煤制烯烃项目六大工程风险

煤制烯烃项目六大工程风险
1.DMTO催化剂磨损
    风险分析:由于DMTO采用连续反应--再生的密相循环流化反应,可实现催化剂的连续反应一再生过程,有利于反应热的及时导出,很好地解决反应床层温度分布均匀性的问题,控制反应条件和再生条件,通过合理的取热,可实现反应的热量平衡,可以实现较大的反应空速.这种催化剂循环流化反应方式,必然导致催化剂存在一定程度的磨损消耗,而DMTO专用催化剂价格较高,催化剂单耗过大会直接影响最终产品的成本。
    采取措施:在反应器和再生器的取热设计中,采用内取热盘管代替常规炼油催化剂外取热器的设计,反应器和再生器内设置内取热盘管,可最大限度地避免催化剂磨损消耗,而DMTO专用催化剂价格较高,催化剂单耗过大会直接影响到最终产品的成本。
    取得效果:通过对MTO装置实际运行进行检测,发现催化剂的单耗较常规催化装置催化剂单耗低近一半。
2.DMTO反应器筒体及内件酸腐蚀
风险分析:根据DMTO反应机理,反应产物有少量的乙酸生成,会对反应器内件和筒体造成腐蚀,影响装置长周期安全运行。
    采取措施:为避免乙酸对设备内构件的腐蚀,可以采用高等级不锈钢材料,但会带来装置投资的大幅增加.国外MTO技术反应器内件和壳体大多选用347或316不锈钢材料,但造价昂贵.为了降低投资,开展了几种备选材料在气相乙酸不同温度下腐蚀性的大量试验,最终确定了反应器壳体选用20R材料,内件选用0Cr18Ni10Ti材料。
    取得效果:MTO装置实际运行来看,这种设计防腐蚀效果明显,一方面降低了投资,另一方面也很好地解决了反应器简体腐蚀的问题.
3.DMTO催化剂跑损
    风险分析:催化剂是在反应器和再生器内发生反应和再生烧焦,在反应器和再生器沉降段上部仍然会有催化剂随气体带出,通过反应器内置的两级旋风分离器回收下来,但在开工初期和变工况情况下催化剂仍然有可能被带出进入后系统,造成催化剂消耗增加及堵塞设备的情况发生.
    采取措施:反应器和再生器外均设带预分离的三级旋风分离器.
    取得效果:增加三级旋风分离器对催化剂进一步回收,催化剂回收效率达到99.97%以上.
4.MTO急冷水中催化剂细粉堵塞设备
    风险分析:催化剂在反应器和再生器内处于流化状态,且在一级,二级,三级旋风分离器入口以很高的线速进行气固分离,必然会有少量的催化剂破碎,粒径较小的催化剂细粉将随反应气带入急冷塔,在急冷水中沉积.由于催化剂细粉连续进入急冷水中,当催化剂细粉积累到一定程度,会造成急冷塔,换热器,空冷器等堵塞,影响装置正常运行.
    采取措施:为了将连续带入急冷水中的催化剂细粉去除,确保装置能够正常运行,在急冷塔底设置高效旋液分离器,将急冷水中的固体颗粒及时移出.
    取得效果:实际运行效果良好,能够保证急冷水中固体含量在设计指标范围内.
5.DMTO初始反应条件的建立
    风险分析:根据DMTO反应机理,初始反应需要一定的条件,即催化剂温度最好达到300oC以上,这样才能使反应放出的热量维持正常的反应温度,使甲醇转化为烯烃,建立期望的反应平衡,初始反应条件的建立非常关键,其是引发正常甲醇转化反应的必要条件,如果达不到初始反应条件,反应就无法进行.
    采取措施:在流程上设计了开工加热炉,在每次开工投料前,采用外引热氮气对反应器中的DMTO专用催化剂进行预加热,然后再将气相甲醇引入开工加热炉进入反应器进行反应.
    取得效果:从2010年8月原始投料到目前经历的几次开工均能很好满足初始反应条件,从开始甲醇进料到反应产物分布正常只需要不到一个小时就能完成,效果良好,从流程打通到产品调整合格,耗时短,物料损失少.
6.反应产物中NOx存在的风险
    风险分析:由于DMTO反应会有微量NOx生成,因此采用常规的乙烯分离技术有很大的安全风险,因为NOx在零下80oC工况下会出现结晶析出,尤其在冷箱处易发生堵塞爆聚.
    采取措施:为了规避风险,在流程设计上没有采取深冷分离流程,而是采用浅冷分离,辅助以脱甲烷塔丙烷洗吸收法回收乙烯.
    取得效果:从实际运行情况看,未出现结晶,乙烯损失控制在性能考核范围内.