甲醇制烯烃(MTO)装置流程及压缩机组应用.pdf

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1、锄煤化I设备与控制专题【摘要】简述了甲醇生产烯烃产品的工艺流程，及在此工艺流程中所用到的主要离心压缩机组(主风机组、产品气压缩机组和丙烯制冷压缩机组)的结构特点、技术创新、重要辅助设备的选型等等。【关键词】甲醇制烯烃离心压缩机空气丙烯产品气甲醇制烯烃(MTO)装置流程及压缩机组应用沈阳鼓风机集团股份有限公司(辽宁110869)葛丽玲一、前言低碳烯烃中乙烯、丙烯是现代化学工业中的重要基础原料，其需求量日益增长。而制取乙烯、丙烯的传统工艺路线是采用轻油(石脑油、轻柴油)裂解工艺和炼油厂催化裂化类装置裂化(主要是丙烯)而得，这种工艺路线主要原料就

2、是石油，但我国石油储量有限，所以近年我国开始致力于采用其他途径生产低碳烯烃。其中，以煤或天然气为原料制甲醇，再由甲醇制低碳烯烃的工艺受到越来越多的重视。由于我国煤储藏量比石油和天然气多得多，因此以煤为原料，气化后制合成气、再制甲醇，最后制低碳烯烃的研究对于“缺油少气多煤”的我国来说，其意义重大。307然鬈册：Ⅲ年籼二、甲醇制烯烃(MTO)工艺及反应机理甲醇制烯烃工艺是煤制烯烃产业链中的关键步骤，其工艺流程主要是在合适的操作条件下，以甲醇为原料，选取适宜的催化剂通过甲醇脱水制取低碳烯烃。根据目的产品的不同，甲醇制烯烃工艺分为甲醇制乙烯、丙烯。

3、MT0工艺的代表技术国际上有环球石油公司(UOP)和海德鲁公司(NorskHydro)共同开发的UOP／HydroMT0技术，国内有中国科学院大连化学物理研究所自主创新研发的DMT0技术，中国石化工程公司(SEI)自主研发的SMT0技术；MTP工艺的代表技术有鲁奇公司(Lurgi)开发的LurgiMTP技术和我国清华大学自主研发的FMTP技术。甲醇制烯烃(MTO)的基本原理是在一定条件(温度、压强和催化剂)下，甲醇蒸气先脱水生成二甲醚，然后二甲醚与原料甲醇的平衡混合物气体脱水继续转化为以乙烯、丙烯为主的低碳烯烃；少量C2～C5的低碳烯烃由于

4、环化、脱氢、氢转移、缩合及烷基化等反应进一步生成相对分子质量不同的饱和烃、芳烃、C6烯烃及焦炭。整个反应过程可分为两个阶段：脱水阶段、裂解反应阶段。脱水阶段其主要化学反应为：2CH30H—·CH30CH3+H20裂解反应阶段，该反应过程主要是脱水反应产物二甲醚和少量未转化的原料甲醇进行的催化裂解反应，包括：主反应(生成烯烃)2CH，0H—C，H。+2H，03CH30H—C，H。+3H，0此外副反应还有烷烃、芳烃、碳氧化物等。以上简单介绍了MT0工艺流程的基本原理，其中用到的离心压缩机主要有主风机、产品气压缩机和丙烯制冷压缩机等。三、MTO装

5、置压缩机组的应用1．主风机组在甲醇制烯烃单元，需要催化剂参与，反应中制得烯烃的同时会产生焦炭，焦炭会附着在催化剂颗粒表面以至于使催化剂活性降低或失活，因此，催化剂必须通过再生以恢复原有的活性。催化剂再生为一连续过程。分离出来的失活催化剂通过失活催化剂输送系统进入催化剂再生器，反应后返回反应器。主风机的主要作用就是为催化剂再生器提供助燃空气以除去失活催化剂颗粒表面的焦油，恢复催化剂活性。该类型主风机组一般为3级压缩，如图1所示，入口压力为大气压，温度为大气温度，整机压缩比一般在3～3．5，一般由电动机驱动，靠入口调节阀通过节流来调节，以适应不

6、同运行工况的流量要求。机组在开车工况以及在入口流量偏小时，压缩机进入喘振区域，此时，通过调节出口管路上设置的放空阀开度，来防止压缩机发生喘振，避免对机组造成损害。低压空压机轴端密封一般均为迷宫密封，在轴端一般设置氮气接口，因为机组开车时，机壳内部会在一段时间僦煤化I设备与控翩专题内产生负压，而导致轴承箱内润滑油流入压缩机内部，为避免此种情况发生，在开车时需向机组内充入高于大气压的氮气。图1MCL系列主风机剖面图2．产品气压缩机组反应发生后，之后流程进入烯烃回收单元，主要功能是对反应单元来的气相反应产物进行压缩、冷凝、分离和提纯从而得到有价值

7、的轻烯烃(主要是乙烯和丙烯)。从MT0反应单元来的气体反应产物以接近常温常压的状态进入产品气压缩机。气体反应物经过压缩机各级压缩、级间冷却、冷凝和汽一液分离等几次反复工作，最终气体反应物的压力提高，水分减少。流程中冷却冷凝的次数多，所以需要压缩机的段数也多，这其中用到的产品气压缩机组，它是一种多级多段的离心式压缩机组。装置规模为180万t／a甲醇制烯烃(MTO)项目，采用鲁奇(Lurgi)的工艺，其产品气压缩机入口质量流量约110000kg／h，进口温度约42℃，总进出口压力为0．172／3．125MPa，中间流程压力(段压力)根据具体项目

8、的不同压力会有不同，平均相对分子质量为33～35，沈鼓公司产品气压缩机组的机型为2MCL804+2MCL706，本机组采用了双缸4段共10级叶轮压缩。产品气压缩机组运行工况比较多