MTO烯烃分离回收技术与烯烃转化技术

煤化工2011年第2期99. 3%以上。2 Lummus 公司MTO烯烃分离回收技术简介另一个需要考虑的问题是在处理MTO反应气回收烯烃时的结垢与腐蚀问题。MTO反应气中含有过氧2.1MTO化学反应化物.过氧化物的分解可以产生自由基,可以引发二甲醇转化为低碳烯烃的反应是在酸性催化剂烯烃的聚合反应和diels alder缩合反应，产生结焦SAP0-34上实现的,该催化剂对于甲醇转化为低碳烯和结垢。随着时间的推移,就会致使产品气压缩机的烃具有优异的性能。选择合适的反应温度和较低的效率下降。产品气压缩机是MTO烯烃回收工艺中最大反应压力,甲醇的转化率几乎可以达到100%，对乙烯的能量消耗用户，如果压缩机转子中存在结垢或腐和内烯的生成具有极高的选择性(121，在80%左右1[841。蚀 ,会大大降低压缩机的效率,从而增加能耗,同时亦丙烯/乙烯的质量比例可以在0. 75~1.5范围内进会增加压缩机的维护费用。如果是换热器中存在结行调节1。垢,不但会降低换热效率,甚至结垢严重时,迫使装置2.2典型的MTO烯烃分离回收流程的设计不得不停车,以清除设备结垢。出MTO反应器的产品气组成与传统的乙烯装置为了解决上述问题,在MTO烯烃分离工艺的设计石脑油蒸汽裂解气组成颇为相似,然而又有着明显的上,需要在3个方面进行考虑:第- .控制关键点的操差异,如果在设计中没有正确地处理这些差异,不但作温度,尽量减少结垢的形成。第二,在- -些关键部位影响装置的长周期运行,还会带来安全隐患。西比埃注人阻聚剂,降低结垢的形成速率,并同时注人洗油，鲁姆斯技术公司(Lummus)作为全球领先的烯烃技术及时清除污垢,防止垢层在系统内的累积。第三,关键供应商,利用其60余年的设计经验,致力于MTO回收的换热器采用折流板换热器。折流板换热器是由技术工艺流程。本技术的主要特点描述如下:Lummus开发的专有设备。独特的折流板设计消除了首先，为了保证回收装置的长周期运行和安全传统换热器中存在的流体死区,减少了流体的长时间性,必须在设计过程中考虑MTO反应器出料含有的一停留的区域,从而降低了局部结垢产生的可能性。些杂质,这其中最重要的就是氮氧化物(NOx)。NOx是另一个需要注意的问题是在MTO烯烃回收工艺在MTO反应区或是在烯烃分离区产生的各种的氮氧中尽量降低能耗。为了达到这一点,许多传统乙烯装化合物，形成这些氮氧化合物的氮和氧是在MTO反应置设计中的节能设计得以利用。MTO烯烃回收工艺与器催化剂再生时引人的。一旦有氮气与氧气的引入，反应区进行能量利用的整合,利用反应区内产生的低就会产生少量的一氧化氮(NO)。当携带NO的反应器品位废热作为回收工段的热源，能耗可以减少到传统出料进入到烯烃回收段时，氧气与NO会进- -步反应乙烯装置分离单元的50%。生成N2O3或N04这个反应的速率会随着温度的降低最后,还要考虑投资问题。为了尽量降低MT0烯.而加快。在更低的温度下,这些化合物会在系统内凝烃回收装置的投资,Lummus减少了设备台数,只采用结。即使在只有少量(X 109级)的氮氧化物存在时，碳钢设备，回收工艺采用的温度就可以满足要求,而它们也会凝结并累积。这些氮氧化物可以和MTO产品且所有的设备均可在国内采购。.气中的烯烃、二烯烃反应形成氮氧化物胶质。氮氧化综合考虑上述需要注意的问题,MTO烯烃回收工物胶质很不稳定并且在传统乙烯工厂中引发过多起艺可以做到本质安全,长周期稳定运行,低维护费用，爆炸事故,主要由于这些乙烯厂为了回收炼厂气中的高乙烯及丙烯回收率.低能耗及低投资。高效的MTO烯烃,其进料中含有来自炼厂气的氮氧化物。所以为烯烃回收工艺与高经济效益的反应区有机的结合,就了尽量减少NOx的形成并消除NOx的结存及累积的形成了生产乙烯、丙烯最经济的生产路线。可能性,MTO烯烃分离的操作温度至关重要。只有在较高的温度下操作,才能在本质上确保回收工艺的操3 0CT技术与MTO技术的结合作安全性。同时,要采取必要的技术措施.保证不会因操作温度的提高而损失乙烯的回收率也十分重要。MTO装置副产物中，绝大部分是正构丁烯和戊Lummus作为乙烯蒸汽裂解技术的主要专利商，在处烯.这部分物料是极为优良的烯烃转化的进料,可与理炼厂气中烯烃回收方面有着广泛的经验,Lumous乙烯进行烯烃复分解,反应得到丙烯。烯烃转化制丙开发的MTO烯烃回收技术可以同时达到以上2个目烯是碳四.碳五综合利用增产丙烯的有效途径,可以标，即在确保操作安全的同时,烯烃的回收率可达到将低价值的碳四碳五转化为高价值的丙烯。2011年4月王皓等:MTO烯烃分离回收技术与烯烃转化技术-7-3.1 OCT 技术简介燃料气MTO+聚合级乙烯烯烃转化技术(Olefin Conversion Technology,轻烃回简称OCT)是烯烃复分解反应的一个具体应用。现在产品些愿冷收单元Gr's&C's一→聚合级丙烯Lumus技术公司是全球唯一拥有该技术商业化运营装置的公司。目前已经有18 套烯烃转化装置投产,另工艺水烯t经t→轻组分弛放外还有已转让的18套烯烃转化装置正在设计或在建。花→C's&C's该技术采用正丁烯或戊烯和乙烯反应，生成丙- +重组分弛放烯,其流程如图2所示。图3烯烃转化装置与 MTO工厂的结合示意图乙烯进料乙烯循环轻组分弛放从经济角度来看,一般MTO装置的烯烃收率约为聚合级内烯产品80%， 如果将其碳四和碳五经0CU处理后，可以增加白15%的双烯产量。对于1个60万t/a的MTO工厂而言,如果与0CU结合运行,将部分碳四和碳五烯烃转化为价值更高的丙烯,可以增加11.5万t的丙烯。大约每年可以增加超过3亿元的营业毛利,大大减少了装置的投资回收期。C.&C进料C/Cs循环如今,丙烯的主要来源,或者是来自主产乙烯的杂质净化器0CT反应器脱乙烯塔丙烯塔蒸汽裂解所副产的丙烯,或者是来自主产汽油的催化團2烯烃转化工艺流程简图裂化(FCC )副产的丙烯。随着全球乙烷裂解所得乙烯的增加以及汽油在西方消耗的降低.丙烯的供应必然该工艺的特点是:(1)该反应是微放热的反应,反减少,必然导致以丙烯为目标产品的烯烃转化或丙烷应热很小,加热炉的设置仅考虑热损失和反应气进出脱氢技术生产更多的丙烯。物料的换热效率,因此加热炉的热负荷很小;这种工目前,中东烯烃的产能急剧增加,与中东廉价的艺是已工业化的丙烯生产方法中唯-在反应段不需乙烷裂解制乙烯相比,我国的石化企业通过石脑油裂要外界能量的途径。(2)丙烯塔是丙烯和C;的分离，解生产乙烯的成本远远高于乙烷蒸汽裂解生产的乙并非传统乙烯厂中的丙烯和丙烷分离的超级精馏。以烯,必然使得我国石脑油蒸汽裂解得到抑制,同时乙上两点决定了烯烃转化工艺的能耗很小。(3)所有设烷裂解副产丙烯的量微乎其微,使得丙烯的供应更加备采用碳钢材料,装置的投资很低。(4)该反应得到的趋于紧张。而且美国页岩气的开发利用,可以得到更丙烯的纯度很高,超过99. 9%以上。如果用该丙烯作多的乙烷用于蒸汽裂解,更加加重了这种趋势。如果为下游聚丙烯装置的进料,可以大大降低聚丙烯装置从中东和我国的乙烯和丙烯的供需来看,我国的丙烯催化剂的消耗。(5)该工艺流程简单,占地少。的供应将存在严重不足的情况。根据日本经济产业省3.2 OCT 技术可显著提高MTO工厂的效益的(METI)预测.我国乙烯2012年缺口将达到1 240万MTO装置与烯烃转化装置(Olefin Conversion U-t,届时中东可出口的供应量为1 740万t,存在向中nit,简称0CU装置)的结合示于图3(图中Ci's、C's国廉价倾销的可能;而2012年我国丙烯缺口将达到分别为混合碳四和混合碳五)。经脱戊烷塔分离出来590万t,而中东可出口的供应量仅为440万t,其丙的碳四和碳五可以直接送人到0OCU装置。同时MTO产烯产品将瞄准我国丙烯巨大的市场缺口。由于现在市出的聚合级乙烯也作为原料直接送人0CU单元。在场上丙烯比乙烯的价格高出1000元/t左右，因此OCU单元中，绝大部分的正构丁烯、戊烯和乙烯反应将MT0工艺与OCT技术相结合，利用OCT技术低能生成了丙烯,仅有不到2%的副产物。耗、低投资的特点.将廉价的C,烯烃与乙烯反应得到OCU装置可以独立于MTO装置建设。如果0CU与更高附加价值的丙烯,能够大大增加MTO装置的效益MTO结合而建,C,原料和乙烯可以直接送人到0CU单和市场竞争力。元。0CU的脱乙烯塔所需冷量可以依托于MTO单元的4结论制冷系统.催化剂和分子筛的再生也可以依托MTO单元的再生系统，这样可以大大减少投资。4.1 Lummus 根据MTO反应气组成的特点，开发了独煤化工2011年第2期特的分离技术,避免了NOx带来的安全隐患,使得烯参考文献:烃回收技术具有本质安全的特点。4.2 根据MTO反应气中含有一定浓度的氧化物，考虑[1] SongWG, Haw JF, Nicholas J B. Methy1benzens are流程配置时,必须考虑氧化物带来的结垢和腐蚀问题，the Organic Reaction Centers for Methanol-合理配置工艺流程,从而保证装置的长周期高效运行。to-olefin Catalysis on SAP0-34 [J]. J Am Chem4.3 Lummus 开发的MTO烯烃回收工艺与传统工艺相Soc, 2000, 122: 10 726-10 727.比而言,在保证低能耗的前提下,具有相当或更高的[2] Dahl IM, Kolboe s. On the Reaction Mechanism for回收率。Propene Formation in the MTO Reaction over4.4 Lummus开发的MTO烯烃回收技术流程简单,全SAPO -34 [J]. Catalysis Letters, 1993, 20: 299- 336.部设备采用碳钢，而且全部可以在国内采购,大大降[3]张惠明.甲醇制低碳烯烃工艺技术新进展[J]. 化学低了投资。反应工程与工艺, 2008,24(2):178-182.4.5MTO副产的碳四、碳五特别适合作为烯烃转化的[4]陈香生,刘昱, 陈俊武.煤基甲醇制烯烃(MT0)工艺原料,0CT技术与MTO装置的结合，可以带来显著的生产低碳烯烃的工程技术及投资分析[J]. 煤化工，经济效益。2005 .33 (5) :6-11.MTO Recovery Technology and OCT Integration Help Maximize MTO Plant ProftWang Hao and Wang Jianguo(Lummus Technology Inc.- Beijing, CB & I, Beijjig 100015, China)Abstract The economic advantages of MTO compared to traditional naphtha steam cracking are analyzed based onraw material prices. Compared to steam cracker charge gas , MTO product gas contains less methane and hydrogen butmore oxygenates, which leads to corosion and fouling problems. Further the presence of NOx and the potential for formingNOx gums can lead to safety concems. Lummus Technology tailored the design of its MTO recovery process to fully ad-dress these MTO charge gas characteristics and to provide a design that is inherently safe and which will minimize anyfouling or corrosion concerns. The MTO byproduct Cis and Cj8 are good feedstock for the Olefins Conversion Technology(OCT) process. The combination of the MTO recovery and OCT processes will provide the best economics for an MTOplant by increasing the value of the Cx & Cs byproducts from fuel or gasoline value to propylene value.Key words coal, methanol, methanol to olefins, seperation and recovery, ethylene, propylene, OCT第四届全国精馏技术交流与展示大会第一轮通知(2011年6月15-18日青岛花园大酒店)大会主题:促进石化行业节能减排提升有机/精细化工生产效率主办单位:中国化工信息中心(CNCIC)承办单位:《现代化工)杂志社;《精馏>编辑部时间:2011年6月15日报到,16日全天、17日上午会议参会费用:2200元/人(现场交费)2000元/人(提前交费)会议形式:专题报告+小型展览+专家1代表见面会+专利汇编专题报告:将邀请国内外精馏领域权威专家做专题报告;同时拟侧重石化.有机/精细化工领域分成两个分会场,聚焦行业热点及难点进行专区讨论。小型展览:将在会场设标准展位,供参展企业展示其技术、产品.发放宣传资料,和参会代表-起交流洽谈。专家1代表见面会(6月16 日晚):专家解答,上下游企业对接。专利汇编:与会人员还将免费得到近年来国内外相关精馏技术、板式塔填料塔及内件软件及控制技术方面的专利汇编(光盘版)。联系方式:中国化工信息中心(报名参会)范梅010 6423373, 13681545619传 真:010 64423203 fanm@cheminfo. gov. cn陈梅010- 6444122, 13718134307传 真:010- 64423203 chenmeichem@126. com