甲醇制烯烃装置降低急冷水固含量方法的探究

龙琴刚

摘要：甲醇制烯烃技术最近几年蓬勃发展；但在发展过程中急冷水固含量的问题一直困扰着许多工作人员。本文在对甲醇制 烯烃装置中急冷水系统固含量升高的原因和危害进行简要分析后；着重探讨了怎样降低甲醇制烯烃装置中的急冷水固含量。 关键字：甲醇制烯烃；催化剂；急冷水固含量；降低方法

中图分类号：V261 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）19-0287-01

1 甲醇制烯烃装置中急冷水固含量提升原因概述

在甲醇制烯烃装置中，甲醇转化为烯烃的过程会产生乙烯、丙

烯等气体，这些气体在离开反应装置的时候会携带少量的催化剂颗 粒。虽然装置中的的过滤系统会将大部分催化剂颗粒进行回收，但 是仍有少部分催化剂颗粒（多为5μm 以下）会伴随烯烃产物一起进 入急冷水系统，在烯烃产物得到降温的同时，这些催化剂颗粒也随 之沉淀到急冷水系统中。久而久之，便会在急冷水中形成大量的催 化剂固含物[1]。

2 急冷水固含量过高危害概述

2.1 急冷水循环量降低

急冷水中的固含量过高时，会对设备和管道等形成堵塞，使得 急冷水流通通道变小，从而使急冷水循环量降低，导致急冷水系统 的效用变差，并对水洗系统的正常运行造成影响。

2.2 降低设备使用寿命

急冷水固含量过高会大大降低相关设备的使用寿命。例如，固

含量过高的急冷水在进入急冷水泵时会对叶轮及其他装置造成一定 程度上的损坏，损害急冷水泵的性能，其他由于冲击造成的磨损也 需要经常进行维修；冬季温度低的时候，急冷水中的的固含物沉积 在空气冷却器的通道中会是其流速降低，通量减少，非常容易发生 堵塞现象甚至导致空气冷却器管束发生冻裂。

2.3 降低换热器工作效率

随着急冷水的循环，固含物会随之沉淀在换热器管束中，导致

换热器管束中的污垢层加厚，进而增加热阻，导致换热器工作效率

的降低。

3 甲醇制烯烃装置降低急冷水固含量的方法分析

为了减少急冷水中催化剂的含量，提高急冷系统的运行效率和 换热器的工作效率，可以往急冷水中注入高温萃取剂。从旋液泵的 入口管线处将高温萃取剂注入，然后通过分离器的离心分离作用把 高温萃取剂萃取出来的催化剂从急冷水中分离出去。高温萃取剂的注入可以有效的将催化剂颗粒从急冷水中分离出 去，达到降低急冷水固含量的效果，在进行试验时，我们在急冷水 中加入高温萃取剂，一个月后，固含量由 2500-3500mg/L 降到 1500-2000mg/L。但是需要注意的是，分离出的催化剂颗粒可能会在 急冷塔中沉降，这样虽然可以降低急冷水中的固含量，但随着催化 剂沉积量的不断累积，将会对泵的过滤网造成堵塞，降低换热器的 换热效果。正常情况下，含有催化剂的急冷水会从一、二级旋液口 排放出去，但其排放量较小，不足以将所有催化剂都排放出去，高 温萃取剂注入三个月后，试验发现急冷水中固含量回升到了 2500-3500mg/L，甚至有所增加，研究发现这是由于含有催化剂的急 冷水外排量不足导致的，为了避免这种情况，在高温萃取剂注入量 稳定的情况下要增加急冷水的外排放量，通过急冷水旋液侧的外排 手阀控制其外排到污水池，将急冷水塔内的固含量高的急冷水置换 出去，从而减少塔内急冷水的固含量[2]。与此同时，为了应对由于急冷水大量外排导致的污水池池面急 速上涨的局面，可以根据装备的实际情况增设备用的沉降池，当主 污水池的固含量达到一定高度时，可以将污水池的水导流至备用污 水池进行沉降处理。通过二者切换使用，环缓解污水池的压力。

3.2 使用金属微孔膜

常用的甲醇制烯烃反应装置往往是在反应装置的后端利用旋风

分离的方式对催化剂颗粒进行去除，但是由于旋风分离器本身的局 限性，导致颗粒直径小于 10μm 的催化剂颗粒无法被排除，往往会 进入到急冷水中造成设备堵塞等问题。因此，为了降低急冷水中的 固含量，就得对急冷水进行过滤。传统的分离方式有旋流分离、丝网过滤器、袋式过滤器以及陶瓷过滤器。其中陶瓷过滤器过滤精度 较高，但是它不仅处理量小，能耗高，而且还很难进行清洗。而其 他三种方式的过滤精度都较低，过滤效果往往不如人意。

金属微孔膜有两部分组成，一是金属多孔支撑层，其强度相对 较高，可以起到支撑的作用；二是金属多孔分离层，用于对过滤物 的分离。这种构成方式是金属微孔膜可以做到流量和精度的兼顾， 因此，我们可以考虑将其应用到甲醇制烯烃装置中来。

金属微孔膜根据支撑层的不同可以分为两类，即金属粉末微孔 膜和金属丝网微孔膜。在采用过滤精度都为1μm 的两种金属微孔膜 进行对甲醇制烯烃急冷水过滤试验时，发现这两种金属微孔膜均可 以对急冷水中的催化剂颗粒进行有效拦截，可以将急冷水的固含量 降低到5mg/m?以下，但是由于金属微孔膜制作工艺的原因，会有一 些较为细小的粉末进入金属微孔膜的支撑层中，对于透气性较强的 金属丝网来说这些细小的粉末对其影响不大；而对金属粉末微孔膜 来说，细小的粉末进入到其支撑层中，将会形成100-150μm 的聚合 颗粒，可能会堵塞支撑层中的孔，使孔变为盲孔，降低其过滤的性 能。所以，金属丝网微孔膜相对于金属粉末微孔膜来说，在急冷水 过滤中流量更大、反吹再生效果更好，更适合甲醇制烯烃装置中急 冷水的过滤[3]。

综上所述，我们可以更多的利用金属丝网微孔膜来进行急冷水 中催化剂颗粒的过滤，降低急冷水固含量。同时，考虑采取一些工 艺提升金属粉末微孔膜的透气性，使其也可以在急冷水过滤中的到 广泛应用。

3.3 对反再生系统进行适当调整

反再生系统是甲醇制烯烃装置中控制床层平稳流化的系统，为

了降低急冷水固含量，应该在保证甲醇制烯烃装置正常运行的情况 下调整反应密相床层的高度和催化剂夹带高度，以减少催化剂的跑 损和破损[4]。

3.4 保证换热器的换热效率

急冷水水系统中的换热器、空冷器等裝置上经常会附着大量的

催化剂，造成冷换设备的污垢热阻增加，进而导致冷换设备传热系 数的减小。为了避免这种情况，可以在保证设备运行效率的前提下， 增加空冷器、换热器的入口的吹扫蒸汽，达到清扫污垢的目的。

3.5 提高旋流分离器的分离能力

针对目前旋流分离器的工作状态，联系设备厂家对旋流分离器

的设计负荷和分离能力进行改进.确保分离器正常运转，一旦发现 分离器有堵塞的情况，利用分离器底部吹扫接头，用蒸汽反吹旋流 分离器，疏通旋流单管，达到旋流分离器正常工作的目的。

4 结束语

甲醇制烯烃的装置中，急冷水固含量过高往往会给降低装置的

工作效率，并给装置带来很大损害，造成装置使用寿命的缩减，从 而增加甲醇制烯烃工业的成本。为了降低急冷水中的固含量，我们 可以通过在急冷水中注入高温萃取剂的同时增加急冷水外排量、使 用金属微孔膜过滤网等方法来对急冷水中的催化剂颗粒进行排除和 过滤。当然，上述的这些方法只是本文根据当前的形势提出的一点 儿小建议，随着时代的进步，越来越多更好的降低急冷水固含量的 方法肯定会不断涌现。

参考文献

[1]张世杰，吴秀章，关丰忠，等.甲醇制烯烃工业装置水系统 问 题 分 析 及 解 决 方 案 探 讨 [J]. 化 工 进

展，2017，36（s1）：553-559.

[2]刘建英.关于甲醇制低碳烯烃工艺急冷水中固含量的分 析[J].中国化工贸易，2014（29）.