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摘要：甲醇制烯烃工艺技术，是以甲醇作为原料，借助循环流化床反应器，在一定的温度、压力和催化剂作用下，生成为乙烯、丙烯等低碳的烯烃产品，完成甲醇制烯烃生产的任务。通过近几十年来国内外的大量研究，该工艺技术得到了不断的创新与提高，形成了诸多代表性的甲醇制低碳烯烃工艺，这些工艺均以反应再生系统为核心，包含后续产品的分离与净化。本文就甲醇制烯烃工艺及其优化设计进行探讨。
关键词：甲醇制烯烃；优化设计；现状
1、甲醇制烯烃技术研究现状
目前，随着众多煤制烯烃项目建成投产，作为整个煤制烯烃项目最核心的装置，国内甲醇制烯烃工艺技术得到了更广泛和深入的研究与创新。以国内大连化物所DMTO工艺技术为代表，为了进一步提高甲醇制烯烃工艺中产品的收率，大连化物所在DMTO工艺技术基础上，又相继开发出了DMTO-II、DMTO-III新工艺。其中，DMTO-II工艺技术已于2014年底在陕西蒲城项目开车成功。另外，中石化SMTO工艺、神华SHMTO工艺、清华大学FMTP工艺，鲁奇MTP工艺，都在不同程度上进行了技术创新，生产出合格的烯烃产品。这些技术的相继研究开发与工业化应用，给甲醇制烯烃工艺技术带来了新的突破，提高了甲醇制烯烃工艺的生产效率与效益，进一步满足化工生产与市场的需求。
2、甲醇合成与甲醇制烯烃工艺入料工艺
甲醇合成装置工艺流程为：净化后的新鲜合成气从上游低温甲醇洗装置供给，大部分新鲜合成气先经过压缩机入口分离器与循环气一起经过加压换热后进入合成塔进行反应，反应气经过换热降温后经过空冷或水冷器冷却至40℃左右进入粗甲醇分离器，分离后的气体与少部分新鲜合成气汇合后进行循环反应，液相则进入低压闪蒸槽（0.6MPaG、40℃），利用低压闪蒸槽的压力将粗甲醇送入脱轻塔，在脱轻塔塔顶温度控制在86℃，塔底温度控制在93℃，脱轻塔主要是除去粗甲醇中的轻组分，生产MTO级甲醇，塔底MTO级甲醇升压后冷却至40℃送入成品罐区，然后利用罐区泵将甲醇制烯烃级甲醇利用泵升壓后供给甲醇制烯烃装置。甲醇制烯烃装置入料甲醇预热工艺流程：甲醇成品罐区供给的MTO级甲醇（40℃、1.15MPaG）进入甲醇制烯烃装置界区，先分成两路：一路经过反应器内取热后与另一路汇合，经过甲醇—净化水换热器（2台）换热至约70℃，再经甲醇—凝结水换热器（2台）。换热后分成三路：一路经过升压泵（2台）升压，一路经过甲醇—汽提气换热器，一路经过甲醇—蒸汽换热器，三路汇合后温度约为100℃，再经过甲醇—反应气换热器（2台）至250℃左右进入反应器进行反应，反应器入口温度可以通过甲醇—凝结水换热器（二）进行微调。如图1所示。
3、优化后的甲醇合成和甲醇制烯烃装置工艺
将甲醇制烯烃装置的甲醇入料预热部分用甲醇装置的脱轻塔替代，并且去除甲醇装置部分的脱轻塔，此替代方法将取代甲醇制烯烃装置的升压泵、甲醇一汽提气换热器和甲醇～凝结水换热器三部分设备。优化以后的流程就将变为如下：由甲醇装置所产生的粗甲醇，先经过粗甲醇闪蒸罐闪蒸，闪蒸以后再利用闪蒸罐自身的压力将粗甲醇直接压入到粗甲醇储罐，紧接着利用粗甲醇泵将粗甲醇储罐内的甲醇升压，再送至甲醇制烯烃装置中去，首先经过甲醇一净化水预热器和反应器的内取热将粗甲醇预热至7O℃，然后再送入脱轻塔，利用脱轻塔的功能将粗甲醇中的轻组分杂质彻底脱除，将达到93～C的合格甲醇制烯烃级甲醇加压，紧接着直接将其送入到甲醇一蒸汽换热器中，最后经过甲醇一反应气换热器将其升温至约250℃，再送入反应器进行反应。
4、整合优化前后的比较
（1）改变了甲醇制烯烃装置原来的入料组分，优化后进入甲醇制烯烃装置的原料为粗甲醇，相比较原来的甲醇制烯烃级甲醇入料，甲醇制烯烃装置必须要完成粗甲醇中轻组分的脱除。由于脱轻塔运行稳定，易于操作，不会增加甲醇制烯烃装置的操作量。（2）脱轻塔由甲醇装置移至甲醇制烯烃装置，取代了甲醇制烯烃装置原来的部分设备，同时甲醇装置取消了脱轻塔，而粗甲醇在闪蒸槽闪蒸后直接进入罐区进行储存，以便外送，整合优化后简化了两套装置流程，节约了设备投资，降低了设备维护费用，亦可缩短了项目建设工期。（3）优化后，甲醇装置的脱轻塔塔底甲醇制烯烃级甲醇水冷器被取消，不仅节省了投资，同时节约了大量的冷却水。同时，优化后由于入脱轻塔前的粗甲醇被预热至70℃，这种入料方式在一定程度上减小了脱轻塔再沸器的热负荷，节省了大量的蒸汽。（4）脱轻塔下移，对甲醇合成装置无任何影响，且脱轻塔的预热入料方式在国内众多的甲醇精馏普遍应用，操作简单可靠。（5）优化后，总计节约设备费用、安装费用和运行维护费用近千万。
5、结束语
综上所述，脱轻塔后置简化了甲醇合成和甲醇制烯烃装置的工艺流程，节约了投资，降低了能耗，为今后再建同类型的煤制烯烃项目提供了设计选择性，其合理性可通过实践进行检验。MTO级甲醇“大小塔”精馏工艺的运用，将脱轻塔回流冷却器后的气相甲醇进行回收并加以精馏，生产出高品质且满足煤制烯烃项目多装置需求的精甲醇，以期实现煤制烯烃项目资源最大化和效益最大化。通过对甲醇制烯烃工艺技术的创新研究，不断应用新的工艺技术措施，生产出更多的烯烃产品，满足化工产品的技术要求，降低成本，提高经济效益。相信未来的甲醇制烯烃工艺技术会更完善。
参考文献：
[1]高效甲醇制烯烃全流程技术获科技进步一等奖[J].乙醛醋酸化工.2018（04）.
[2]甲醇制烯烃将成我国未来烯烃市场主流[J].金羽豪，任文坡.中国石化.2017（01）.
[3]大型煤制烯烃项目甲醇合成工艺比选[J].孙晋东.煤炭加工与综合利用. 2018（04） .
（作者单位：美克美欧化学品（新疆）有限责任公司）
关键词：甲醇制烯烃；优化设计；现状
1、甲醇制烯烃技术研究现状
目前，随着众多煤制烯烃项目建成投产，作为整个煤制烯烃项目最核心的装置，国内甲醇制烯烃工艺技术得到了更广泛和深入的研究与创新。以国内大连化物所DMTO工艺技术为代表，为了进一步提高甲醇制烯烃工艺中产品的收率，大连化物所在DMTO工艺技术基础上，又相继开发出了DMTO-II、DMTO-III新工艺。其中，DMTO-II工艺技术已于2014年底在陕西蒲城项目开车成功。另外，中石化SMTO工艺、神华SHMTO工艺、清华大学FMTP工艺，鲁奇MTP工艺，都在不同程度上进行了技术创新，生产出合格的烯烃产品。这些技术的相继研究开发与工业化应用，给甲醇制烯烃工艺技术带来了新的突破，提高了甲醇制烯烃工艺的生产效率与效益，进一步满足化工生产与市场的需求。
2、甲醇合成与甲醇制烯烃工艺入料工艺
甲醇合成装置工艺流程为：净化后的新鲜合成气从上游低温甲醇洗装置供给，大部分新鲜合成气先经过压缩机入口分离器与循环气一起经过加压换热后进入合成塔进行反应，反应气经过换热降温后经过空冷或水冷器冷却至40℃左右进入粗甲醇分离器，分离后的气体与少部分新鲜合成气汇合后进行循环反应，液相则进入低压闪蒸槽（0.6MPaG、40℃），利用低压闪蒸槽的压力将粗甲醇送入脱轻塔，在脱轻塔塔顶温度控制在86℃，塔底温度控制在93℃，脱轻塔主要是除去粗甲醇中的轻组分，生产MTO级甲醇，塔底MTO级甲醇升压后冷却至40℃送入成品罐区，然后利用罐区泵将甲醇制烯烃级甲醇利用泵升壓后供给甲醇制烯烃装置。甲醇制烯烃装置入料甲醇预热工艺流程：甲醇成品罐区供给的MTO级甲醇（40℃、1.15MPaG）进入甲醇制烯烃装置界区，先分成两路：一路经过反应器内取热后与另一路汇合，经过甲醇—净化水换热器（2台）换热至约70℃，再经甲醇—凝结水换热器（2台）。换热后分成三路：一路经过升压泵（2台）升压，一路经过甲醇—汽提气换热器，一路经过甲醇—蒸汽换热器，三路汇合后温度约为100℃，再经过甲醇—反应气换热器（2台）至250℃左右进入反应器进行反应，反应器入口温度可以通过甲醇—凝结水换热器（二）进行微调。如图1所示。
3、优化后的甲醇合成和甲醇制烯烃装置工艺
将甲醇制烯烃装置的甲醇入料预热部分用甲醇装置的脱轻塔替代，并且去除甲醇装置部分的脱轻塔，此替代方法将取代甲醇制烯烃装置的升压泵、甲醇一汽提气换热器和甲醇～凝结水换热器三部分设备。优化以后的流程就将变为如下：由甲醇装置所产生的粗甲醇，先经过粗甲醇闪蒸罐闪蒸，闪蒸以后再利用闪蒸罐自身的压力将粗甲醇直接压入到粗甲醇储罐，紧接着利用粗甲醇泵将粗甲醇储罐内的甲醇升压，再送至甲醇制烯烃装置中去，首先经过甲醇一净化水预热器和反应器的内取热将粗甲醇预热至7O℃，然后再送入脱轻塔，利用脱轻塔的功能将粗甲醇中的轻组分杂质彻底脱除，将达到93～C的合格甲醇制烯烃级甲醇加压，紧接着直接将其送入到甲醇一蒸汽换热器中，最后经过甲醇一反应气换热器将其升温至约250℃，再送入反应器进行反应。
4、整合优化前后的比较
（1）改变了甲醇制烯烃装置原来的入料组分，优化后进入甲醇制烯烃装置的原料为粗甲醇，相比较原来的甲醇制烯烃级甲醇入料，甲醇制烯烃装置必须要完成粗甲醇中轻组分的脱除。由于脱轻塔运行稳定，易于操作，不会增加甲醇制烯烃装置的操作量。（2）脱轻塔由甲醇装置移至甲醇制烯烃装置，取代了甲醇制烯烃装置原来的部分设备，同时甲醇装置取消了脱轻塔，而粗甲醇在闪蒸槽闪蒸后直接进入罐区进行储存，以便外送，整合优化后简化了两套装置流程，节约了设备投资，降低了设备维护费用，亦可缩短了项目建设工期。（3）优化后，甲醇装置的脱轻塔塔底甲醇制烯烃级甲醇水冷器被取消，不仅节省了投资，同时节约了大量的冷却水。同时，优化后由于入脱轻塔前的粗甲醇被预热至70℃，这种入料方式在一定程度上减小了脱轻塔再沸器的热负荷，节省了大量的蒸汽。（4）脱轻塔下移，对甲醇合成装置无任何影响，且脱轻塔的预热入料方式在国内众多的甲醇精馏普遍应用，操作简单可靠。（5）优化后，总计节约设备费用、安装费用和运行维护费用近千万。
5、结束语
综上所述，脱轻塔后置简化了甲醇合成和甲醇制烯烃装置的工艺流程，节约了投资，降低了能耗，为今后再建同类型的煤制烯烃项目提供了设计选择性，其合理性可通过实践进行检验。MTO级甲醇“大小塔”精馏工艺的运用，将脱轻塔回流冷却器后的气相甲醇进行回收并加以精馏，生产出高品质且满足煤制烯烃项目多装置需求的精甲醇，以期实现煤制烯烃项目资源最大化和效益最大化。通过对甲醇制烯烃工艺技术的创新研究，不断应用新的工艺技术措施，生产出更多的烯烃产品，满足化工产品的技术要求，降低成本，提高经济效益。相信未来的甲醇制烯烃工艺技术会更完善。
参考文献：
[1]高效甲醇制烯烃全流程技术获科技进步一等奖[J].乙醛醋酸化工.2018（04）.
[2]甲醇制烯烃将成我国未来烯烃市场主流[J].金羽豪，任文坡.中国石化.2017（01）.
[3]大型煤制烯烃项目甲醇合成工艺比选[J].孙晋东.煤炭加工与综合利用. 2018（04） .
（作者单位：美克美欧化学品（新疆）有限责任公司）