甲醇制烯烴裝置降低急冷水固含量方法的探究

龍琴剛

摘要：甲醇制烯烴技術(shù)最近幾年蓬勃發(fā)展；但在發(fā)展過程中急冷水固含量的問題一直困擾著許多工作人員。本文在對甲醇制 烯烴裝置中急冷水系統(tǒng)固含量升高的原因和危害進行簡要分析后；著重探討了怎樣降低甲醇制烯烴裝置中的急冷水固含量。 關(guān)鍵字：甲醇制烯烴；催化劑；急冷水固含量；降低方法

中圖分類號：V261 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）19-0287-01

1 甲醇制烯烴裝置中急冷水固含量提升原因概述

在甲醇制烯烴裝置中，甲醇轉(zhuǎn)化為烯烴的過程會產(chǎn)生乙烯、丙

烯等氣體，這些氣體在離開反應(yīng)裝置的時候會攜帶少量的催化劑顆 粒。雖然裝置中的的過濾系統(tǒng)會將大部分催化劑顆粒進行回收，但 是仍有少部分催化劑顆粒（多為5μm 以下）會伴隨烯烴產(chǎn)物一起進 入急冷水系統(tǒng)，在烯烴產(chǎn)物得到降溫的同時，這些催化劑顆粒也隨 之沉淀到急冷水系統(tǒng)中。久而久之，便會在急冷水中形成大量的催 化劑固含物[1]。

2 急冷水固含量過高危害概述

2.1 急冷水循環(huán)量降低

急冷水中的固含量過高時，會對設(shè)備和管道等形成堵塞，使得 急冷水流通通道變小，從而使急冷水循環(huán)量降低，導(dǎo)致急冷水系統(tǒng) 的效用變差，并對水洗系統(tǒng)的正常運行造成影響。

2.2 降低設(shè)備使用壽命

急冷水固含量過高會大大降低相關(guān)設(shè)備的使用壽命。例如，固

含量過高的急冷水在進入急冷水泵時會對葉輪及其他裝置造成一定 程度上的損壞，損害急冷水泵的性能，其他由于沖擊造成的磨損也 需要經(jīng)常進行維修；冬季溫度低的時候，急冷水中的的固含物沉積 在空氣冷卻器的通道中會是其流速降低，通量減少，非常容易發(fā)生 堵塞現(xiàn)象甚至導(dǎo)致空氣冷卻器管束發(fā)生凍裂。

2.3 降低換熱器工作效率

隨著急冷水的循環(huán)，固含物會隨之沉淀在換熱器管束中，導(dǎo)致

換熱器管束中的污垢層加厚，進而增加熱阻，導(dǎo)致?lián)Q熱器工作效率

的降低。

3 甲醇制烯烴裝置降低急冷水固含量的方法分析

為了減少急冷水中催化劑的含量，提高急冷系統(tǒng)的運行效率和 換熱器的工作效率，可以往急冷水中注入高溫萃取劑。從旋液泵的 入口管線處將高溫萃取劑注入，然后通過分離器的離心分離作用把 高溫萃取劑萃取出來的催化劑從急冷水中分離出去。高溫萃取劑的注入可以有效的將催化劑顆粒從急冷水中分離出 去，達(dá)到降低急冷水固含量的效果，在進行試驗時，我們在急冷水 中加入高溫萃取劑，一個月后，固含量由 2500-3500mg/L 降到 1500-2000mg/L。但是需要注意的是，分離出的催化劑顆?？赡軙?急冷塔中沉降，這樣雖然可以降低急冷水中的固含量，但隨著催化 劑沉積量的不斷累積，將會對泵的過濾網(wǎng)造成堵塞，降低換熱器的 換熱效果。正常情況下，含有催化劑的急冷水會從一、二級旋液口 排放出去，但其排放量較小，不足以將所有催化劑都排放出去，高 溫萃取劑注入三個月后，試驗發(fā)現(xiàn)急冷水中固含量回升到了 2500-3500mg/L，甚至有所增加，研究發(fā)現(xiàn)這是由于含有催化劑的急 冷水外排量不足導(dǎo)致的，為了避免這種情況，在高溫萃取劑注入量 穩(wěn)定的情況下要增加急冷水的外排放量，通過急冷水旋液側(cè)的外排 手閥控制其外排到污水池，將急冷水塔內(nèi)的固含量高的急冷水置換 出去，從而減少塔內(nèi)急冷水的固含量[2]。與此同時，為了應(yīng)對由于急冷水大量外排導(dǎo)致的污水池池面急 速上漲的局面，可以根據(jù)裝備的實際情況增設(shè)備用的沉降池，當(dāng)主 污水池的固含量達(dá)到一定高度時，可以將污水池的水導(dǎo)流至備用污 水池進行沉降處理。通過二者切換使用，環(huán)緩解污水池的壓力。

3.2 使用金屬微孔膜

常用的甲醇制烯烴反應(yīng)裝置往往是在反應(yīng)裝置的后端利用旋風(fēng)

分離的方式對催化劑顆粒進行去除，但是由于旋風(fēng)分離器本身的局 限性，導(dǎo)致顆粒直徑小于 10μm 的催化劑顆粒無法被排除，往往會 進入到急冷水中造成設(shè)備堵塞等問題。因此，為了降低急冷水中的 固含量，就得對急冷水進行過濾。傳統(tǒng)的分離方式有旋流分離、絲網(wǎng)過濾器、袋式過濾器以及陶瓷過濾器。其中陶瓷過濾器過濾精度 較高，但是它不僅處理量小，能耗高，而且還很難進行清洗。而其 他三種方式的過濾精度都較低，過濾效果往往不如人意。

金屬微孔膜有兩部分組成，一是金屬多孔支撐層，其強度相對 較高，可以起到支撐的作用；二是金屬多孔分離層，用于對過濾物 的分離。這種構(gòu)成方式是金屬微孔膜可以做到流量和精度的兼顧， 因此，我們可以考慮將其應(yīng)用到甲醇制烯烴裝置中來。

金屬微孔膜根據(jù)支撐層的不同可以分為兩類，即金屬粉末微孔 膜和金屬絲網(wǎng)微孔膜。在采用過濾精度都為1μm 的兩種金屬微孔膜 進行對甲醇制烯烴急冷水過濾試驗時，發(fā)現(xiàn)這兩種金屬微孔膜均可 以對急冷水中的催化劑顆粒進行有效攔截，可以將急冷水的固含量 降低到5mg/m?以下，但是由于金屬微孔膜制作工藝的原因，會有一 些較為細(xì)小的粉末進入金屬微孔膜的支撐層中，對于透氣性較強的 金屬絲網(wǎng)來說這些細(xì)小的粉末對其影響不大；而對金屬粉末微孔膜 來說，細(xì)小的粉末進入到其支撐層中，將會形成100-150μm 的聚合 顆粒，可能會堵塞支撐層中的孔，使孔變?yōu)槊た祝档推溥^濾的性 能。所以，金屬絲網(wǎng)微孔膜相對于金屬粉末微孔膜來說，在急冷水 過濾中流量更大、反吹再生效果更好，更適合甲醇制烯烴裝置中急 冷水的過濾[3]。

綜上所述，我們可以更多的利用金屬絲網(wǎng)微孔膜來進行急冷水 中催化劑顆粒的過濾，降低急冷水固含量。同時，考慮采取一些工 藝提升金屬粉末微孔膜的透氣性，使其也可以在急冷水過濾中的到 廣泛應(yīng)用。

3.3 對反再生系統(tǒng)進行適當(dāng)調(diào)整

反再生系統(tǒng)是甲醇制烯烴裝置中控制床層平穩(wěn)流化的系統(tǒng)，為

了降低急冷水固含量，應(yīng)該在保證甲醇制烯烴裝置正常運行的情況 下調(diào)整反應(yīng)密相床層的高度和催化劑夾帶高度，以減少催化劑的跑 損和破損[4]。

3.4 保證換熱器的換熱效率

急冷水水系統(tǒng)中的換熱器、空冷器等裝置上經(jīng)常會附著大量的

催化劑，造成冷換設(shè)備的污垢熱阻增加，進而導(dǎo)致冷換設(shè)備傳熱系 數(shù)的減小。為了避免這種情況，可以在保證設(shè)備運行效率的前提下， 增加空冷器、換熱器的入口的吹掃蒸汽，達(dá)到清掃污垢的目的。

3.5 提高旋流分離器的分離能力

針對目前旋流分離器的工作狀態(tài)，聯(lián)系設(shè)備廠家對旋流分離器

的設(shè)計負(fù)荷和分離能力進行改進.確保分離器正常運轉(zhuǎn)，一旦發(fā)現(xiàn) 分離器有堵塞的情況，利用分離器底部吹掃接頭，用蒸汽反吹旋流 分離器，疏通旋流單管，達(dá)到旋流分離器正常工作的目的。

4 結(jié)束語

甲醇制烯烴的裝置中，急冷水固含量過高往往會給降低裝置的

工作效率，并給裝置帶來很大損害，造成裝置使用壽命的縮減，從 而增加甲醇制烯烴工業(yè)的成本。為了降低急冷水中的固含量，我們 可以通過在急冷水中注入高溫萃取劑的同時增加急冷水外排量、使 用金屬微孔膜過濾網(wǎng)等方法來對急冷水中的催化劑顆粒進行排除和 過濾。當(dāng)然，上述的這些方法只是本文根據(jù)當(dāng)前的形勢提出的一點 兒小建議，隨著時代的進步，越來越多更好的降低急冷水固含量的 方法肯定會不斷涌現(xiàn)。

參考文獻

[1]張世杰，吳秀章，關(guān)豐忠，等.甲醇制烯烴工業(yè)裝置水系統(tǒng) 問 題 分 析 及 解 決 方 案 探 討 [J]. 化 工 進

展，2017，36（s1）：553-559.

[2]劉建英.關(guān)于甲醇制低碳烯烴工藝急冷水中固含量的分 析[J].中國化工貿(mào)易，2014（29）.