MTO催化剂跑损 PPT课件

浅谈MTO 基本操作汇报人：杨金龙CONTENTS目录Page 4反-再部分Page 18水系统部分Page 25热工部分章节介绍一、反-再部分二、水系统部分三、热工部分反-再部分水系统部分热工部分章节一：反-再部分1. 反-再部分小结共设五节2. 影响MTO低碳烯烃选择性的主要原因共设两节3. 降低MTO甲醇单耗的措施共设两节01 甲醇进料，属于强放热反应。

甲醇生成乙烯、丙烯、丁烯几个主反应是不可逆反应，可以进行到很高的程度。

如果要尽量多的生产乙烯或丙烯，必须选择孔径精确的小孔催化剂。

通过考察乙烯、丙烯、丁烯三个烯烃组分之间的平衡关系，在稀释比一定的条件下，随着温度的升高，乙烯的平衡摩尔分率(一种组分在全部组分中所占的比例)持续增大，丁烯的平衡摩尔分率持续减小，而丙烯呈现不同于乙烯和丁烯的变化规律，先增大后减小。

较低温度时主要以生成丙烯为主，温度较高时，主要以生成乙烯为主。

由于生成乙烯反应的膨胀因子较大，稀释组分的加入对生成乙烯反应的平衡有利。

通过我们的实际操作和观察,在480℃左右乙烯达到最大收率。

02 SAPO-34流化床催化剂具有较好的反应性能，中煤陕西公司MTO装置能够实现99％以上的甲醇转化率、75～78%左右的乙烯+丙烯选择性，90％左右的乙烯+丙烯+C4烯烃选择性。

反应温度对MTO反应的影响最为显著，反应温度对产品的选择性是比较敏感的，尤其是对乙烯和丙烯的产品分布影响比较大，根据大连化物所的提供的工艺包显示，当温度为475℃时乙烯和丙烯的比例为1：1。

一般来说，当反应温度高于400℃的时候甲醇的转化率可以达到100%，当反应温度高于400℃的时候，随着反应温度的增加乙烯的收率增加，丙烯的选择性具有明显降低的趋势。

但对于乙烯加丙烯的总体产量来说基本不变。

按实际经验观察的结论看，反应温度升高，乙烯产率上升，丙烯收率下降，反应温度下降，丙烯收率增大，乙烯收率降低。

当然温度调节是在一定范围为前提。

MTO装置水洗塔长周期运行的影响因素及处理措施MTO装置在生产运行过程中，反应产物中微量的重组分会在水洗水低温区冷凝，形成蜡状物附着在水洗塔塔盘和水系统换热器及管线内，导致水洗塔差压升高、水洗系统换热器效率下降，从而影响了水洗塔长周期平稳运行。

本文依托实际生产，分析了各项影响因素，提出了实际操作中解决该问题的措施和方法。

标签：水洗水；堵塞；MTO采用循环流化床的MTO工业装置包括甲醇进料气化和反应、催化剂再生和循环、反应产物冷却和脱水三大部分。

反应产物冷却和脱水系统是集热量回收利用、反应水凝结、脱除催化剂细粉及反应产物处理于一体，一般包括急冷塔系统、水洗塔系统和反应水汽提系统。

本文主要介绍装置长周期运行程中，水洗塔系统存在的问题和相应的处理措施。

1 MTO装置水洗水流程介绍产品气自急冷塔顶进入水洗塔下部，与上部返塔水洗水逆流接触进行传质传热，将产品气洗涤冷却至40℃后送往分离装置进行压缩。

水洗塔内设有18层浮阀塔盘，塔底设有隔油设施。

温度约100℃、流量约2800t/h的水洗水自水洗塔底抽出，送至下游分离装置丙烯精馏塔底重沸器作热源，换热后返回MTO装置，随后经水洗水干式空冷器冷却至55℃，最后分为两路，一路进入水洗塔中部第11层塔盘，另一路冷却至37℃，进入水洗塔上部第18层塔盘。

由塔底隔油设施分离出的少量“汽油”经水洗塔底汽油泵抽出后送至V107罐沉降分离。

产品气中冷凝出的水由水洗水泵出口管线分出，经污水汽提系统回收未完全反应的甲醇、二甲醚等物质后外排。

2 影响因素分析在MTO反应过程中生成的微量重质烃以及原料甲醇中攜带的长链烃会随产品气进入水洗塔，这些微量重组分在70℃左右时会冷凝成蜡状物附着在系统内。

此外水洗塔中还有微量急冷塔未洗涤完全的催化剂细粉残留，这些细粉会被水洗水带到水洗塔塔盘、水系统换热器及系统管线上沉积。

在装置满负荷长周期运行过程中，会对系统产生以下影响：2.1 水洗塔差压波动反应生成的重质烃及原料中携带的长链烃主要在水洗塔低温区的中上部塔盘上沉积；而催化剂细粉和部分重组分会形成油泥在下部塔盘沉积。

MTO夏季高负荷操作的影响因素及处理措施分析作者：宋宇来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第01期摘要：甲醇制烯烃工艺（MTO）是新型煤化工清洁能源技术，近年来发展迅速。

随着MTO装置的长时间运行，实际生产运行过程中也出现了许多问题。

本文着重说明MTO装置如何应对夏季高温情况下装置高负荷生产的各种问题。

关键词：甲醇制烯烃；夏季；高负荷1 工艺背景及流程介绍某煤制烯烃项目的MTO装置采用中国科学院大连化学物理研究所、陕西新兴煤化工科技有限公司和中国石化集团洛阳石油化工工程公司合作开发的甲醇制烯烃工艺技术，在万吨级工业试验装置的基础上进行工业化放大，建成世界首套60万t/a的大型工业化工装置。

MTO装置2010年8月8日一次投料试车成功，2011年1月1日正式商业化运行至今历经八年，已经逐渐发展为一个技术趋向成熟的工艺装置。

MTO装置包括反应再生系统、急冷汽提系统、热工系统。

MTO级甲醇经加热气化过热后进入反应器；反应产物经旋风分离器送至急冷塔，反应再生系统采用循环流化床和不完全再生工艺；主风系统设置一开一备两台主风机提供足够的再生烧焦用风。

急冷汽提系统包括急冷、水洗、汽提三塔。

反应气经急冷水洗塔脱过热、洗涤催化剂并将大部水冷凝后送下游烯烃分离装置；在急冷水洗塔冷凝下来的水经污水汽提塔回收少量甲醇、二甲醚等有机物后外排，回收的甲醇、二甲醚进反应器回炼。

热工系统包括再生器内外取热器、CO焚烧炉和余热锅炉，主要作用是回收再生烧焦过程中产生的热量并产生蒸汽。

MTO装置运行期间遇到诸多问题。

其中夏季操作不能达到进料236t运行的工艺操作成为2013年以来比较突出的问题，也是为煤制烯烃企业生产运行的瓶颈。

装置技术人员根据MTO 装置夏季的生产运行情况查找甄别装置未能满负荷运行的各种问题并提出了针对这些问题的整改方案。

2 生产过程中出现的问题2.1 催化剂跑损问题①反应器内催化剂细粉含量高。

MTO反应器与再生器均采用流化床的流化方式。

用于醇醚制低碳烯烃（MTO/MTP）的催化剂摘要：几十年来，许多不同种类的催化剂都尝试应用于甲醇制烯烃的（MTO）反应，尤其五元高硅中孔沸石ZSM-5的研究最为成熟，但由于其孔径相对较大，得到的主要产物为丙烯及C4+烃类，同时芳烃含量较高。

1984年，美国联碳公司合成的SAPO-34菱沸石小孔硅磷酸铝分子筛，成为至今催化MTO过程最适宜的催化剂。

以SAPO-34为催化剂催化MTO过程，甲醇转化率达100%，乙烯选择性>50%，低碳烯烃C2~C4总收率>85%，几乎无C5以上的产物。

通过Ni改性的SAPO-34分子筛进一步提高了乙烯的选择性，可接近90%。

一、用于MTO的催化剂早在1977年，Salvador和Klading[1]就用改性的Y沸石用于MTO的反应中，研究了20~350℃下，H-Y沸石和Na-Y 沸石表面上甲醇转化反应。

Marchi[2]等研究了丝光沸石和脱铝丝光沸石的酸强度及甲醇制烯烃反应的进料影响。

美国Mobil公司的Chang等[3]首次采用ZSM-5沸石作为MTO反应的催化剂。

1984年，Lok等[4]在AlPO4系列分子筛中引入了Si元素，研发出了一系列磷酸硅铝分子筛（SAPO-n，n为型号），这种微孔型催化剂的骨架呈负电性，具有可交换的中等质子酸性和阳离子，广泛应用于石油化工领域。

近年来，为了增加催化剂的寿命以及提高催化剂的性能，研究者通过调节分子筛的表面酸性和在孔道中引入金属离子等方法对SAPO-34分子筛进行了多方面的改性，其中Ni改性的SAPO-34分子筛在催化MTO反应时[5]，积炭速率得以降低，甲醇转化率为100%，乙烯选择性高达88%。

二、SAPO-34的组成与结构SAPO分子筛的组成能在很宽的范围内改变，产物含硅的量随合成条件的不同而变化。

SAPO分子筛的无水形式可用mR:（Si X Al Y P Z）O2表示[6]，m、x、y、z分别表示模板剂、Si、Al、P的摩尔分数（m=0~0.3; x=0.01~0.98; y=0.01~0.60; z=0.01~0.52），且x+y+z=1，R代表有机胺和季胺离子。

MTO装置在低负荷运行情况下的再生系统优化某单位煤制烯烃项目2011年1月进入商业化运行，是世界首套工业化MTO 装置，目前MTO装置能在相对较高的负荷下长期、稳定、安全的运行。

但在装置进行低负荷（为设计负荷的60-70%）运行期间，出现了再生器密相温度低，稀相及后路系统容易超温的现象，以及再生器一、二级旋风分离器的线速易处于临界线速。

为了防止在低负荷下再生器密相温度过低、稀相及后路超温和催化剂的跑损，对再生器进行优化改造。

标签：MTO装置;优化改造;超温;负荷1 MTO装置发展及概述甲醇制烯烃技术对中国有十分重大的意义，我国石油的消费很大，国内的石油资源不足，严重影响着国家能源的发展，并威胁着国家的能源安全。

单靠进口原油无法满足我国对烯烃的供给。

但我国煤炭资源比较丰富，通过不断的研究和努力，从而实现的甲醇制烯烃的技术。

这不但减少对石油的依赖，而且对国家的经济发展有很大的促进意义。

某单位的MTO装置是采用中国科学院大连化学物理研究所、陕西新兴煤化工科技有限公司和中国石化集团洛阳石油化工工程公司共同开发的工艺技术，在陕西华县万吨的试验装置进行的放大，最终建成世界首套的大型煤化工装置，并在2010年8月8日一次性开车成功。

MTO设计的处理量为180万t/a原料甲醇，生成60万t/a烯烃和副产大量的水。

MTO装置有反再系统、水系统、热工系统等三大部分组成。

反再系统主要包括反应器、再生器、外取热器、甲醇进料预热系统和主风机组成。

甲醇以气相的形式进入流化床反应器，在催化剂的作用下转化成富含烯烃的产品气，产品气被送到下游装置进行分离处理，失去活性的催化剂送至再生器，在主风的接触下进行再生（不完全再生），恢复活性的催化剂又进入反应器，一直循环流化。

水系统由急冷塔、水洗塔、沉降罐、污水汽提塔和一些冷换设备组成。

急冷塔的主要作用是对产品气进行脱过热和洗涤大量的催化剂。

水洗塔是将产品气冷却降温至40℃左右。

污水汽提塔的作用是将急冷、水洗水中的少量甲醇、二甲醚等有机物进行回收。

催化剂跑损原因分析摘要：甲醇制低碳烯烃（MTO）主要是利用甲醇在高温的条件下和酸性催化剂作用生成主要以乙烯、丙烯和C4等混合低碳烯烃。

乙烯和丙烯做为石油化工最为基础的原料，乙烯和丙烯传统上主要是通过石油裂解等路径制得，近几年煤制甲醇和甲醇制低碳烯烃得到广泛的重视和应用。

催化剂做为煤（甲醇）制烯烃技术的核心部分，其烯烃的选择性和收率直接关乎着工厂的经济效益，同时其消耗量关乎着工厂的运行成本的一个非常重要因素。

催化剂跑损量是催化剂日常消耗的重要工艺控制指标。

本文对催化剂的跑损的原因进行分析，为工业化生产提供技术指导。

关键词：甲醇制低碳烯烃；催化剂；跑损；线速某装置采用中国科学院大连化学物理研究所、中国石化集团洛阳石油化工工程公司和陕西新型煤化工科技发展有限公司共同开发的DMTO工艺技术。

某处理能力为180万吨/年甲醇原料（折纯），生产60万吨/年烯烃（乙烯+丙烯）产品，年开工时数为8000小时。

其生产工艺主要为复杂的湍流流化床工艺。

催化剂在参与流化和反应过程中，不仅催化剂自身进行磨损，同时催化剂同管道、设备等进行磨损。

所以催化剂的消耗量不仅和催化剂的自身的性能有关，同样还和工艺控制条件以及设备运行状况有关。

本文主要从设备、工艺、催化剂自身性能以及生产操作等四个方面简要的阐述了影响催化剂跑损的原因。

1 设备方面1.1 旋风分离器的分离性能旋风分离器是一种将粉粒从气流中分离出来的干式气--固分离装置，被广泛用于工业生产，具有结构简单、耐高温、操作维修方便、占地面积小及分离效率高等优点。

旋风分离器的分离效率直接影响催化剂的跑损。

为了降低催化剂的跑损，减少对下游装置和环境的影响，故在反应器和再生器出口设置了三级旋风分离器用于回收催化剂细粉。

影响旋风分离器的效率的因素主要分为以下几点：1.根据旋风分离器的设计原理和工艺操作条件，目前旋风分离器的入口线速的合适范围一般为12—22 m/s，不宜低于10 m/s，防止入口线速过小形成催化剂细粉堆积。