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:隨著國內(nèi)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(jù)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?？偨Y(jié)MTO下游烯烴分離的關(guān)鍵節(jié)能點。關(guān)鍵詞:MTO;烯烴分離;中冷;溶劑吸收中圖分類號:TQ221文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編 號:1003-51682013)16 -025-02隨著國內(nèi)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(yīng)粗汽油產(chǎn)品。脫丙烷塔氣相經(jīng)過壓縮后，進(jìn)人預(yù)切割塔。預(yù)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(yù)切割塔塔頂氣進(jìn)人以丙烷MTO下游烯烴分離的特點: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(yīng)明顯,催化劑活性高,裝置的抗波動能力比較大。而收塔,油吸收塔塔底的富吸收劑用泵送到預(yù)切割塔，塔頂?shù)臍庀N分離操作精細(xì)，對產(chǎn)品指標(biāo)要求高.所以MTO下游的烯烴體為燃料氣進(jìn)人冷箱。分離應(yīng)具有一定的抗干擾能力,工藝盡量不要太復(fù)雜。MTO的產(chǎn)主要技術(shù)":(1)將經(jīng)過預(yù)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(yù)切割塔;(2)將預(yù)切割塔的塔頂產(chǎn)物經(jīng)冷卻后送氧化物隨反應(yīng)的變化較大。這些氧化物盡量在MTO裝置處理。到--個吸收塔,用碳三、碳四、碳五或其烴類的混合物組成的吸因為MTO水系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)為水，可以對氧化物進(jìn)行洗滌、分收劑將預(yù)切制塔塔頂產(chǎn)物中的碳二烴類吸收下來;(3)預(yù)切割離并加以回?zé)?。如果將氧化物帶到烯烴分離系統(tǒng),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(fù)雜、循環(huán)路線長,還會造成堿洗負(fù)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: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)。工藝流程簡介:MTO氣體產(chǎn)物經(jīng)過三段壓縮冷卻分液,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(tǒng)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)過第四段壓縮后,進(jìn)入預(yù)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(yīng)放在干燥單元之前。洛陽石化工程塔 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(tǒng)前脫乙烷簡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)點是沒有采用乙烯制冷.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-個吸收塔和一個解收技術(shù),但流程依然比較復(fù)雜。析塔的耦合塔。脫甲烷塔分為上下兩個部分,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,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(fù)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(yù)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):脫甲烷塔是一個吸收塔和一個解析塔的耦合和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，上部分是利用液態(tài)丙烯、(一)前脫丙烷后加氫、預(yù)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。工藝流程簡介:MTO氣體產(chǎn)物經(jīng)過壓縮冷卻分液,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(xiàn)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(yán)重，但遠(yuǎn)小于常規(guī)乙烯的烯烴分離技烷塔塔頂?shù)臍怏w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(jié)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(yù)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(tǒng)的廢熱作為塔底熱果預(yù)切割+油吸收技術(shù)中，油吸收塔塔底富吸收劑返回預(yù)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,兩個技術(shù)可作為一種技術(shù),其區(qū)別僅在于預(yù)切割+油吸收為需要MTO裝置優(yōu)化水系統(tǒng)熱水的溫度，以適應(yīng)前脫乙烷工藝兩個塔完成脫甲烷,脫甲烷塔丙烷洗為一個塔完成脫甲烷。兩對熱源的需求?？梢酝ㄟ^提高水系統(tǒng)的壓力或提高塔底壓力來個技術(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(tǒng)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(qū)別在于采用的吸收劑不同，吸收劑的循環(huán)路線不適應(yīng)MTO與C4+綜合利用組合工藝的特點;2、總體優(yōu)化系統(tǒng)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(yù)切割+油吸收技術(shù)中丙烷作為吸收劑時,吸收劑在油吸收塔、預(yù)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(xiàn):為吸收劑時,吸收劑循環(huán)路線較長,能耗較高,但吸收乙烯過程[1]上海惠生化工工程有限公司.一種含輕質(zhì)氣體的非深冷中損失的吸收劑以丙烷為主。混合C3作為吸收劑時吸收劑循低碳烴分離方法:中國,103532806AIP.2009-01-28環(huán)路線短,能耗較低,但吸收乙烯時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(shè)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(zhuǎn)化制取低碳烯烴氣體的分離方的含量非常少,聚合現(xiàn)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(qū)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(qū)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)4項目改造后的經(jīng)濟效益萬+1.38萬=38.994萬元4.1項目實際成本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年折舊此項目圓滿完成，順利實現(xiàn)了整個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個月。(1)粗碎改造制作成本此次改造重點解央選礦工藝流程故障停車導(dǎo)致產(chǎn)量下格篩60mm錳板32噸x4500元/噸=14.4萬元，斜長錐型降、電耗增高的問題,根據(jù)前期試驗數(shù)據(jù),通過改造每月可減少溜槽鋼材23.5噸x4300元/噸=10.105萬元，其它材料合計3.7故障停機 48小時以上,多生產(chǎn)鐵精粉為:Q1=140/hx48h+2x8=萬元，制作人工費55.5噸x780元/噸=4.329萬元。粗碎改造制26880t(按8個月正常生產(chǎn)計算,2012年選礦廠新系統(tǒng)選比為作成本:E=14.4萬+10.105萬+3.7萬+4.329萬=32.534萬元。2.0)。(2)中細(xì)碎改造制作成本按塔東礦業(yè)公司2012年鐵精粉出廠價格580元/、直接鋼材7.6噸x4300元/噸=3.268萬元，制作人工費7.6噸x選礦成本150元/計算,選礦廠多產(chǎn)出鐵精粉利潤為:430元。780元/噸=0.5928萬元。中細(xì)碎改造制作成本:E2=3.268萬+8個月可創(chuàng)效為:W=430元/x268801=1155.84萬元。0.5928萬=3.8608萬元。4.3該項 目改造后的最終經(jīng)濟效益(3)濕式預(yù)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=1.032萬元，制作人工費2.4噸xA=W-E-1155.84萬元-38.994 萬元-1116.846萬元。780元/噸=0.1872萬元。濕式預(yù)磁選給料溜槽改造制作成本:節(jié)省的電能由于計算復(fù)雜,此次不予計算。E=1.032萬+0.1872萬=1.2192萬元。5結(jié)語(4)絮凝劑制備器成本塔東礦業(yè)公司選礦廠在帶礦試車調(diào)試的過程中,對以上絮凝劑制備器成本:E=1.38萬元。四個主要問題嚴(yán)格按照工藝技術(shù)改造方案實施，并不斷總結(jié).(5)總成本合計和改進(jìn),順利通過了試生產(chǎn)考驗,問題全部得到解決,實現(xiàn)了總成本合計:E=E+Ez+E+E.=-32.534萬+3.8608萬+1.2192預(yù)期效果。26