甲醇制烯烴下游烯烴分離技術(shù)的簡(jiǎn)介、對比及發(fā)展方向

工業(yè)工程與技術(shù)2013.NO.08河南科技Journal ot Henan Science and Technology甲醇制烯烴下游烯烴分離技術(shù)的簡(jiǎn)介、對比及發(fā)展坰趙良程廣偉高文剛吳大偉(神華煤制油化工有限公司新疆煤化工分公司,新疆 烏魯木齊 830019)摘要:隨著(zhù)國內外甲醇 制烯烴(MTO)工業(yè)項目的快速推進(jìn),新的烯烴分離技術(shù)也不斷改進(jìn)和工業(yè)化。根據MTO產(chǎn)品的組成選擇溶劑吸收回收乙烯，可以降低烯烴分離的能耗。對目前工業(yè)化的采用溶劑吸收的中冷分離工藝進(jìn)行比較和歸類(lèi)?？偨YMTO下游烯烴分離的關(guān)鍵節能點(diǎn)。關(guān)鍵詞:MTO;烯烴分離;中冷;溶劑吸收中圖分類(lèi)號:TQ221文獻標識碼:A 文章編 號:1003-51682013)16 -025-02隨著(zhù)國內外甲醇制烯烴(MT0)工業(yè)項目的快速推進(jìn),新的丙烷工 段的液相C4+進(jìn)入脫丁烷塔,分離得到混合C4產(chǎn)品和烯烴分離技術(shù)也不斷改進(jìn)和工業(yè)化。烯烴分離技術(shù)如何適應粗汽油產(chǎn)品。脫丙烷塔氣相經(jīng)過(guò)壓縮后，進(jìn)人預切割塔。預切割MTO的產(chǎn)品性質(zhì),如何合理的利用MTO裝置和C4+綜合利用裝塔塔底物料為C2與C3的混合物,經(jīng)脫乙烷塔后分別進(jìn)人乙烯置的余熱來(lái)降低烯烴分離的能耗，是烯烴分離技術(shù)改進(jìn)的關(guān)鍵。精餾(包括乙炔加氫)和丙烯精餾。預切割塔塔頂氣進(jìn)人以丙烷MTO下游烯烴分離的特點(diǎn):由于MTO工藝為氣固循環(huán)流(C3、C4和C5+及其混合物均可作為吸收劑)為吸收劑的油吸化床,熱效應明顯,催化劑活性高,裝置的抗波動(dòng)能力比較大。而收塔,油吸收塔塔底的富吸收劑用泵送到預切割塔，塔頂的氣烯烴分離操作精細，對產(chǎn)品指標要求高.所以MTO下游的烯烴體為燃料氣進(jìn)人冷箱。分離應具有一定的抗干擾能力,工藝盡量不要太復雜。MTO的產(chǎn)主要技術(shù)":(1)將經(jīng)過(guò)預處理的MTO產(chǎn)物冷卻到10C~品中輕組分和重組分均比較少,二烯烴含量少。MTO副產(chǎn)物中的379C后送到預切割塔;(2)將預切割塔的塔頂產(chǎn)物經(jīng)冷卻后送氧化物隨反應的變化較大。這些氧化物盡量在MTO裝置處理。到--個(gè)吸收塔,用碳三、碳四、碳五或其烴類(lèi)的混合物組成的吸因為MTO水系統的冷卻介質(zhì)為水，可以對氧化物進(jìn)行洗滌、分收劑將預切制塔塔頂產(chǎn)物中的碳二烴類(lèi)吸收下來(lái);(3)預切割離并加以回煉。如果將氧化物帶到烯烴分離系統,不但造成流程塔的塔釜產(chǎn)品送到脫乙烷塔進(jìn)行碳二和碳三的清晰切割,塔頂復雜、循環(huán)路線(xiàn)長(cháng),還會(huì )造成堿洗負荷大,黃油生成量大。得到碳二餾分;塔釜產(chǎn)品是碳三及更重的組分。目前MTO下游的烯烴分離工藝主要有兩大類(lèi):深冷分離(二)前脫丙烷后加氫丙烷洗技術(shù)技術(shù)和中冷分離技術(shù)。工藝流程簡(jiǎn)介:MTO氣體產(chǎn)物經(jīng)過(guò)三段壓縮冷卻分液,然一深冷分離技術(shù)后水洗、堿洗除去有機氧化物和酸性氣體,再冷卻千燥。氣體干深冷分離技術(shù)與石腦油裂解技術(shù)的烯烴分離技術(shù)相近。燥脫水后進(jìn)入脫丙烷工段(可以雙塔脫丙烷，也可單塔脫丙分離流程主要有順序分離、前脫乙烷和前脫丙烷流程。唐錦文國烷)。 脫丙烷工段的液相C4+進(jìn)人脫丁烷塔，分離得到混合C4提出了六塔順序分離流程,并對深冷系統進(jìn)行了模擬計算。六產(chǎn)品和粗汽油產(chǎn)品。脫丙烷塔氣相經(jīng)過(guò)第四段壓縮后,進(jìn)入預塔順序分離流程中脫水單元在堿洗單元之前,這樣布置是完成脫甲烷塔。 脫甲烷塔塔底物料為C2與C3的混合物,經(jīng)脫乙烷對混烴的干燥。堿洗單元應放在干燥單元之前。洛陽(yáng)石化工程塔 后分別進(jìn)人乙烯精餾(包括乙炔加氫)和丙烯精餾。脫甲烷塔公司提供了-種比傳統前脫乙烷簡(jiǎn)單的前脫乙烷丙烷洗深冷塔頂氣為燃料氣進(jìn)人冷箱回收冷量。分離工藝。優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有采用乙烯制冷.脫甲烷塔采用了丙烷吸關(guān)鍵技術(shù)是脫甲烷塔。脫甲烷塔四是-個(gè)吸收塔和一個(gè)解收技術(shù),但流程依然比較復雜。析塔的耦合塔。脫甲烷塔分為上下兩個(gè)部分,下部分是將塔釜二中冷分 離技術(shù)的混合烴中的甲烷解析出來(lái),上部分是利用液態(tài)丙烷、丙烯(以中冷分離技術(shù)在采用了固體吸附或溶劑吸收技術(shù)回收乙丙烷為主)作為吸劑回收相中的乙烯。烯,從而提高了分離溫度,簡(jiǎn)化了工藝流程,降低了能耗。(三)前脫丙烷后加氫、混合C3洗技術(shù)采用固體吸附技術(shù)的中冷分離工藝有UOP公司前脫乙烷,PSA回收乙烯技術(shù)月。但MTO的產(chǎn)品中甲烷和氫氣的含量后水洗堿洗除去有機氧化物和酸性氣體,再冷卻干燥。氣體干很少,PSA工藝比較復雜。另外PSA回收的目的產(chǎn)品乙烯的比燥脫水后進(jìn)入脫丙烷工段 (可以雙塔脫丙烷，也可單塔脫丙重高于PSA進(jìn)料中甲烷和氫氣的比重。這就造成PSA回收得烷)。脫丙烷工段的液相C4+進(jìn)入脫丁烷塔，分離得到混合C4到的乙烯壓力低,需要返回壓縮機入口重新加壓。產(chǎn)品和粗汽油產(chǎn)品。脫丙烷塔氣相經(jīng)過(guò)第四段壓縮后,進(jìn)人脫目前主流MTO下游的烯烴分離技術(shù)以吸收劑吸收技術(shù)甲 烷塔。脫甲烷塔塔底物料為C2與C3的混合物,經(jīng)脫乙烷塔為主,主要有前脫丙烷技術(shù)和前脫乙烷技術(shù)。在MTO領(lǐng)域已經(jīng)后分別進(jìn)人乙烯精餾(包括乙炔加氫)和丙烯精餾。脫甲烷塔塔工業(yè)化中冷分離技術(shù)中.前脫丙烷技術(shù)主要有惠生公司的預切頂氣 為燃料氣進(jìn)入冷箱回收冷量。割和油吸收技術(shù)、LUMMUS公司的前脫丙烷后加氫丙烷洗技術(shù)關(guān)鍵技術(shù):脫甲烷塔是一個(gè)吸收塔和一個(gè)解析塔的耦合和KBR公司的前脫丙烷后加氫混合C3洗技術(shù);前脫乙烷技術(shù)塔 ,塔頂與冷卻器連體。脫甲烷塔分為上下兩個(gè)部分,下部分是主要是中石化的前脫乙烷后加氫混合C4洗技術(shù)。將塔釜的混合烴中的甲烷解析出來(lái)，上部分是利用液態(tài)丙烯、(一)前脫丙烷后加氫、預切割和油吸收技術(shù)丙烷(以丙烯為主)混合物作為吸劑回收相中的乙烯。工藝流程簡(jiǎn)介:MTO氣體產(chǎn)物經(jīng)過(guò)壓縮冷卻分液,然后水(四)前脫乙烷后加氫、混合C4洗技術(shù)洗、堿洗除去有機氧化物和酸性氣體再冷卻干燥。氣體干燥脫MTO氣體產(chǎn)物經(jīng)過(guò)三段壓縮冷卻分液,然后水洗、堿洗除水后進(jìn)人脫丙烷工段(可以雙塔脫丙烷,也可單塔脫丙烷)。脫去有機氧化物和酸性氣體，再經(jīng)過(guò)第四段后冷卻干燥。干燥后25.河南科技2013.NO.08Journal of Henan Science and Technology工業(yè)工程與技術(shù)的氣體進(jìn)人脫乙烷塔。脫乙烷塔塔底的C3+先脫丙烷,塔頂物收劑再生比較容易。但脫乙烷塔塔底溫度較高,需要蒸汽作為料進(jìn)人丙烯精餾得到丙烯和丙烷,塔底物料進(jìn)人脫丁烷塔得到熱源,蒸汽的消耗高于前脫丙烷工藝。由于塔底溫度高,聚合現混合C4和粗汽油。分離得到混合C4產(chǎn)品和粗汽油產(chǎn)品。脫乙象也較前脫丙烷工藝嚴重，但遠小于常規乙烯的烯烴分離技烷塔塔頂的氣體先進(jìn)人脫甲烷塔。脫甲烷塔塔底為混合C2進(jìn)術(shù)。人乙炔加氫,然后進(jìn)入乙烯精餾。脫甲烷塔塔頂氣體進(jìn)人乙烯四結論回收塔。乙烯回收塔的吸收劑為混合C4,富吸收劑返回脫乙烷在MTO下游的烯烴分離技術(shù)中，深冷分離技術(shù)已經(jīng)被中塔再生,乙烯回收塔塔頂氣昧燃料氣。冷分離技術(shù)所替代。中冷分離技術(shù)以溶劑吸收法回收乙烯為主主要技術(shù):前脫乙烷流程,混合C4作為乙烯回收塔的吸流技術(shù)。而固體吸附回收乙烯法，更適合于回收提純氫氣、甲收劑。完。三四種溶劑吸收中冷 烯烴分離工藝的比較在溶劑吸收法回收乙烯的前脫丙烷技術(shù)中,采用高、低壓預切割+油吸收技術(shù)與脫甲烷塔丙烷洗技術(shù)+分相似,如雙塔脫丙烷更有利于使用MTO裝置水系統的廢熱作為塔底熱果預切割+油吸收技術(shù)中，油吸收塔塔底富吸收劑返回預切割源,可以降低能耗。而在溶劑吸收法回收乙烯的前脫乙烷工藝,塔,兩個(gè)技術(shù)可作為一種技術(shù),其區別僅在于預切割+油吸收為需要MTO裝置優(yōu)化水系統熱水的溫度，以適應前脫乙烷工藝兩個(gè)塔完成脫甲烷,脫甲烷塔丙烷洗為一個(gè)塔完成脫甲烷。兩對熱源的需求?？梢酝ㄟ^(guò)提高水系統的壓力或提高塔底壓力來(lái)個(gè)技術(shù)可作為一種技術(shù)。脫甲烷塔混合C3洗技術(shù)與與上述兩提升水系統的熱水溫度。MTO下游烯烴分離的發(fā)展方向:1、要種技術(shù)的區別在于采用的吸收劑不同，吸收劑的循環(huán)路線(xiàn)不適應MTO與C4+綜合利用組合工藝的特點(diǎn);2、總體優(yōu)化系統同。脫甲烷塔混合C3洗技術(shù)的吸收劑在脫甲烷塔和脫乙烷塔的能耗。之間循環(huán)。預切割+油吸收技術(shù)中丙烷作為吸收劑時(shí),吸收劑在油吸收塔、預切割塔、脫乙烷塔和丙烯精餾塔之間循環(huán)。丙烷作參考文獻:為吸收劑時(shí),吸收劑循環(huán)路線(xiàn)較長(cháng),能耗較高,但吸收乙烯過(guò)程[1]上?；萆すこ逃邢薰?一種含輕質(zhì)氣體的非深冷中損失的吸收劑以丙烷為主?；旌螩3作為吸收劑時(shí)吸收劑循低碳烴分離方法:中國,103532806AIP.2009-01-28環(huán)路線(xiàn)短,能耗較低,但吸收乙烯時(shí)損失的吸收劑以丙烯為主。{2]Lummus Technology Inc. Absorber demethanizer for丙烯和乙烯為同系物,丙烯對乙烯的吸收作用比丙烷強,吸收methanol to olefins process:US2009046736[P].2009-0-09劑的用量小一些。前脫丙烷工藝的脫丙烷塔可以采用高壓塔和[3]唐錦文,唐宏青.甲醇制乙烯的流程模擬與分析[]石油低壓塔兩塔組合,或單塔脫丙烷。高低壓雙塔脫丙烷,理論上聚化工設計,2001, 18(1):30-33合可以得到抑制。但從目前MTO產(chǎn)品的組成看,二烯烴和炔烴[4]李網(wǎng)章,吳艷春.甲醇轉化制取低碳烯烴氣體的分離方的含量非常少,聚合現象不明顯,可采用單塔脫丙烷。法:中國, 1847203A[P].2006- 10-18溶劑吸收技術(shù)中前脫乙烷技術(shù)與前脫丙烷的區別較大。[5]Senetar John , Miller J,Lawrence w. Process for producing前脫乙烷技術(shù)中，進(jìn)人冷區的物料量比前脫丙烷要少一些,理ethylene : W0,01/25174A1P.2001-04-12論上冷劑的消耗量要少于前脫丙烷，另外,C4 作為吸收劑,吸(上接第22頁(yè))4項目改造后的經(jīng)濟效益萬(wàn)+1.38萬(wàn)=38.994萬(wàn)元4.1項目實(shí)際成本4.2 新增經(jīng)濟效益計算投入費用及成本情況(形成固定資產(chǎn)的投資按5年折舊此項目圓滿(mǎn)完成，順利實(shí)現了整個(gè)選礦工藝流程的試生算,年折舊額及其他投人需在總效益中扣除)。產(chǎn)。2012年的4月份-2012年12月,共計生產(chǎn)8個(gè)月。(1)粗碎改造制作成本此次改造重點(diǎn)解央選礦工藝流程故障停車(chē)導致產(chǎn)量下格篩60mm錳板32噸x4500元/噸=14.4萬(wàn)元，斜長(cháng)錐型降、電耗增高的問(wèn)題,根據前期試驗數據,通過(guò)改造每月可減少溜槽鋼材23.5噸x4300元/噸=10.105萬(wàn)元，其它材料合計3.7故障停機 48小時(shí)以上,多生產(chǎn)鐵精粉為:Q1=140/hx48h+2x8=萬(wàn)元，制作人工費55.5噸x780元/噸=4.329萬(wàn)元。粗碎改造制26880t(按8個(gè)月正常生產(chǎn)計算,2012年選礦廠(chǎng)新系統選比為作成本:E=14.4萬(wàn)+10.105萬(wàn)+3.7萬(wàn)+4.329萬(wàn)=32.534萬(wàn)元。2.0)。(2)中細碎改造制作成本按塔東礦業(yè)公司2012年鐵精粉出廠(chǎng)價(jià)格580元/、直接鋼材7.6噸x4300元/噸=3.268萬(wàn)元，制作人工費7.6噸x選礦成本150元/計算,選礦廠(chǎng)多產(chǎn)出鐵精粉利潤為:430元。780元/噸=0.5928萬(wàn)元。中細碎改造制作成本:E2=3.268萬(wàn)+8個(gè)月可創(chuàng )效為:W=430元/x268801=1155.84萬(wàn)元。0.5928萬(wàn)=3.8608萬(wàn)元。4.3該項 目改造后的最終經(jīng)濟效益(3)濕式預磁選給料溜槽改造制作成本除去投資成本,該項目至2012年底最終創(chuàng )效:鋼材2.4噸x4300元/噸=1.032萬(wàn)元，制作人工費2.4噸xA=W-E-1155.84萬(wàn)元-38.994 萬(wàn)元-1116.846萬(wàn)元。780元/噸=0.1872萬(wàn)元。濕式預磁選給料溜槽改造制作成本:節省的電能由于計算復雜,此次不予計算。E=1.032萬(wàn)+0.1872萬(wàn)=1.2192萬(wàn)元。5結語(yǔ)(4)絮凝劑制備器成本塔東礦業(yè)公司選礦廠(chǎng)在帶礦試車(chē)調試的過(guò)程中,對以上絮凝劑制備器成本:E=1.38萬(wàn)元。四個(gè)主要問(wèn)題嚴格按照工藝技術(shù)改造方案實(shí)施，并不斷總結.(5)總成本合計和改進(jìn),順利通過(guò)了試生產(chǎn)考驗,問(wèn)題全部得到解決,實(shí)現了總成本合計:E=E+Ez+E+E.=-32.534萬(wàn)+3.8608萬(wàn)+1.2192預期效果。26