甲醇综合利用项目概述

王硕 吴丽敏 张金辉 王娜(福斯特惠勒(河北)工程设计有限公司，天津 300130)

1 项目背景

随着国民经济的快速发展，能源需求越来越大，煤、电、油产品的运输成了制约国民经济快速发展的瓶颈，开发煤炭资源，实现煤炭的就地加工转化是解决这个问题的重要手段。中国石油资源短缺，而煤炭资源相对丰富，建设煤化工项目，生产石油替代产品，是解决我国能源紧张的一条重要途径。

2 项目概述

本项目主体工艺采用甲醇制芳烃丙烯技术，用甲醇为原料，通过特殊催化剂的转化反应，最大量生产丙烯和汽油，并副产含有丁烯的液化气。

甲醇制芳烃和甲醇制丙烯技术，最早由美国Mobil公司提出，用ZSM-5分子筛催化剂，甲醇在一定温度、压力和空速下，经过通过脱水、低聚、芳构化等反应，生成芳烃类燃油，如主要是轻芳烃即汽油和少量的重芳烃即柴油等，并副产含丙烯和异丁烯的液化气，而且此技术的优势还在于不使用新鲜水，直接利用甲醇自身含有的水循环利用，无废水排放，是环境友好的工艺技术。

本项目包括甲醇碳四综合利用及其配套装置，包括生产装置、罐区、综合楼等配套设施，生产装置包括甲醇制芳烃丙烯单元、气分及芳构化联合单元、烷基化单元。

工艺流程示意图如下:

2.1 甲醇制芳烃丙烯(MTAP)单元，以甲醇为原料，生产芳烃油，富含丙烯的液化气(简称含丙烯液化气)和富含乙烯的干气(简称富烯干气)。芳烃油直接作为产品，含丙烯液化气去气分，富烯干气去芳构化。

2.2 气分单元，以MTAP单元来的含丙烯液化气为原料，通过常规的四塔流程，分离丙烯、粗丙烷和碳四液化气(简称混合碳四)。丙烯和粗丙烷都作为产品去罐区；混合碳四去烷基化装置。

2.3 烷基化单元，以混合碳四和外购的碳四为原料，利用硫酸为催化剂，生产烷基化油，副产品是正丁烷，烷基化油作为产品去罐区出厂，正丁烷去芳构化单元。

2.4 MTAP单元来的富烯干气和烷基化来的正丁烷以及外购醚后碳四，进入芳构化单元，在分子筛催化剂的作用下，发生叠合、氢转移、芳构化等反应生产芳烃油、液化气(贫烯液化气)和干气(贫烯干气)。芳烃油和贫烯液化气作为产品，贫烯干气作为本项目的燃料。

2.5 本工艺流程的特点

采用的是固定床反应器，三个反应器，两开一备，连续反应，间歇再生。

反应条件缓和，低压(小于0.23MPa)。

原料多样性，可以是精甲醇，也可以是粗甲醇，也可以是炼厂醚后碳四液化气。

催化剂具有较好的甲醇制丙烯和芳烃油性能，同时还有碳四液化气芳构化和制丙烯功能。催化剂单程周期大于25天，催化剂可以反复再生，性能保持较好，总寿命达1.5年以上。

操作灵活，既可按最大量生产丙烯操作，又可按最大量生产汽油操作。

常规流程设计，不仅大大节约投资，而且操作安全。投资省，能耗低，经济效益好。

2.6 设备情况说明

该工艺主要设备有加热炉、压缩机、反应器、机泵及分离装置等。反应器采用固定床反应器。本装置的介质液化气、丙烯、丙烷等均为易汽化、易泄露的甲A类气体，且处理量大，需选用质量可靠、无泄露的机泵。精馏塔塔内件尽可能采用先进、成熟、可靠、经济实用的技术；

3 项目节能分析

本项目选用国内先进的节能工艺技术、高效的节能设备，并对能量进行合理利用和优化，如为了降低装置的能耗，本装置充分利用反应物带出的热量，做为反应进料的热源，以降低燃料、循环水的消耗。同时用副产的贫稀干气作为加热炉和导热油炉的燃料。

采用能耗低的先进生产工艺专利技术及先进成熟的催化剂。

积极优化工艺流程，做好热能的回收利用，节能降耗，优化装置设计，合理选择工艺参数，减少过程能耗。

合理安排换热流程，甲醇制丙烯反应为放热反应，产物450℃以上，充分利用其热量采用三级换热提供给反应进料，进料与反应产物换热后，温度被加热至反应温度左右，可以大量节约加热炉燃料消耗。

选用高效节能的压缩机和机泵，凡风机效率低于70%、离心泵效率低于60%，原则上不予选用。在正常负荷下，机泵运行工况应处于性能曲线的高效区，节约用电10%左右。

设备及管道布置尽量紧凑合理，并根据设备管道及其附件的具体保温要求，确定最佳的保温材料、结构和厚度，使热损失减至最低。

4 结语

该项目所采用的关键技术是甲醇转化制丙烯和芳烃工艺技术，工艺技术成熟可靠，配套的气分单元、烷基化单元和芳构化单元，都是成熟工艺流程。生产采用集散型DCS自控技术，提高了综合生产效率，采用一系列节能措施，节约能耗。利用甲醇生产附加值更高、市场更紧俏的芳烃油等产品，开拓了新市场领域，可以进一步拓展石化产业平台，有效地提高公司的经济效益和产业竞争力。