发布时间 : 星期日 文章MTO装置再生取热系统优化改造更新完毕开始阅读
【摘要】由于mto装置工业化放大以后，反应生焦量大于设计值，再生取热和热工产汽不能满足设计最大110%负荷的要求，为了实行mto装置110%负荷能够长期、稳定、安全运行，满足上下游装置物料平衡，需要对再生系统进行改造。
【关键词】mto（甲醇制烯烃） 热工取热 110%负荷 改造 1 项目概述
神华包头煤制烯烃项目于2006年12月11日获得国家发改委核准，是国家“十一五”期间确定的煤制油、煤制烯烃、煤制二甲醚、煤制甲烷气和煤制乙二醇等5个新型煤化工示范工程之一。本项目以神华自产煤炭为原料，采用煤气化制甲醇、甲醇转化制烯烃、烯烃聚合工艺技术路线生产聚乙烯和聚丙烯产品。
神华包头煤制烯烃项目甲醇制烯烃装置（简称mto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工程公司和陕西新兴煤化工科技发展有限公司共同开发的dmto工艺技术。
mto装置包括反应再生部分、急冷汽提部分、热工部分。
反应再生部分包括进料、反应再生和主风系统。甲醇进料采用气相进料，自界区外来的mto级液相甲醇经加热气化和过热后进入反应器进行反应；反应产物经三级旋风分离器回收夹带的少量细粉后进入急冷塔，反再系统采用循环流化床和不完全再生工艺；主风系统设两台10kv电动离心式主风机为再生烧焦提供用风。
急冷汽提部分包括急冷、水洗塔和污水汽提塔。反应部分来的反应气经过急冷、水洗塔脱除过热和洗涤催化剂并将大部水冷凝后送lorp装置分离精馏；在急冷、水洗塔冷凝下来的水送至污水汽提塔回收少量甲醇、二甲醚等有机物进行回炼。 热工部分包括co焚烧炉、余热锅炉和再生器内外取热器，主要作用是回收催化剂再生烧焦过程中产生的热量并产生蒸汽。
mto装置处理能力为180万吨/年甲醇原料（折纯），生产60万吨/年轻烯烃（乙烯+丙烯）产品，年开工时数为8000小时。 2 系统简介
2.1 再生系统简介 2.2 余热回收系统简介
设计31800nm/h的烟气进入co焚烧炉160f1301，在有燃料气引燃的条件下焚烧co，正常操作状态下炉膛操作温度控制在1258℃。设置一台余热锅炉160f1302，采用卧式烟道结构，根据设计操作工况，依次排列受热面为前置蒸发段、二级蒸汽过热段、一级蒸汽过热段、蒸发段、二级省煤段、一级省煤段。分别通过预热外来中压给水、过热中压饱和蒸汽、发生蒸汽等方式取出热量。出口过热蒸汽温度为420℃，压力4.0mpa。设计排烟温度157℃。 3 前期调整情况3.1 调整前工况
（1）在装置100%负荷时，根据主风量和烟气组成换算，mto装置生焦率为 2.1～2.3%。
（2）烧焦主风量为33000～34000nm/h，旋风分离器入口限速22～24m/s。 （3）余热锅炉排烟温度310℃，中压蒸汽产汽量约50t/h。 3.2 优化调整步骤 （1）提高再生压力。
（2）降低催化剂循环量、提高待生定碳。 （3）增加再生输送蒸汽比例。
（4）浓缩水回炼改入油水分离系统。 （5）提高再生藏量。
（6）降低再生温度。 3.3 优化调整结果 3.3.1提高再生压力
将再生压力由0 . 1 1 5 m p a提高到0.13mpa，再生旋风分离器入口线速由约24m/s降低到21～22m/s。
3.3.2降低催化剂循环量 催化剂循环量原为38t/h，逐渐降低循环量至30t/h。同时产品气的选择性和转化率没有明显变化，计算的生焦率由2.08%降低到2.01%。
3.3.3增加再生输送蒸汽比例，降低再生催化剂温度
6月29日将再生输送蒸汽量1000kg/h缓慢提高至1300kg/h，达到稳定状态，再生催化剂进反应器温度由648℃降低到约645℃。 3.3.4浓缩水回炼改入油水分离系统
7月1日将浓缩水改入v107罐，停止回炼，生焦量从6月28日的2.08%降至1.99%，主风量由33500nm/h降低到31500nm/h。 3.3.5降再生温度
由于外取热器操作已达最大负荷，再生温度已经没有调节手段，再生温度维持在670～680℃。
4 进一步提高负荷的主要问题
根据优化调整的结果，装置具备了进一步提高负荷的条件，同时为了验证进一步提高负荷的工况，2012年8月27～29日，将负荷提高到255t/h，根据运行试验，如果进一步将运行负荷提高到设计值的110%，主要存在以下问题：
4.1 再生器旋风分离器入口线速偏高，易造成催化剂跑损 在100%负荷工况下，再生器流化用的氮气约2500-2800 nm/h，再生主风量约29500-30500nm/h，再生器旋分入口线速降低约20-21m/s。8月27日开始将处理量逐渐提至255t/ h（约107%负荷），期间再生器外取热器流化氮气量提至3000nm/h，主风量提至32000-33000 nm/h，再生器旋分入口线速在21-22m/ s。这个数值相对偏高，由此可推算当处理量提至110%时，再生再生器旋分入口线速将超过22m/s，届时再生催化剂跑损将会增大。 4.2 产汽量大，汽包负荷不足
外取热器汽包自产蒸汽量设计值20.6t/h（最高38.1t/h），设计出口压力4.4mpa。当处理量为240t/h（约100%负荷）时，外取热器汽包蒸汽量为29t/h，出口压力4.35mpa；当处理量提至255t/h（约107%负荷）时，外取热器汽包蒸汽量为32t/h，出口压力4.4mpa。外取热汽包产汽量已超过正常操作的设计值。
余热锅炉汽包自产蒸汽量设计值为16.67t/h（最高21.6t/h）出口压力无设计值。现在烟气未完全走余热锅炉，烟气副线阀开5%， 100%负荷时，余热锅炉产汽量约为19.8t/h，出口压力4.26mpa；当处理量255t/h（约107%负荷）时，余热锅炉汽包蒸汽量为19t/h，出口压力4.26mpa。余热锅炉汽包产汽量已超过正常操作的设计值，逼近负荷上限。 5 优化改造目标
通过优化改造，实现在110%负荷下装置稳定运行： 5.1 增加余热锅炉取热和产汽并汽能力
根据生焦率2.0%～2.2%，通过风量、烟气量和产汽量，对co焚烧炉和余热锅炉的物料和热量核算。
在目前工况下，余热锅炉系统排烟、上水温度高，正常情况下产汽将可能增加10t/ h，现有余热锅炉已不能满足110%长周期运行，应通过改造，满足以下要求： （1）余热锅炉汽包产汽量能满足正常30t/h，最大50t/h。
（2）汽包压力不超过4.3mpa。
（3）汽包上水温度正常196℃，不大于250℃。
（4）余热锅炉排烟温度不考虑露点腐蚀，降低到125℃左右。
（5）在界区管网压力4.0mpa的情况下，中压过热蒸汽并网量正常70t/h，最大80t/h。 5.2 改造再生器汽提段，设置再生催化剂冷却器
在再生汽提段设置催化剂冷却器，按照通过给104℃除氧水过热，将催化剂进反应器温度为475℃进行核算和设计。
5.3 将再生内取热保护蒸汽减压到0.46mpa，作为甲醇蒸汽汽化器的热源 对再生器内取热保护蒸汽量和取热负荷进行核算，通过设计减温减压器，减压到0.46mpa，用进料汽化器。 6 结论
包头煤制烯烃项目，是国家“十一五”期间核准的第一个煤基制烯烃示范项目，2010年时该项目实现了当年建成、投料试车，并生产出合格的聚烯烃产品，成功的领跑我国煤制烯烃项目，为我国煤制烯烃产业的发展起到了关键作用。
开工后一段时间内，mto生产负荷一直难以达到110%，不能验证工业设计的生产负荷上限。所以，我们对再生取热系统进行改造，此举可以降低再生器旋分线速，降低双动滑阀的开动和减少催化剂跑剂，能够满足110%负荷正常生产、开停工和事故状态下的操作，同时响应国家环保节能减排政策，可谓是一举多得。