到轻烯烃回收单元以回收MTO生成气中未反应的甲醇。
水和回收的甲醇返回到氧化物汽提塔，在这里甲醇和一些被吸收的轻质物被汽提，送入进料闪蒸罐。
气体后的水返回氧化物汽提塔。
2）流化催化反应和再生区MTO的反应器是快速流化床型的催化裂化设计。
反应实际在反应器下部发生，此部分由进料分布器，催化剂流化床和出口提升器组成。
MTO装置危险因素分析(20140602)
MTO装置危险因素分析MTO装置所使用的原料为甲醇，辅助原料为氢氧化钠、CO助燃剂、MTO催化剂、消泡剂、磷酸三钠等，送出装置的物料有产品混合气、C4液相重烃、烧焦烟气、废催化剂颗粒、含油废水等，这些物料多数都是易燃、易爆、有毒有害物质。
同时装置运行需要蒸汽、氮气、循环水、电力、燃料气等公用工程消耗，因此火灾、爆炸、中毒、窒息、化学灼伤、腐蚀、粉尘、噪声污染、机械及高空坠落、高温烫伤是本装置的主要危险因素。
一、火灾、爆炸、中毒危害甲醇原料、产品混合气、C4液相重烃产品的泄露会引发火灾、爆炸、人员中毒等危害，直燃式空气加热炉和开工加热炉点火及运行期间燃料气泄漏和置换不完全会引发火灾、爆炸等危害。
相关防范措施主要有：（1）、采用露天或敞开框架布置，除机泵外，工艺装置大多露天布置，框架敞开，以便通风，避免死角，保证有毒和易燃、易爆物质迅速稀释和扩散。
（2）、装置内的设备、管道、建构筑物之间保持一定防火间距。
有火灾爆炸危险场所的建构筑物的结构形式以及选用材料符合防火防爆要求。
建构筑物的耐火等级、疏散通道、安全距离等均按有关规范执行。
（3）、在有毒气体或可燃气体可能泄漏的场所，根据规范设置有毒气体、可燃气体检测，随时检测操作环境中有害气体的浓度，并在控制室设置气体报警系统盘，同时将信号引入DCS系统，以便采取必要的处理措施。
（4）、室外操作人员加强装置巡检，室内操作人员加强数据记录，及时监控装置运行情况，发现泄漏及时上报处理。
（5）、装置消防措施落实到位，定期检查，保证消防设备随时可用。
二、窒息危害MTO装置氮气用量较大，正常运行时主要用于再生催化剂汽提，装置开停车期间用于装置内空气置换，同时现场分析小屋使用氮气作为色谱仪载气，使用钢瓶储存。
这些地方氮气泄漏时容易造成氮气窒息危害。
相关防范措施主要有：（1）、采用露天或敞开框架布置，以便通风，避免死角，保证泄漏氮气迅速稀释和扩散。
（2）、装置在开停车期间，有人员作业的受限空间要严格进行氧含量分析，器外人员加强监护。
MTO工艺简述
(一)、MTO装置工艺流程简述MTO装置由甲醇制烯烃单元、烯烃分离单元组成，其中甲醇制烯烃单元包括反应再生系统，取热系统，急冷、汽提系统；烯烃分离单元包括进料气压缩、酸性气体脱除和废碱液处理系统，进料气体和凝液干燥系统，气体再生部分，脱丙烷系统，脱甲烷系统，脱乙烷系统、乙炔加氢，乙烯精馏塔，丙烯精馏塔，脱丁烷塔，丙烯制冷系统。
（1）甲醇制烯烃1）进料汽化和产品急冷区进料汽化和产品急冷区由甲醇进料缓冲罐，进料闪蒸罐，洗涤水汽提塔，急冷塔，产品分离塔和产品/水汽提塔组成。
来自于罐区的甲醇经过与汽提后的水换热，在中间冷凝器中部汽化后进入进料闪蒸罐，然后进入汽化器汽化，并用蒸汽过热后送入MTO反应器。
反应器出口物料经冷却后送入急冷塔。
闪蒸罐底部少量含水物料进入氧化物汽提塔中。
一些残留的甲醇被汽提返回到进料闪蒸罐。
急冷塔用水直接冷却反应后物料，同时也除去反应产物中的杂质。
水是MTO反应的产物之一，甲醇进料中的大部分氧转化为水。
MTO反应产物中会含有极少量的醋酸，冷凝后回流到急冷塔。
为了中和这些酸，在回流中注入少量的碱（氢氧化钠）。
为了控制回流中的固体含量，由急冷塔底抽出废水，送到界区外的水处理装置。
急冷塔顶的气相送入产品分离器中。
产品分离器顶部的烯烃产品送入烯烃回收单元，进行压缩，分馏和净化。
自产品分离器底部出来的物料送入水汽提塔，残留的轻烃被汽提出来，在中间冷凝器中与新鲜进料换热后回到产品分离器。
汽提后底部的净产品水与进料甲醇换热冷却到环境温度，被送到界区外再利用或处理。
洗涤水汽提塔底主要是纯水，送到轻烯烃回收单元以回收MTO生成气中未反应的甲醇。
水和回收的甲醇返回到氧化物汽提塔，在这里甲醇和一些被吸收的轻质物被汽提，送入进料闪蒸罐。
气体后的水返回氧化物汽提塔。
2）流化催化反应和再生区MTO的反应器是快速流化床型的催化裂化设计。
反应实际在反应器下部发生，此部分由进料分布器，催化剂流化床和出口提升器组成。
MTO装置水洗塔长周期运行的影响因素及处理措施
MTO装置水洗塔长周期运行的影响因素及处理措施MTO装置在生产运行过程中，反应产物中微量的重组分会在水洗水低温区冷凝，形成蜡状物附着在水洗塔塔盘和水系统换热器及管线内，导致水洗塔差压升高、水洗系统换热器效率下降，从而影响了水洗塔长周期平稳运行。
本文依托实际生产，分析了各项影响因素，提出了实际操作中解决该问题的措施和方法。
标签：水洗水；堵塞；MTO采用循环流化床的MTO工业装置包括甲醇进料气化和反应、催化剂再生和循环、反应产物冷却和脱水三大部分。
反应产物冷却和脱水系统是集热量回收利用、反应水凝结、脱除催化剂细粉及反应产物处理于一体，一般包括急冷塔系统、水洗塔系统和反应水汽提系统。
本文主要介绍装置长周期运行程中，水洗塔系统存在的问题和相应的处理措施。
1 MTO装置水洗水流程介绍产品气自急冷塔顶进入水洗塔下部，与上部返塔水洗水逆流接触进行传质传热，将产品气洗涤冷却至40℃后送往分离装置进行压缩。
水洗塔内设有18层浮阀塔盘，塔底设有隔油设施。
温度约100℃、流量约2800t/h的水洗水自水洗塔底抽出，送至下游分离装置丙烯精馏塔底重沸器作热源，换热后返回MTO装置，随后经水洗水干式空冷器冷却至55℃，最后分为两路，一路进入水洗塔中部第11层塔盘，另一路冷却至37℃，进入水洗塔上部第18层塔盘。
由塔底隔油设施分离出的少量“汽油”经水洗塔底汽油泵抽出后送至V107罐沉降分离。
产品气中冷凝出的水由水洗水泵出口管线分出，经污水汽提系统回收未完全反应的甲醇、二甲醚等物质后外排。
2 影响因素分析在MTO反应过程中生成的微量重质烃以及原料甲醇中攜带的长链烃会随产品气进入水洗塔，这些微量重组分在70℃左右时会冷凝成蜡状物附着在系统内。
此外水洗塔中还有微量急冷塔未洗涤完全的催化剂细粉残留，这些细粉会被水洗水带到水洗塔塔盘、水系统换热器及系统管线上沉积。
在装置满负荷长周期运行过程中，会对系统产生以下影响：2.1 水洗塔差压波动反应生成的重质烃及原料中携带的长链烃主要在水洗塔低温区的中上部塔盘上沉积；而催化剂细粉和部分重组分会形成油泥在下部塔盘沉积。
MTO装置烯烃分离工艺课程
MTO装置烯烃分离工艺课程1. 引言MTO（Methanol to Olefins）是一种将甲醇转化为烯烃的新型工艺，具有很大的潜力和广阔的应用前景。
MTO装置中的烯烃分离工艺是实现高纯度烯烃产品的重要环节。
本文档将介绍MTO装置中的烯烃分离工艺，包括工艺流程、设备配置以及关键操作参数等内容。
2. 工艺流程MTO装置烯烃分离工艺的基本流程如下：1.进料净化：首先，将原料甲醇经过净化处理，包括脱除杂质和水分等。
经过净化的甲醇进入下一步处理。
2.转化反应：在反应器中，经过适当的催化剂催化，甲醇发生变化，生成一系列烯烃化合物。
反应器中的温度、压力和催化剂的种类等参数会对反应产物的种类和产率产生重要影响。
3.分离步骤：烯烃与多孔分子筛分离剂相接触，通过吸附和解吸等过程将原油中的烯烃和杂质分离开来。
分离剂选择和操作条件对分离效果有重要影响。
4.产品收集：通过各种分离设备，将分离得到的纯度较高的烯烃产品收集起来。
产品的收集方式和设备配置因工艺规模的不同而有所差异。
3. 设备配置MTO装置中的烯烃分离工艺所涉及的设备包括以下几种：1.吸附塔：用于吸附和解吸过程，将烯烃从多孔分子筛分离剂上吸附和解吸，实现烯烃的分离。
2.脱附塔：用于从分离剂中脱附烯烃，将烯烃回收，同时再生分离剂以供下一周期使用。
3.冷凝器：用于将分离出的烯烃产品冷凝成液体，方便收集和储存。
4.分离设备：用于将收集到的液体烯烃产品与其他杂质进行分离，以获得高纯度的烯烃产品。
4. 关键操作参数MTO装置烯烃分离工艺中的关键操作参数包括：1.温度：反应器温度对反应产物分布和产率有重要影响。
较高的温度有助于增加烯烃的产率，但也会增加副反应的发生。
2.压力：反应器中的压力会影响反应平衡，进而影响烯烃的选择性和产率。
适宜的压力有助于提高烯烃产品的制取效果。
3.分离剂选择：不同的分离剂对烯烃和杂质的亲和性不同，会影响分离效果。
选择合适的分离剂是确保烯烃分离效果的关键。
MTO装置急冷水系统问题分析与处理
ＭＴＯ装置急冷水系统问题分析与处理鲁㊀豫(中国石化中原石油化工有限责任公司ꎬ河南濮阳㊀４５７０００)摘㊀要:针对甲醇制烯烃(Ｓ－ＭＴＯ)工业化生产过程中急冷水系统长周期运行所面临的急冷塔洗涤效率低㊁急冷水用户换热能力不足㊁外排净化水油含量高等问题ꎬ改造了急冷塔内件ꎬ新增分离塔顶循环水脱烃项目ꎬ优化反再系统两器操作ꎮ并提出持续改进意见ꎬ为同行业解决此类问题提供了方法和思路ꎮ关键词:Ｓ－ＭＴＯꎻ煤制烯烃ꎻ急冷塔ꎻ压差高ꎻ甲基苯ꎻ固含量中图分类号:ＴＱ０５０.７㊀㊀㊀文献标识码:Ｂ㊀㊀㊀文章编号:１００３－３４６７(２０２０)０９－００４３－０３㊀㊀中原石化ＭＴＯ装置设计能力为６０万ｔ/ａ(以甲醇进料计)ꎬ目标产物为聚合级乙烯１０.６１万ｔ/ａꎬ聚合级丙烯９.９４万ｔ/ａꎮ该项目采用中国石化自主研发Ｓ－ＭＴＯ技术(文献)ꎬ工艺由上海石油化工研究院(ＳＲＩＰＴ)㊁中国石化工程建设公司(ＳＥＩ)和北京燕山石化公司联合开发ꎬ其中轻烯烃回收部分由中国石化工程建设公司开发ꎮ整个开车过程比较平稳ꎬ没有发生大量催化剂跑损㊁物料泄漏和环境污染等事故ꎬ实现了投料开车安全㊁平稳㊁一次成功ꎮ但是ＭＴＯ的急冷水系统在工业化长周期运行时暴露出了很多问题ꎬ尤其是急冷水换热器Ｅ－５００２㊁Ｅ－５００５㊁Ｅ－２１０９频繁清洗㊁分离塔压差升高等问题给ＭＴＯ装置高负荷长周期运行造成了严重困扰ꎮ１㊀Ｓ－ＭＴＯ装置急冷塔与分离塔工艺简介ＭＴＯ装置急冷塔(Ｃ－２１０１)用于产品气冷却㊁洗涤产品气中催化剂ꎬ也洗去一部分酸性气体ꎮ分离塔(Ｃ－２１０２)用于继续冷却ꎬ回收余热ꎬ中和ｐＨ值ꎬ将产品气中的氧化物㊁水分离出来ꎮ在ＳＥＩ原设计中急冷塔内含６层人字塔盘ꎬ分离塔自下而上内含１４层浮阀塔盘ꎬ富含未回收的催化剂粉及乙烯㊁丙烯等产品气进入急冷塔底部ꎬ经过内设的６层人字挡板ꎬ与急冷塔顶两段冷却水逆流接触ꎬ降低反应气的温度ꎬ洗涤产品气中携带的催化剂粉末ꎮ经过急冷后的反应产品气送至分离塔底部ꎬ与三段循环急冷水逆流接触ꎬ含有氧化物的产品气自下而上被冷却洗涤ꎮ塔的中段回流和下段回流中注入少量的碱液(１０％氢氧化钠)ꎬ对产品气进行碱洗ꎬ除去其中的酸性气体ꎬ最终得到气相混合物ꎬ由塔顶经控制阀(ＨＶ－２１０１)去压缩分离系统ꎮ为了充分利用余热ꎬ分离塔底急冷水送至分离工段进行回收余热ꎮ２㊀急冷水系统存在问题２.１㊀急冷水用户换热效率逐渐降低ＭＴＯ装置急冷水系统长时间运行后ꎬ急冷水所流经的用户Ｅ－５００２㊁Ｅ－５００５换热效率明显降低ꎬ用于急冷水冷却的空冷器㊁循环水换热器效率都降低ꎬ需花费大量人力与物力进行清洗ꎬ也导致装置高负荷情况下ꎬ分离塔顶温高超出设计指标ꎬ进而造成烯烃分离压缩机一段进口温度高ꎬ影响装置稳定运行ꎮ２.２㊀分离塔压差逐渐上升随着催化剂堵塞塔盘ꎬ分离塔压差逐步升高ꎬ开车后第二年ꎬ此类情况更加严重ꎬ经常造成分离塔液泛ꎬ反应器压力升高ꎬ无法维持高负荷生产ꎮ液泛还会造成产品气夹带大量水蒸气进入产品气压缩机一段吸入罐ꎬ处理不及时会造成压缩机吸入罐高液位联锁跳车ꎮ２.３㊀外排污水含油量与ＣＯＤ增加长周期运行情况下ꎬ由分离塔急冷水带入产品水汽提塔的含油化合物逐渐增加ꎬ造成产品水汽提塔处理负荷大ꎬ导致ＭＴＯ工艺外排污水中ＣＯＤ和油含量偏高ꎬ无法处理的含油化合物被净化水外排带入下流装置污水处理厂ꎬ降低了污水处理厂微生㊀㊀收稿日期:２０２０－０５－１０㊀㊀作者简介:鲁豫(１９９０－)ꎬ男ꎬ工程师ꎬ从事化工生产技术工作ꎬ电话:189****9900ꎮ ３４第９期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀鲁豫:ＭＴＯ装置急冷水系统问题分析与处理物活性ꎬ严重影响公司环保指标ꎮ３㊀急冷水系统问题及原因分析３.１㊀急冷塔洗涤效果差ꎬ催化剂夹带至分离塔系统通过对急冷塔底水浆固含量分析ꎬ原设计６层人字挡板洗涤效果不能达到设计ꎮ急冷塔洗涤效果差造成大量催化剂夹带进入分离塔ꎬ检修时对分离塔塔板检查ꎬ发现分离塔盘和塔壁附着大量的催化剂粉末ꎬ这些催化剂粉末主要集中在分离塔下侧１~４层塔盘上ꎬ堵塞分离塔浮阀ꎬ造成分离塔压差升高ꎮ由此判定造成分离塔压差升高的原因是急冷塔洗涤效果不好ꎮ３.２㊀换热器附着物在日常急冷水系统中换热器进行抽芯清洗及水力清洗时ꎬ发现换热器管程堵塞物为黄色蜡状物及黑色粉末ꎬ这些物质造成换热器管束堵塞ꎬ急冷水流量降低ꎬ传热能力下降ꎮ对堵塞物进行取样分析ꎬ发现附着在换热器表面的油脂物质含有较高比例的多甲基苯ꎬ剩余的黑色固体粉为跑损的催化剂ꎬ可以得出分析造成换热器堵塞的原因是催化剂与多甲基苯和泥结蜡ꎮ４㊀急冷水系统处理措施及其效果４.１㊀改造急冷塔内件ꎬ提高急冷塔洗涤效率中原石化ＭＴＯ装置分别于２０１４年㊁２０１５年㊁２０１８年进行三次大检修ꎬ对急冷水系统内急冷塔和分离塔内件进行技术改造ꎮ２０１４年改造如下:①急冷塔内件由６层人字挡板改为规整填料ꎻ②分离塔１~４层塔板由浮阀改为固蛇形塔板ꎮ装置于２０１４年５月开车ꎬ反应器甲醇进料量ＦＶ－１１０３维持在７８~８０ｔ/ｈꎮ装置经过改造运行了５个月后ꎬ分离塔压差已由开车时的２４ｋＰａ上涨至３０ｋＰａꎻＥ－５００２平均运行１０天清洗一次ꎬＥ－５００５平均平均运行１２~１５天清洗一次ꎮ可以看出ꎬ急冷水系统中分离塔压差及换热器堵塞问题依然严重ꎬ改造未达到预期目标ꎮ２０１５年１０月再次改造如下:①急冷塔本体增高５ｍꎬ由之前的９.４ｍ(切线)增高至１４.４ｍ(切线)ꎮ②急冷塔顶部增加旋流板除沫器ꎮ③现有２.４ｍ高㊁比表面积１０ｍ２/ｍ３塔内件ꎬ改为(从下至上依次排列):３ｍ高６层人字挡板ꎬ板间距６００ｍｍꎻ在６层人字挡板上方加设１.８ｍ垂直格栅填料ꎬ比表面积４７.２ｍ２/ｍ３ꎻ格栅填料上方再加２ｍ规整填料ꎮ④急冷塔由原设计一段回流水洗(水洗量４００ｔ/ｈ)改为两段回流水洗(一段在格栅填料上方ꎬ设计水洗量１９０ｔ/ｈꎻ一段在人字挡板上方ꎬ设计水洗量３３０ｔ/ｈ)ꎮ改造效果:①通过数据计算发现急冷塔在装置运行初期洗涤效率能达到７５％左右ꎬ但随着装置运行周期延长ꎬ洗涤效率下降到６０％左右ꎮ②Ｅ－５００２㊁Ｅ－５００５运行时间未出现明显延长ꎬ在２０１７年Ｅ－５００２共清洗９０次ꎬＥ－５００５清洗共３５次ꎮ可以看出ꎬ急冷水系统中分离塔压差未曾升高ꎬ但换热器堵塞问题依然严重ꎬ改造未达到预期目标ꎮ２０１８年５月再次改造:①取消现有６块 ５－６ 阵型人字挡板㊁３.８ｍ高效洗涤格栅ꎬ上返塔分布器及抗堵塞液体分布器ꎬ以及中返塔分布管ꎮ②从下往上ꎬ更换为６层 ２－３ 型人字挡板㊁４层穿流塔板㊁顶循环返塔分布器及１４个９０ʎ空心锥耐磨喷嘴ꎮ改造结果:２０１８年８月１７日ꎬ装置检修完成后投料开车ꎬ因ＭＴＯ装置经济效益持续下降ꎬ于１１月４日停车ꎮ为确保数据真实可靠ꎬ选取９月１日至１０月３１日两个月的数据作为本次技术改造的标定数据ꎮ通过收集数据表明ꎬ急冷塔自２０１８年检修后水洗效率较２０１７年前大幅提高ꎬ洗涤效率达到了考核要求ꎬ但洗涤效率出现了下降的趋势ꎬ如表１所示ꎮ表１㊀急冷塔水洗系统数据日期进料负荷ｔ/ｈ水浆固含量ｍｇ/Ｌ外排水流量ｔ/ｈ日洗涤催化剂量ｋｇ日跑损催化剂量ｋｇ急冷塔水洗效率％２０１３年８１.６１３２２１１.５３６５５３０６８.８６２０１４年８４.４７８４.７１２２２６３９６５７２０１５年８２３９５.８１８１７１３９６４３２０１５年１１月 ２０１６年４月７５７６０１５２７３.６３９７６８.９２０１８年９月６７.４６６８.５１５２３７.１８２５８９５.４２０１８年１０月６２.２５４５.８１５２２８.８９２４５.５９５４４ 河南化工ＨＥＮＡＮＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０２０年㊀第３７卷㊀㊀计算方法:①日洗涤催化剂(ｋｇ)＝急冷塔外排水(ｋｇ/ｈ)ˑ２４(ｈ)ˑ水浆固(ｍｇ/Ｌ)/１００００００ꎻ②日跑损催化剂(ｋｇ)＝催化剂检尺数据(ｋｇ)ˑ３.８/４.８(反应器跑损量:再生器跑损量＝３.８ʒ１)ꎻ③急冷塔水洗效率(％)＝日洗涤催化剂(ｋｇ)/日跑损催化剂(ｋｇ)ˑ１００％ꎻ通过统计Ｅ－５００２从２０１８年８月１７日 １１月４日装置停车ꎬ连续运行７８天未清洗ꎻＥ－５００５从８月２１日到１１月４日装置停车ꎬ连续运行７４天未清洗ꎬ换热器清洗周期达到协议要求ꎮ２０１９年２月ＭＴＯ装置再次开车至８月ꎬ再次收集数据显示ꎬＥ－５００５水力清洗６次ꎬＥ－５００２抽芯清洗两次ꎬ大量减少了换热器清洗次数ꎬ延长了使用周期ꎮ分离塔压差自２０１９年开车至８月一直维持在１０ｋＰａ左右ꎬ未曾发现有上升趋势ꎬ分离塔操作平稳ꎬ装置可高负荷运行ꎮ４.２㊀新增分离塔顶循环水脱烃装置ꎬ降低水中油含量ＭＴＯ装置２０１８年检修期间新增分离塔顶脱烃装置:分离塔顶部回流自８层集液槽抽出管线上引出一股水自流至顶循环水脱烃罐Ｄ－２１０４ꎬ在注入溶剂的情况下ꎬ依靠重力沉降进行油水分离ꎬ分离出的油定期从Ｄ－２１０４撇油口位置导出装桶ꎮ从Ｄ－２１０４底部分出的水通过顶循环水脱烃罐底泵Ｐ－２１１５泵加压分成两股送出ꎬ一股与顶回流泵Ｐ－２１０４送出水混合后进入Ｅ－２１０９降温后返塔ꎻ另一股与Ｐ－２１０４至Ｃ－２１０４(氧化物汽提塔)的水混合后经ＦＶ－２１１０去Ｃ－２１０４(氧化物汽提塔)ꎮ另设置了溶剂注入系统ＰＡ－２１０３ꎬ从Ｄ－２１０４分离出的溶剂从撇油口自流进入溶剂注入系统ꎬ溶剂经溶剂注入泵加压送至Ｐ－２１０４入口ꎬ再循环至Ｄ－２１０４分出ꎬ循环使用ꎬ溶剂注入操作为间歇操作ꎬ定期补入新鲜溶剂ꎮ在Ｄ－２１０４分离和挥发出的少量气相组分ꎬ同分离塔顶部送出的产品气混合后经ＨＶ－２１０１进入产品气压缩机一段吸入罐ꎮ该项目避免分离塔顶循环回流温度低于６５ħ时多甲基苯在分离塔顶循环回流冷却器(Ｅ－２１０９)中结晶堵塞换热器ꎬ引起两器和产品气压缩机(Ｋ－３００１)工艺波动ꎬ又降低了外排污水中ＣＯＤ与油含量ꎮ４.３㊀优化反再系统两器操作ꎬ减少催化剂跑损因催化剂跑损源头在反再系统两器ꎬ只有减少两器催化剂的跑损ꎬ才能从根源降低急冷水中固含量ꎬ提高换热效率ꎮ影响ＭＴＯ装置两器催化剂跑损的主要因素有:两器压力㊁料位㊁甲醇进料负荷的大幅波动㊁各级旋风分离器的效率㊁两器内部翼阀的完好性㊁催化剂线速等ꎮ目前车间通过稳定两器压力ꎬ根据装置负荷调整快速床料位ꎬ调整两器线速在规定范围内ꎬ检修期间核对翼阀角度等措施控制两器跑损量ꎬ在设计范围内减少急冷塔洗涤负荷ꎮ５㊀持续改进意见５.１㊀加大水浆外排量ꎬ改造水浆过滤器为降低急冷塔水中催化剂含量ꎬ可加大水浆外排量将其中催化剂带出ꎬ但急冷塔内件改造后ꎬ虽提高了水浆中固含量ꎬ但后续设备水浆过滤器运行能力达不到ꎬ出现频繁堵塞ꎬ需经常抽芯清洗ꎬ增加了工作量和检修费用ꎮ车间借鉴同类装置经验ꎬ将水浆反冲洗介质由蒸汽改为氮气ꎬ延长了水浆过滤器运行时间ꎬ但相比改造前ꎬ清洗次数还是较多ꎬ车间计划在２０２０年大检修时对其再次技改ꎮ５.２㊀急冷塔系统尝试注入新型萃取剂同类型企业将之前二甲苯洗涤法进行改善ꎬ以多元醇代替二甲苯ꎬ具有更好的分散效果ꎮ加上其它阻垢组分ꎬ在换热器管束和塔盘上形成隔离层ꎬ使催化剂粉末不宜沉积ꎮ这种分散剂不仅性价比高ꎬ而且性能还高于二甲苯的应用效果ꎬ急冷系统注入分散剂后对外排ＣＯＤ影响不大ꎬ不会影响外排水环保指标ꎮ可在同样技术装置上进行推广应用ꎬ公司可尝试注入ꎮ６㊀结语针对急冷水系统中出现的分离塔压差升高及换热器堵塞等问题ꎬ经拆检及详细分析后认为ꎬ其根本原因是:反应产生的多甲基苯在低温下与跑损的催化剂混合附着在塔盘及换热器管束ꎬ造成塔压差开高及换热器换热效率下降ꎮ针对堵塞原因及多甲基苯形成机理ꎬ通过急冷塔内件改造增加水浆固含量㊁新增分离塔顶脱烃系统除去重油等一系列优化措施后ꎬ急冷水系统工况恢复正常ꎬ确保了系统的长周期㊁稳定运行ꎮ并提出后续改进措施ꎬ为下一步长周期运行提供参考方向ꎮ５４第９期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀鲁豫:ＭＴＯ装置急冷水系统问题分析与处理。
MTO反再系统设备培训
初的研究是基于二甲醚制烯烃，后来技术改进从甲醇开始，而从甲醇
开始的过程也包含甲醇转化为二甲醚，二甲醚转化烯烃的过程，故引 用double的意思；由于大连化物所地处大连，大部分人认为这个D是大
连的意思。
一、装置概述
MTO装置共计设备253台套，其中静设备148台，动设备90台，成套 设备4套，起重设备6台，炉类设备5台。 1、主要静设备包括：反应器-再生器系统设备、塔类设备、冷换类 设备及容器类。
二、反再系统设备-反应器和再生器
（五）催化剂汽提器 反应器下部设置催化剂蒸汽汽提设施，对待生 催化剂进行汽提力求减少待生催化剂携带的反应气
体量。
再生催化剂携带至反应器内的烟气量会对后部 产品分离带来许多不利影响。设计中在再生器下部
设置再生催化剂蒸汽汽提设施，对再生催化剂进行
汽提，力求减少再生催化剂携带的再生烟气量。 本装置采用LPEC多段格栅汽提技术并进行特
参数
最高工作温度：550℃ 最高工作压力0.2MPa 最高工作温度：720℃ 最高工作压力0.2MPa 最高工作温度：550℃ 工作压力0.11MPa 最高工作温度：700℃ 工作压力0.105MPa
介质
甲醇、油气、催化剂 油气/催剂 反应气/催化剂 烟气/催化剂
二、反应器和再生器
（一）反应器、再生器皆是关键设备，体积 大，结构复杂，设计温度较高，局部气速高，磨 损较严重。 1） 反应器设备外壳采用245R，内衬隔热耐磨衬 里材料，进料部分内件采用1Cr5Mo和 15CrMoR， 稀相旋分系统内件采用S32168 (06Cr18Ni11Ti)； •2） 再生器外壳采用245R，内衬隔热耐磨衬里 材料，内件采用S30409 (07Cr19Ni10)0Cr18Ni9；
MTO装置详细介绍
MTO装置MTO装置包括甲醇制烯烃单元和轻烯烃回收单元，现分别叙述如下:（1）甲醇制烯烃单元来自原料罐的甲醇经预热后，进入甲醇进料闪蒸罐，从进料闪蒸罐出来的甲醇蒸汽首先用中压蒸汽进一步加热，使之变为过热甲醇蒸汽，然后进入MTO反应器进行反应。
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，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，经换热器降温后，送至急冷塔。
从急冷塔顶部出来的气体混合物进入产品分离器，气体混合物中的大部分产品水被冷凝下来进入产品分离器底部。
从产品分离器顶部出来的烯烃产品被送到烯烃分离单元，进行压缩、分馏和提纯。
产品分离器底部流出的产品水直接进入水汽提塔，在水汽提塔中，产品水中的一些轻组分被汽提出来，这些从水汽提塔顶部出来的轻组分经过中间冷凝器与甲醇原料进行换热后返回到产品分离器中。
产品水从水汽提塔底部出来。
水汽提塔底部出来的产品水首先在进料换热器中与甲醇原料进行换热，然后再用冷却水将其冷却至环境温度送出界区外。
MTO反应器采用流化床形式设计。
MTO反应是一个放热反应，原料甲醇进入反应器底部时，反应就开始发生。
反应器温度用反应器催化剂冷却器来控制，催化剂冷却器移出的反应热量用以产生高压蒸汽。
焦炭是MTO反应的副产物，它附着在催化剂颗粒表面导致催化剂活性降低或失活，因此，催化剂必须通过再生以恢复活性。
催化剂再生为一连续过程。
分离出来的失活催化剂通过失活催化剂输送系统进入催化剂再生器，反应后积炭的待生催化剂在再生器内烧焦后返回反应器。
再生后的烟气经旋风分离器除去所夹带的催化剂后，送入再生器顶部烟囱排入大气。
催化剂再生是放热反应，其燃烧热通过在再生器催化剂冷却器移出，移出的燃烧热用以产生蒸汽。
（2）轻烯烃回收单元从MTO单元来的反应产物为气相。
烯烃单元的主要功能是通过对气相反应产物进行压缩、冷凝、分离和提纯从而得到有价值的轻烯烃(主要是乙烯和丙烯)。
工艺流程简述如下：从MTO单元来的气体反应产物以接近常温常压的状态进入烯烃分离单元的MTO产品压缩机。
我国已建成7套MTO生产装置
国内外消息我国已建成７套ＭＴＯ生产装置日前，宁夏宝丰能源集团有限公司１．８Ｍｔ／ａ甲醇制烯烃（ＭＴＯ）装置投料试车一次成功，成功产出合格的聚乙烯和聚丙烯。
从２０１０年８月至今，我国投入运行的工业化大型ＭＴＯ装置已达７套，煤制聚乙烯和煤制聚丙烯产能将分别占到１２％、１８％的市场份额。
这标志着我国具有自主知识产权的ＭＴＯ技术已成熟，产业化规模远远走在世界前列。
宝丰ＭＴＯ项目总投资１４１．５亿元，总体设计及甲醇装置由天辰院设计，ＭＴＯ装置由洛阳院设计，聚乙烯和聚丙烯由ＳＥＩ设计，其中ＭＴＯ采用的是中科院大连化物所的ＤＭ ＴＯ工艺。
本项目利用宝丰能源循环工业基地一、二期焦炉废气，甲醇弛放气进行资源综合利用，通过干粉煤加压气化补碳生产粗甲醇中间产品。
甲醇制烯烃采用ＤＭＴＯ技术，生产规模为０．６Ｍｔ／ａ聚烯烃，其中主产品为０．３Ｍｔ／ａ聚乙烯、０．３Ｍｔ／ａ聚丙烯，副产品为硫磺和混合Ｃ４、Ｃ５等。
宝丰煤制烯烃项目非常注重国内自有专利产品技术的应用，其中烯烃分离单元中使用的除氧剂、阻聚剂、抑制剂等化学助剂全部实现了国产化，打破了以往国内ＭＴＯ装置开工时采用进口化学助剂的惯例，不仅节约生产成本，而且为我国自主成套ＭＴＯ技术奠定了基础。
我国乙二醇银催化剂国际领先由北京化工研究院燕山分院研制的高选择性ＹＳ－８８１０银催化剂已在上海石化２号ＥＯ／ＥＧ（环氧乙烷／乙二醇）装置上使用，选择性保持在８８％以上，催化剂选择性、汽包温度等指标达到了世界先进水平，催化剂活性和乙二醇产品质量达到国际领先水平。
目前，国内ＥＯ／ＥＧ生产装置超过３０套，并呈现大型化趋势。
在ＹＳ－８８１０银催化剂开发出来之前，这些装置所用的高选择性银催化剂全部依赖进口，价格昂贵。
为了打破国外垄断，北化院燕山分院早在１９９７年就开始研制高选择性银催化剂，通过多年研究，催化剂的选择性虽然达到了８８％，但因为催化剂寿命问题，始终无法工业应用。
２０１６年我国苯乙烯产能增幅为５％虽然２０１４年苯乙烯装置整体盈利情况较去年大幅缩水，但据安迅思跟踪，目前仍有不少前期通过审批的苯乙烯新项目处于建设中。
MTO装置在低负荷运行情况下的再生系统优化
MTO装置在低负荷运行情况下的再生系统优化某单位煤制烯烃项目2011年1月进入商业化运行，是世界首套工业化MTO 装置，目前MTO装置能在相对较高的负荷下长期、稳定、安全的运行。
但在装置进行低负荷（为设计负荷的60-70%）运行期间，出现了再生器密相温度低，稀相及后路系统容易超温的现象，以及再生器一、二级旋风分离器的线速易处于临界线速。
为了防止在低负荷下再生器密相温度过低、稀相及后路超温和催化剂的跑损，对再生器进行优化改造。
标签：MTO装置;优化改造;超温;负荷1 MTO装置发展及概述甲醇制烯烃技术对中国有十分重大的意义，我国石油的消费很大，国内的石油资源不足，严重影响着国家能源的发展，并威胁着国家的能源安全。
单靠进口原油无法满足我国对烯烃的供给。
但我国煤炭资源比较丰富，通过不断的研究和努力，从而实现的甲醇制烯烃的技术。
这不但减少对石油的依赖，而且对国家的经济发展有很大的促进意义。
某单位的MTO装置是采用中国科学院大连化学物理研究所、陕西新兴煤化工科技有限公司和中国石化集团洛阳石油化工工程公司共同开发的工艺技术，在陕西华县万吨的试验装置进行的放大，最终建成世界首套的大型煤化工装置，并在2010年8月8日一次性开车成功。
MTO设计的处理量为180万t/a原料甲醇，生成60万t/a烯烃和副产大量的水。
MTO装置有反再系统、水系统、热工系统等三大部分组成。
反再系统主要包括反应器、再生器、外取热器、甲醇进料预热系统和主风机组成。
甲醇以气相的形式进入流化床反应器，在催化剂的作用下转化成富含烯烃的产品气，产品气被送到下游装置进行分离处理，失去活性的催化剂送至再生器，在主风的接触下进行再生（不完全再生），恢复活性的催化剂又进入反应器，一直循环流化。
水系统由急冷塔、水洗塔、沉降罐、污水汽提塔和一些冷换设备组成。
急冷塔的主要作用是对产品气进行脱过热和洗涤大量的催化剂。
水洗塔是将产品气冷却降温至40℃左右。
污水汽提塔的作用是将急冷、水洗水中的少量甲醇、二甲醚等有机物进行回收。
浅谈MTO装置水洗-急冷塔平面布置及管道设计
第46卷第11期2018年6月广 州 化 工Guangzhou Chemical Industry Vol.46No.11 Jun.2018 浅谈MTO装置水洗-急冷塔平面布置及管道设计郑伟杰(中石化洛阳工程有限公司,河南 洛阳 471003)摘 要:MTO装置是近年来新发展的生产烯烃方法㊂MTO装置分为几大部分,水洗-急冷塔属于急冷水洗部分㊂水洗-急冷塔是保证MTO装置能否正常运转的设备之一㊂结合MTO装置水洗-急冷塔的配管设计,介绍了塔器管道设计的原则和要求,阐述了MTO装置中水洗-急冷塔管道设计方案和大型支吊架的布置情况㊂文章还对水洗-急冷塔管道设计中应注意的一些问题进行了探讨㊂关键词:MTO;水洗-急冷塔;管道设计;支吊架 中图分类号:TQ545 文献标志码:T文章编号:1001-9677(2018)11-0089-03 Discussion on Layout and Pipeline Design of Water ScrubbingTower in MTO DeviceZHENG Wei-jie(Sinopec Luoyang Petrochemical Engineering Corporation,Luoyang Henan471003,China)Abstract:MTO device is methanol to olefins,which is a new development of production of olefins in recent years. The device is divided into a few parts.Water scrubbing tower belongs to the quick cold water washing part.Water scrubbing tower is one of the equipment to make sure the normal operation of MTO device.Piping design of water scrubbing tower and the arrangement of suspension and support were discussed.Some problems that should be paid attention to in the design of the water washing-quench tower pipeline were also discussed.Key words:MTO;water scrubbing tower;pipeline design;suspension and support乙烯㊁丙烯等低碳烯烃是现代石化工业中重要的基础原料,制取乙烯㊁丙烯的传统路线是通过石脑油裂解生产,但此路线受制于石油资源有限㊁国际油价飙升等诸多因素㊂MTO法是由合成气经过甲醇转化为烯烃的工艺,由于其原料能从煤炭制得,因此,利用我国具有相对优势的煤资源部分替代石油资源来制取有机化工基础原料能够在一定程度上缓解国内石油供需紧张的局面,具有良好的经济效益[1]㊂1 相关的MTO工艺简介1.1 MTO反应机理MTO反应过程可以分为3步:在分子筛表面生成甲氧基,生成第一个C-C键和生成C3及C4㊂MTO反应过程中,甲醇脱掉一分子水生成二甲醚,甲醇/二甲醚迅速形成平衡混合物[2],甲醇/二甲醚与SAPO-34分子筛上酸性位作用生成甲氧基,甲氧基中一个C-H质子化生成C-H+,与甲醇分子中-OH作用形成氢键,然后生成乙氧基,进而生成第一个C-C键,C-C键到C3,C4来源于分子筛上的被吸附物㊂SAPO-34分子筛催化MTO反应时,产物分布较简单,以C2~C4特别是乙烯㊁丙烯为主,几乎没有C5以上的产物[3]㊂1.2 急冷-水洗塔部分流程简述反应气经三级旋风分离器除去所夹带的催化剂后引出,经甲醇-反应气换热器换热后送至急冷塔㊂富含乙烯㊁丙烯的反应气进入急冷塔下部,反应气自下而上与急冷塔顶冷却水逆流接触,洗涤反应气中携带的少量催化剂,同时降低反应气的温度㊂经过急冷后的反应气经急冷塔顶进入水洗塔下部,反应气自下而上与水洗水逆流接触以降低反应气的温度,水洗塔顶反应气正常工况下送至烯烃分离单元气压机入口[4]㊂2 急冷-水洗塔平面布置图1 水洗-急冷部分平面布置图Fig.1 The layout of water washing-quench part90 广 州 化 工2018年6月水洗-急冷塔是MTO 装置中最大的塔,两塔重叠布置,急冷塔在下,水洗塔在上,进出塔体管线管径大,载荷重,返塔及抽出管线之间跨线多,水洗-急冷塔与水洗水冷却器,一二级旋液分离器及甲醇-反应器换热器均有连接管线,连接管线最大公称直径为DN2600,为了尽可能缩短管道距离,节省投资,大口径反应气管道应尽量短,且要满足工艺要求,压降尽量小,因此将水洗-急冷塔布置在水洗急冷构架和反应构架之间,水洗急冷部分平面布置如图1所示㊂3 塔体管道设计3.1 塔体管线工艺介质及管道选材某MTO 装置中水洗-急冷塔主要作用为降低反应气的温度,工艺介质为反应气㊂反应气进入急冷塔,管道设计温度壁温300℃,设计压力0.36MPa,反应气自水洗塔顶出口管道设计条件为设计温度60℃,设计压力0.23MPa㊂合理的选材是保证装置长周期㊁安全平稳运行的前提条件,中煤MTO 装置水洗-急冷塔反应气进口管道公称直径为DN2600,根据管道设计条件,管道材料选择Q245R 加衬里,管线壁厚18mm,反应气出口管道公称直径为DN900,根据管道设计条件,管道材料选择Q245R,壁厚12mm㊂3.2 管道在塔体上的开口方位的确定MTO 装置中急冷-水洗塔为垂直重叠安装的两个塔,塔体管道开口多,管径大,塔盘形式复杂,进料分布管及抽出口结构多样,其中急冷塔内部构件为人字挡板[5],塔底由内部隔板分隔为两部分,分别有各自的液相抽出及返回口㊁蒸汽入口和液位㊁温度㊁压力测量口㊂在考虑这些管道的开口方位时,首先要保证各管道接口严格按照工艺要求布置,然后按照管道走向及应力的要求调整与其相关的其他设备的位置㊂例如,在确定一二级旋液分离器的位置之后,根据旋液返塔口的位置调整塔体内隔板的方位,然后对塔底的两个抽出口方位进行调整㊂为了使管道的走向整齐美观且增加柔性,还需要调整管廊下急冷水泵和急冷塔底泵的位置㊂3.3 塔体管线的管道设计MTO 装置中反应气在急冷塔内由急冷水冷却后,通过急冷塔顶DN2000管道进入水洗塔下部㊂为在减少管道长度的前提下最大限度的增加管道柔性,并考虑到管道与塔体之间热胀位移的差异,如图2所示,采取了将该管道由两塔之间过渡段引出至塔外再返回上部水洗塔的方案,以在垂直面内达到自然补偿器的效果,并在垂直管道部分选用了导向支架,以增加管系的稳定性㊂图2 急冷塔反应气出口管线布置图Fig.2 Layout of gas outlet pipeline of quench tower水洗塔顶反应气出口管线,管道内的介质为气相,管径较大,管道应可能短,且应按 步步低”的要求布置,不得出现袋形管,并应具有一定的柔性,并在适当位置设导向支架[6]㊂3.4 敷塔管道特殊支架的设计MTO 装置中水洗-急冷塔敷塔管道大多为较长的管道,且与水洗急冷构架上的设备相连,由于此种敷塔管道会随着水洗-急冷塔热胀而产生位移,在进入构架上后的首个支承点处有向上的垂直位移,因此,如图3-3所示,从水洗-急冷塔高处进入构架的管线第一个支承点处的支架PS-01应选用弹簧支架㊂设置管道支架成为该塔管道设计是否正确合理的一个制约因素㊂图3 水洗塔水洗水入口管段布置图Fig.3 The layout of import pipeline在人工计算和选择此处的弹簧支吊架时,首先要确定在支吊点处管道的热胀量,其热胀量按公式(1)计算㊂Δt =U㊃αt ㊃ΔT =Ue t (1)式中:Δt 管系的热胀量,cmΔT 管系的温升,℃αt 线膨胀系数,由20℃至t ℃的每m 温升1℃的平均线膨胀量,cm /m㊃℃U 管系两端点的直线距离e t 单位线膨胀量,由20℃至t ℃的每m 热膨胀量,cm /m其中特殊温度的线膨胀系数αt 由差值法计算得出㊂如图3所示,以水洗塔水洗水入口管线为例,计算此管线在构架处的热位移时应从急冷塔算起,急冷塔进料分布复杂,导致塔并不是线性膨胀,因此以反应气进料口N1为分界将塔分为两部分分别计算热胀量得出的结果更为准确,塔底温度t 1近似等于塔底急冷水抽出口N5管线内介质温度,塔顶温度t 3近似等于塔顶反应气出口N2管线内介质温度㊂同理,水洗塔以水洗水入口N3和反应气入口N4为界将水洗塔分段计算出热胀量更为准确,需要注意的是,计算管线热胀量时,应从此管线的第一个承重支架PS-02处算起,而不是管嘴N3处㊂在计算弹簧支吊架载荷时需计算出管道㊁隔热结构㊁管内介质的重量,且包含一定的余量,该余量包括管道壁厚的误差,保温材料容重的误差以及热补偿引起支架受力的变化等㊂4 结 论(下转第111页)第46卷第11期孔庆娜,等:应用型大学环境监测类实验课程体系研究111 续表1工业分析实验农业用碳酸氢氨中氨态氮的测定2第6学期验证性工业分析实验食品中亚硝酸盐含量的测定2第6学期验证性环境监测大实验水样的取样㊁保存及水样色度㊁浊度㊁SS的测定与评价6第7学期设计性环境监测大实验水样的预处理及水体中的COD的测定与评价4第7学期设计性环境监测大实验现场采样及实验室大气中SO2㊁氮氧化物的分析测定与评价4第7学期设计性环境监测大实验水体中的氨氮的测定与评价4第7学期设计性环境监测大实验水中总磷的测定与评价4第7学期设计性环境监测大实验环境噪声的测定与评价3第7学期设计性仪器分析实验课程采用的教材为苏克曼㊁张济新主编,高等教育出版社出版的‘仪器分析实验“(2005);环境监测实验课程采用的教材为本教研室主编,浙江大学出版社出版的‘环境监测实验“(2014);工业分析实验和环境监测大实验课程采用本教研室编制的教材讲义㊂根据实验课程的基础性和递进性,4门实验课程开设的先后顺序为:‘仪器分析实验“㊁‘环境监测实验“㊁‘工业分析实验“㊁‘环境监测大实验“㊂根据实验项目的重要性,COD㊁氨氮㊁浊度色度悬浮物㊁总P㊁环境噪声㊁二氧化硫等监测项目均重复2次及以上㊂同时,课程兼顾其他实验项目和实验原理的教授㊂该课程体系的实施获得台州学院环境工程在校生的高度认可,认为其既满足了就业的需求,也满足了进一步深造的需求㊂4 结 语对环境监测行业从业人员的调查结果表明,环境监测的课程满意度优先于环境化学课程㊂相对于环境化学课程,应用型大学课时量的设置可偏向于环境监测课程㊂COD㊁氨氮㊁浊度色度悬浮物㊁总P㊁环境噪声㊁二氧化硫是环境监测中较为常用的检测项目㊂建议对这些项目可以重复开设,通过重复强化训练提升实验熟练度㊂基于以上结果,我们对台州学院环境工程系实验课程体系进行了设置,并取得了较好的实施效果㊂参考文献[1] 肖自明,王昌民.地方院校提高核心竞争力的战略管理[J].江苏高教,2011(2):66-68.[2] 何根海,谭甲文.基于校地合作的应用型本科人才培养的改革与实践[J].中国高教研究,2011(4):61-63.[3] 刘光虹,刘欢,邓超,等.环境监测课程实验教学改革探讨[J].实验科学与技术,2011(5):88-90.[4] 刘辉,孙萍,高树海,等.嘉兴学院环境监测实验教学改革与探索[J].科技信息,2012(19):31-31.[5] 段凤魁,余刚,黄俊,等.环境监测实验课程教学环节与教学方法[J].实验室研究与探索,2014,33(1):173-176.[6] 郭杏妹,卢平,张秋云,等.环境监测综合设计性实验的探索与实践[J].实验室科学,2015,18(4):89-91.[7] 廖千家骅,商景阁,史静,等.药学类高校环境监测实验课程改革[J].药学教育,2016,32(2):64-67.(上接第90页)为了保证塔的长久正常运作,以及装置的平稳运行,并使其操作检修方便,必须要对塔的平面布置㊁管道走向以及支架等进行合理的安排,以满足其管道柔性以及嘴子受力的要求㊂MTO装置的水洗-急冷塔除具备一般化工装置塔器的特征外,还具备其自身特有的一些重要属性㊂本文以某MTO项目水洗-急冷塔的布置作为例子,对其布置的要点和注意事项进行了一些总结,以用作进一步交流的参考㊂参考文献[1] 李晨,李继霞,李俊,等.甲醇制烯烃工业化发展进程及现状[J].化工进展,2010,29(s1):315-317.[2] Bibby D M,Chang C D,et al.Methane Conversion[M].ElsevierAmsterdam,1988:127.[3] 刘红星,谢在库,张成芳,等.甲醇制烯烃(MTO)研究新进展[J].天然气化工(C1化学与化工),2002,27(3):49-56. [4] 顾斓芳,许锐.甲醇制烯烃装置水系统堵塞问题研究进展[J].现代化工,2017,37(11):167-170.[5] 许敏.某DMTO装置水洗-急冷塔管道设计[J].山东化工,2015,44(16):187.[6] 彭嘉,蔡文婷.石油化工装置中塔的管道设计要点[J].价值工程,2011,30(3):292.。
mto装置设备平台梯子制作安装方案
质量检测
对完成的梯子进行承重和稳定性检测，确保 符合设计要求和使用安全。
03
MTO装置设备平台梯子安装
安装前的准备
确认安装环境
检查安装位置的地面平整 度和承重能力，确保符合 梯子的安装要求。
准备工具和材料
根据安装需要，准备合适 的工具如螺丝刀、电钻等 ，以及所需的材料如螺丝 、垫片等。
检查梯子组件
项目效益分析
经济效益
通过优化制作和安装流程，降低了项目成本， 提高了经济效益。
安全效益
设备平台梯子的稳定性和可靠性提高了生产线 的安全性能，减少了安全事故的发生。
技术效益
项目实施过程中，积累了宝贵的经验和技术成果，为后续类似项目的开展提供 了技术支持。
项目改进与展望
进一步优化制作和安装流程，提高工作效率和降低成本 。
时处理。
03
使用后应及时清理设备周边环境，保持设备整洁卫生
，避免因杂物影响设备正常运行。
05
培训与指导
操作培训
操作步骤
详细介绍设备平台梯子的操作步骤，包括安装、使用、调试等。
操作技巧
提供操作过程中的技巧和建议，以提高操作效率和安全性。
操作注意事项
强调操作过程中需要注意的事项，以避免发生意外和损坏设备。
探索新型材料和工艺，提高设备平台梯子的性能和寿命 。
加强设备平台梯子的维护和保养工作，确保其长期稳定 运行。
拓展设备平台梯子的应用领域，为更多行业提供优质服 务。
THANKS
谢谢您的观看
由于MTO装置设备通常较大、较重， 且操作和维护需要专业人员，因此设 备平台梯子的制作和安装必须符合相 关标准和规范，以确保人员安全和设 备正常运行。
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MTO装臵
MTO装臵包括甲醇制烯烃单元和轻烯烃回收单元，现分别叙述如下:
（1）甲醇制烯烃单元
来自原料罐的甲醇经预热后，进入甲醇进料闪蒸罐，从进料闪蒸罐出来的甲醇蒸汽首先用中压蒸汽进一步加热，使之变为过热甲醇蒸汽，然后进入MTO反应器进行反应。
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，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，经换热器降温后，送至急冷塔。
从急冷塔顶部出来的气体混合物进入产品分离器，气体混合物中的大部分产品水被冷凝下来进入产品分离器底部。
从产品分离器顶部出来的烯烃产品被送到烯烃分离单元，进行压缩、分馏和提纯。
产品分离器底部流出的产品水直接进入水汽提塔，在水汽提塔中，产品水中的一些轻组分被汽提出来，这些从水汽提塔顶部出来的轻组分经过中间冷凝器与甲醇原料进行换热后返回到产品分离器中。
产品水从水汽提塔底部出来。
水汽提塔底部出来的产品水首先在进料换热器中与甲醇原料进行换热，然后再用冷却水将其冷却至环境温度送出界区外。
MTO反应器采用流化床形式设计。
MTO反应是一个放热反应，原料甲醇进入反应器底部时，反应就开始发生。
反应器温度用反应器催化剂冷却器来控制，催化剂冷却器移出的反应热量用以产生高压蒸汽。
焦炭是MTO反应的副产物，它附着在催化剂颗粒表面导致催化剂活性降低或失活，因此，催化剂必须通过再生以恢复活性。
催化剂再生为一连续过程。
分离出来的失活催化剂通过失活催化剂输送系统进入催化剂再生器，反应后积炭的待生催化剂在再生器内烧焦后返回反应器。
再生后的烟气经旋风分
离器除去所夹带的催化剂后，送入再生器顶部烟囱排入大气。
催化剂再生是放热反应，其燃烧热通过在再生器催化剂冷却器移出，移出的燃烧热用以产生蒸汽。
（2）轻烯烃回收单元
从MTO单元来的反应产物为气相。
烯烃单元的主要功能是通过对气相反应产物进行压缩、冷凝、分离和提纯从而得到有价值的轻烯烃(主要是乙烯和丙烯)。
工艺流程简述如下：
从MTO单元来的气体反应产物以接近常温常压的状态进入烯烃分离单元的MTO产品压缩机。
MTO产品压缩机是一种多级离心压缩机。
气体反应流出物经过在各级压缩机、级间冷却器、级间缓冲罐之间几次反复压缩、冷却/冷凝和汽-液分离，气体反应流出物的压力提高，水分减少。
气体反应流出物减少的水分主要以凝液形式进入级间缓冲罐，这些凝液中含有一些溶解的轻烃。
级间缓冲罐中的凝液通常送回到第一级缓冲罐中，第一级缓冲罐收集的凝液用泵送回MTO单元进一步回收处理。
从最后一级压缩机出口冷却器出来的产品经水洗、碱洗除去反应产物中残余的甲醇、二甲醚、CO2等，从碱液洗涤塔顶部出来脱除CO2后的MTO汽相产品被送到干燥工序。
干燥工序是为下游分馏工序的深冷工艺做预处理。
该工序由两台MTO产品干燥器和再生设备构成。
干燥器采用分子筛脱除产品气体中的水，干燥剂的再生通常用乙烯分离单元的副产轻组分气体来实现。
产品气体完成干燥后被送到下游分馏工序。
分馏工序包括脱乙烷塔、脱甲烷塔、C2分离塔、脱丙烷塔、C3分离塔和脱丁烷塔。
经过压缩、氧化回收、碱液洗涤和干燥后，来自MTO单元的产品气体通过急冷后进入脱乙烷塔。
脱乙烷塔塔顶部产品是C2的混合物，底部产品为含有丙烷和重烃的混合物。
脱乙烷塔顶部产品被压缩后送往乙炔转化工序，从乙炔
转化器出来后进入脱乙烷塔顶部接收罐。
脱乙烷塔顶部接收罐中的气相产品被送往脱甲烷塔进料急冷器。
脱乙烷塔底部产品被送往脱丙烷塔。
从脱乙烷塔顶部出来的C2产品进入脱甲烷塔，该塔将产品中的轻组分分离出来(包括甲烷、氢、惰性气)。
从脱甲烷塔顶部出来的轻组分气体送到燃料气系统，底部产品被送到C2分离器。
在C2分离器中，乙烷和乙烯产品进行分离。
顶部出来的乙烯产品送往乙烯储罐，底部乙烷物料经汽化、加热后送到燃料气系统。
脱乙烷塔底部产品被送往脱丙烷塔。
该塔将丙烷从C4＋重组分中精馏出来，顶部产品被送到C3分离塔，脱丙烷塔底部产品送往脱丁烷塔。
在C3分离塔中，丙烷和丙烯产品进行分离。
顶部出来的产品丙烯用泵送往丙烯储罐，底部饱和的丙烷产品经汽化后送往燃料气系统。
脱丁烷塔从戊烷或其它重烃中分离出丁烷。
进入脱丁烷塔的物料流股包括脱丙烷塔底部产品和水洗塔出来的产品。
脱丁烷塔顶部和底部出来的产品都送往贮罐。
在烯烃分离单元中，轻组分烯烃的冷凝和分离通常要求在深冷温度和高压条件下进行，为此，烯烃单元需设臵以丙烯作为冷冻剂的深冷工序。
丙烯深冷工序包括丙烯多级离心深冷压缩机、中间缓冲罐、丙烯冷凝器和丙烯缓冲罐。
在烯烃分离单元中，丙烯冷冻剂以多种形式应用于包括急冷器、冷凝器、再沸器等诸多设备中。