DMTO装置水系统存在的问题与处理措施

摘 要：总结了甲醇制烯烃装置水系统运行中存在急冷水固含量高、水洗塔压差高、塔温度高、水洗水蜡状物多等问题，并针对这些问题分析了原因，提出了处理措施，保证装置长满优稳定运行。

关键词：甲醇制烯烃;水系统问题;传质传热;蜡状物;催化剂

目前，甲醇制烯烃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设计院和陕西新兴煤化工科技有限责任公司联合开发的DMTO工艺技术。该工艺主要包括反应--再生、急冷水洗、污水汽提、热量回收等系统[1]。本文针对急冷水固含量高、水洗塔塔差压高、温度高等问题和操作的难点，从工艺操作方面提出改进方案，来缓解水系统存在的问题。

1 水系统出现的问题及不利影响

1.1 急冷水中固含量高

催化剂和甲醇在反应器反应后，系统里小于20um的催化剂会在反应气的夹带下带入后路水系统，长时间运行急冷水中的固含量就会增加，严重时会造成急冷塔的严重堵塞，不得不停工检修处理。某甲醇制烯烃DMTO装置，2014年7月开车运行至2016年12月4日，发现急冷水固含量由以往平均6500mg/L上升至14800mg/L，运行不到1月急冷塔压差由1kPa上涨至25kPa，造成反应压力上涨较快，不得不将负荷由275t/h降至220t/h运行，严重影响公司的产量和经济效益。再者，随着急冷水固含量逐渐上涨，急冷空冷管束极易堵塞，造成清洗工作频繁，不仅使得现场安全风险加大，且造成污水污染环境。为了缓解这一问题，常规操作就是现场加大急冷水外排的方式来降低急冷水固含量，防止急冷塔堵塞，但是一定程度上加大了污水处理系统的处理负担[2]。

1.2 水洗塔压差波动

某甲醇制烯烃装置随着装置长周期运行，2016年9月水洗塔中部压差由14kPa上涨至20kPa，水洗塔下部出现了明显的堵塞现象，差压的上涨造成反应压力升高，直接影响双烯收率，为解决此问题，经研究，向水洗塔不同位置注入了二甲苯﹑柴油等溶剂，均未取得较好效果。且注入柴油或二甲苯太频繁，不仅会加速污水汽提塔盘的堵塞，还会造成烯烃分离段间吸入罐带液，危及压缩机机组平稳运行，给装置安全平稳运行带来严峻挑战。

1.3 水洗塔温度波动

在高负荷运行工况及塔压差高的情况下，如水洗塔温度过高，塔顶温度超过58℃后，水洗塔波动幅度大，严重时会造成段间吸入罐带液严重，危及压缩机机组的安全稳定运行，严重时要求装置进行降负荷处理，对装置进行调整时，会造成反--再系统床层的波动，轻则会造成单耗、能耗高，重则就会给装置带来极大的安全生产风险。

1.4 水洗水中蜡状物增多，冬季设备常发生冻堵

DMTO反应过程中会产生蜡状物，其中主要以四甲基苯，五甲基苯和六甲基苯為主[2]。因这些苯系物的存在，会和反应气夹带的催化剂细粉粘结在一起，主要会附着在水洗水空冷器、管道、水洗水换热器和水洗塔塔盘上，严重时会导致整个塔的运行不稳定，尤其在夏季的时候，冷换设备撤热能力不足，会使得水洗塔塔温超载运行，一会缩短设备的使用寿命;二会危及压缩机机组的稳定运行;三冬季时，经常发生空冷器管束冻裂、漏水，造成现场冻挂冰，给现场带来很多安全隐患，还严重影响现场卫生、污染环境，给现场工作带来很多安全风险。

2 针对水洗系统问题采取的预防解决办法

2.1 针对急冷水固含量高的问题

主要加强监控和实施技术改造，前提条件要保证反再系统平稳操作，在各个参数在卡边调整的基础上，不要进行大幅度的调整，尤其要避免频繁变负荷操作。保证维持反应旋风线速在19～22m/s，控制在非跑剂线速区域内，尽量减少催化剂的跑损。另外建议在不危及公用工程污水处理能力的前提下，尽量加大急冷水的外甩量。

2.2 针对水系统压差和温度的问题

一方面对水系统中的苯系物及催化剂细粉，向水系统加入阻垢分散剂，阻止苯系物与催化剂细粉在水系统中的接触，缓解水系统堵塞的问题，这样大幅度降低了冷换设备的清洗工作，同时也降低了现场的安全风险。另一方面根据水洗塔运行工况，有序的调整换热器的清洗工作，在可控的范围内，尽量不要把水洗水空冷和换热器全部投用，有选择性的进行备用，这样一方面增加了投用设备管束中的流量流速，降低了设备偏流引起的催化剂油泥污垢沉积机率，有效降低了冬季空冷器冻裂机率;另一方面保证了系统冷却降温需要，保证装置长周期平稳运行。

2.3 针对水系统中蜡状物和设备冻堵问题

首先要从反应根源解决，一是要选择良好的催化剂，不仅要保证双烯收率，也要蜡状物的产生的比较少。二催化剂的磨损指数也是关键因素，合适的磨损指数不仅不影响反应空况，也可避免催化剂的跑损量。三进入冬季前，提前有序的对冷换设备进行清理，并合理的布局和备用，保证水系统中水流速度不能太低，防止水质恶化，造成冷换设备冻堵。

3 小结与展望

甲醇制烯烃装置，DMTO装置起着承上启下的关键作用，其运行是否良好直接关乎着企业的经济效益。因此，本文根据设计和操作方面存在的问题，进一步总结水系统中存在的问题，并根据问题提出针对性的措施，从本质上解决和缓解水系统存在的问题，保证DMTO装置能够长满优运行。

参考文献：

[1]兰杰.MTO装置水洗系统存在的问题分析与应对措施[J].商品与质量，2017.

[2]顾斓芳.甲醇制烯烃装置水系统堵塞问题研究进展[J].现代化工，2017.

作者简介：

贺杠（1984- ），男，陕西省榆林市人，研究生，工程师，研究方向：甲醇制烯烃。