魏旭禮，張 偉，齊 靜，關 翀

(神華寧夏煤業(yè)集團煤炭化學工業(yè)分公司，寧夏 銀川 750411)

世界首套50 萬t·a-1煤基甲醇制丙烯(MTP)工業(yè)裝置已在神華寧夏煤業(yè)集團實現(xiàn)商業(yè)化運行。該工藝中工藝蒸汽系統(tǒng)產出工藝蒸汽進入反應器，待反應完成后與MTP 生成的水一起進入激冷系統(tǒng)中被分離，分離后的部分工藝水作為原料再進入工藝蒸汽系統(tǒng)生成蒸汽后返回到MTP 反應器中循環(huán)使用。在裝置運行過程中，遇到工藝蒸汽塔再沸器易結焦，蒸汽產量低，蒸汽品質不達標等問題，為此對原有工藝蒸汽塔進行了技術改造。

1 工藝蒸汽系統(tǒng)的作用及流程說明

工藝蒸汽塔產生的蒸汽有如下作用[1-2]：1)降低甲醇的分壓，同時還降低生成的低碳烯烴的分壓，減緩低碳烯烴的聚合；2)帶走反應熱。因MTP 反應為強放熱反應，工藝蒸汽在催化劑床層中可控制反應溫度；3)反應中加入蒸汽具有減緩催化劑結焦速率等作用。

工藝蒸汽的流程為：MTP 反應器出口的工藝氣體經過換熱后在激冷系統(tǒng)中進一步冷卻后氣液分離，其中氣體組分進入壓縮機后送入精餾系統(tǒng)；液體組分經過簡單的油水分離，其中少部分的水進入工藝蒸汽系統(tǒng)，該部分工藝水經塔底再沸器加熱后由塔頂產出工藝蒸汽。

2 工藝蒸汽系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的問題及原因分析

2.1 工藝蒸汽塔塔底再沸器加熱效率下降

工藝蒸汽塔塔底再沸器以中壓蒸汽為熱源，在操作中發(fā)現(xiàn)，將塔底中壓蒸汽進料閥閥位全開時，工藝水經過再沸器的出口溫度得不到有效提升。這是由于進入工藝蒸汽塔內的工藝水中烴類化合物含量過高，導致內插全浸式再沸器結垢﹑結焦，使傳熱效率降低[3]。

2.2 工藝蒸汽塔Na+、K+含量超標

對于沸石類酸性催化劑來說，堿金屬離子會降低催化劑酸性位數(shù)量，影響催化劑性能[4]。按照設計要求，工藝蒸汽中Na+﹑K+離子小于50μg·L-1，實際檢測結果Na+﹑K+含量范圍為81～565mg·L-1。工藝蒸汽來源于激冷水系統(tǒng)經泵送來的工藝水，因激冷系統(tǒng)中為了中和反應過程中生成的有機酸，需加入一定濃度的NaOH 溶液，即系統(tǒng)中引入了堿金屬離子。而引起工藝蒸汽中Na+﹑K+離子超標的原因可能是工藝蒸汽塔中產生了霧沫夾帶，液相中的離子被帶入蒸汽中。

2.3 工藝蒸汽塔產汽量不足

工藝蒸汽塔最大設計產汽能力為223t·h-1，而實際產汽能力僅為110t·h-1，無法滿足2 臺MTP 反應器同時運行的要求。除塔底再沸器換熱效率下降的因素外，原有設計中的2 臺再沸器換熱面積不足，也造成加熱效率達不到設計負荷。

表1 MTP 裝置工藝蒸汽系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)

因進入MTP 反應器內的工藝蒸汽對于MTP 反應有諸多積極作用，同時為了滿足裝置滿負荷運行的要求，需對現(xiàn)有的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)進行改造，以提高其運行負荷，增大蒸汽產量，同時保證蒸汽質量。

3 解決工藝蒸汽系統(tǒng)問題的措施

在MTP 裝置運行過程中，油水分離一直是困擾生產平穩(wěn)運行的瓶頸問題。水中帶油過多，在較高溫度條件下在再沸器殼程結垢﹑結焦，降低換熱效率。另外，水中油含量過高易引起泵汽蝕，損壞設備。為了降低水中的油含量，在工藝蒸汽塔前加裝了具有親水憎油特性的烴油聚結器，目的是盡可能地脫除工藝水中所含的烴類物質[5]。

為了加大換熱面積，提高換熱效率，在蒸汽塔塔底增設3 臺外置的普通列管式再沸器，與原有的2臺內插全浸式再沸器并列連接。增設的蒸汽塔再沸器采用中壓蒸汽作為加熱介質，為了使排出凝液量不受到疏水器排量的限制，在中壓蒸汽凝液出口增設1 個凝液罐，罐底凝液排放用液位控制，保證凝液及時排出。加熱后的工藝水利用工藝蒸汽塔冷凝器在塔中提供回流，脫除水溶性雜質，這些雜質作為廢水在塔底被清除。

另外，為了防止急冷水中的K+﹑Na+離子帶入工藝蒸汽中，對工藝蒸汽塔進行了改造。在工藝蒸汽塔塔盤上加裝折板除沫器，防止霧沫夾帶現(xiàn)象，避免金屬離子進入上升至塔頂?shù)恼羝?。同時在工藝蒸汽塔塔底增加排污線，定期對塔底排污，防止K+﹑Na+離子富集。

圖1 工藝蒸汽系統(tǒng)改造示意圖

4 改造后的效果

經過改造后，MTP 裝置工藝蒸汽系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)列于表2。

表2 改造后的MTP 裝置工藝蒸汽系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)

對甲醇制丙烯裝置中工藝蒸汽塔進行技術改造后，進入工藝蒸汽塔內的工藝水中油含量明顯降低，降低了換熱器內有機物結垢﹑結焦的風險；有效地提高了工藝蒸汽塔的負荷，增加了工藝蒸汽的產量，保證了MTP 裝置實現(xiàn)滿負荷運行。另外，工藝蒸汽品質得到明顯改善，對催化劑有毒害作用的K+﹑Na+離子含量顯著降低。

[1] 王峰，張偉, 雍曉靜, 等.Lurgi 甲醇制丙烯技術的工業(yè)應用[J].石油煉制與化工，2014(3)：46-50.

[2] 王軍，趙世雷.MTP 裝置試車中存在問題分析與探討[J].煤化工，2012，40（6）：7-10.

[3] 高秀娟，童珊，梅長松，等.魯奇MTP 工藝中水帶油問題的解決方案[J].煤化工，2012，40（2）：36-38.

[4] 王峰，顔蜀雋，雍曉靜，等.稀釋蒸汽中Na 及積炭對甲醇制丙烯催化劑性能影響[J].物理化學學報，2013，29（2）：358-364.

[5] 陳艷紅.聚結器在油氣處理裝置上的應用[J].油氣田地面工程，2008，27（7）：90.