MTO工艺简述

(一)、MTO 装置 工艺流程简述 MTO 装置由甲醇制烯烃单元、烯烃分离单元组成，其中甲醇制烯烃单元包括反 应再生系统，取热系统，急冷、汽提系统；烯烃分离单元包括进料气压缩、酸性气 体脱除和废碱液处理系统，进料气体和凝液干燥系统，气体再生部分，脱丙烷系 统，脱甲烷系统，脱乙烷系统、乙炔加氢，乙烯精馏塔，丙烯精馏塔，脱丁烷塔， 丙烯制冷系统。 （1）甲醇制烯烃 1）进料汽化和产品急冷区 进料汽化和产品急冷区由甲醇进料缓冲罐，进料闪蒸罐，洗涤水汽提塔， 急冷塔，产品分离塔和产品 /水汽提塔组成。 来自于罐区的甲醇经过与汽提后的水换热，在中间冷凝器中部汽化后进入 进料闪蒸罐，然后进入汽化器汽化，并用蒸汽过热后送入MTO 反应器。反应器 出口物料经冷却后送入急冷塔。 闪蒸罐底部少量含水物料进入氧化物汽提塔中。一些残留的甲醇被汽提返 回到进料闪蒸罐。 急冷塔用水直接冷却反应后物料， 同时也除去反应产物中的杂质。 水是 MTO 反应的产物之一，甲醇进料中的大部分氧转化为水。MTO 反应产物中会含有极少 量的醋酸，冷凝后回流到急冷塔。为了中和这些酸，在回流中注入少量的碱（氢 氧化钠）。为了控制回流中的固体含量，由急冷塔底抽出废水，送到界区外的 水处理装置。 急冷塔顶的气相送入产品分离器中。产品分离器顶部的烯烃产品送入烯烃 回收单元，进行压缩，分馏和净化。自产品分离器底部出来的物料送入水汽提 塔，残留的轻烃被汽提出来，在中间冷凝器中与新鲜进料换热后回到产品分离 器。汽提后底部的净产品水与进料甲醇换热冷却到环境温度，被送到界区外再 利用或处理。洗涤水汽提塔底主要是纯水，送到轻烯烃回收单元以回收MTO 生 成气中未反应的甲醇。水和回收的甲醇返回到氧化物汽提塔，在这里甲醇和一 些被吸收的轻质物被汽提，送入进料闪蒸罐。气体后的水返回氧化物汽提塔。 2）流化催化反应和再生区 MTO 的反应器是快速流化床型的催化裂化设计。反应实际在反应器下部发 生，此部分由进料分布器，催化剂流化床和出口提升器组成。反应器的上部主 要是气相与催化剂的分离区。在反应器提升器出口的初级预分离之后，进入多 级旋风分离器和外置的三级分离器来完成整个分离。分离出来的催化剂继续通 过再循环滑阀自反应器上部循环回反应器下部，以保证反应器下部的催化剂层 密度。反应温度通过催化剂冷却器控制。催化剂冷却器通过产生蒸汽吸收反应 热。蒸汽分离罐和锅炉给水循环泵是蒸汽发生系统的一部分。 MTO过程中会在催化剂上形成积碳。因此，催化剂需连续再生以保持理想 的活性。烃类在待生催化剂汽提塔中从待生催化剂中汽提出来。待生催化剂通 过待生催化剂立管和提升器送到再生器。MTO的再生器是鼓泡床型，由分布器 （再生器空气）、催化剂流化床和多级旋风分离器组成。催化剂的再生是放热 的。焦碳燃烧产生的热量被再生催化剂冷却器中产生的蒸汽回收。催化剂冷却 器是后混合型。调整进出冷却器的催化剂循环量来控制热负荷。而催化剂的循 环量由注入冷却器的流化介质（松动空气）的量控制。蒸汽分离罐和锅炉给水 循环泵包括在蒸汽发生系统。除焦后的催化剂通过再生催化剂立管回到反应 器。 3）再生空气和废气区 再生空气区由主风机、直接燃烧空气加热器和提升风机组成。主风机提供 的助燃空气经直接燃烧空气加热器后进入再生器。直接燃烧空气加热器只在开 工时使用，以将再生器的温度提高到正常操作温度。提升风机为再生催化剂 冷却器提供松动空气，还为待生催化剂从反应器转移到再生器提供提升空气。 提升空气需要助燃空气所需的较高压力。通常认为用主风机提供松动风和提升 空气的设计是不经济的。然而，如果充足的工艺空气可以被利用来满足松动风 和提升风的需要，可以不用提升风机。 废气区由废气冷却器，废气过滤器和烟囱组成。来自再生器的废气在废气 冷却器发生高压蒸汽，回收热量。出冷却器的废气进入废气过滤器，除去其中 的催化剂颗粒。出过滤器的废气由烟囱排空。为了减少催化剂损失，从废气过 滤器回收的物料进入废气精分离器。分离器将回收的催化剂分为两类。较大的 颗粒循环回 MTO再生器。较小的颗粒被处理掉。 （2）烯烃分离 进入轻烯烃回收单元（ LORP）的原料是来自MTO单元的气相。 LORP单元的目 的是压缩，冷凝，分离和净化有价值的轻烯烃产品（通常指乙烯和丙烯） 。LORP 单元由以下几部分组成：压缩，二甲醚回收，水洗，碱洗，干燥，乙炔变换， 分馏，丙烯冷却和一个氧化物回收单元（ORU）。 1）压缩区 压缩区由 MTO产品压缩机，级间吸入罐和级间冷却器组成。在接近周围环 境温度、压力下， MTO的气体物流送入 LORP单元的压缩部分。为了回收烯烃产 品，首先将操作压力提高到能浓缩和通过分馏来分离的压力等级水平是很必要 的。MTO产品压缩机是多级离心压缩机。压缩机的级间流在级间冷却器和级间 吸入罐中冷却和闪蒸。由水和溶解的轻烃组成的级间冷凝物计量后通过级间罐 回到上一级吸入罐。纯冷凝物被泵回到MTO单元。 2）二甲醚回收区 来自于最后一级压缩机冷却器的流出物送入二甲醚汽提负荷罐。在这里液 态烃和水相是同时存在的。在二甲醚汽提负荷罐中两液相从烃类气相中分离出 来。二甲醚在两相态中都存在。二甲醚如返回MTO单元反应器可转化为有价值 烯烃。因此将二甲醚从轻烃中回收。液态烃被泵送到二甲醚汽提塔。二甲醚从 液态烃中汽提出来并回到压缩机最后一级的级间冷却器。二甲醚汽提塔的纯塔 底物冷却到环境温度后送入水洗区。出二甲醚汽提负荷罐的气相去氧化物吸 收塔。在氧化物吸收塔中来自于 MTO单元的水用于吸收产品气相中的二甲醚。 带有二甲醚的水回到 MTO单元。 3）水洗区 二甲醚回收以后，气相和液态的烃中还含有残留的甲醇。用水来回收这些 物流中的甲醇。吸收水在 LORP单元和MTO单元的洗涤水汽提塔间循环。 MTO的液 态烃产品在水洗塔中洗涤。甲醇被吸收后，液体送入LORP单元的分馏区。 MTO 的汽相产品送入碱洗区。来自于水洗塔和氧化物吸收塔的富甲醇水回到MTO单 元。在MTO洗涤水汽提塔中甲醇从废水中汽提出来循环回MTO反应器。 4）碱洗区 MTO气相产品中的二氧化碳产物在碱洗塔中脱除。碱洗塔有三股碱液回流 和一股水回流来脱除残余的碱。碱洗区包括补充碱和水的中间罐和注入泵。废 碱脱气后送出界区处理。二氧化碳脱除后，MTO气相产品被冷却然后送入干燥 区。 5）干燥区 MTO的气体产物需干燥处理，为下游的低温工段做准备。干燥区由两个MTO产品 干燥器和再生设备组成。干燥器用分子筛脱水。来自于LORP单元的轻质气体用于再 生干燥剂。再生设备由再生加热器，再生冷却器和再生分离罐组成。脱水后，再生 的气体混入燃料气系统。干燥后的反应气送入分馏区的脱乙烷塔。脱乙烷塔的塔顶 气压缩后送入乙炔转换区。 6）乙炔转换区 脱乙烷塔顶气中包含C2和更轻的物料。物流中的副产物乙炔被选择加氢转化为 乙烯。乙炔转化是气相催化工艺。这个区由两个乙炔转换塔和一个防护床组成。进 料加热器包括在内用来调整反应的选择性。下游防护床从转换塔流出物中脱除痕迹 的副产物。防护床与MTO的产品干燥器共用同一干燥气再生系统。转换塔的气相再 生设备包括在此区中。乙炔转换区的物流冷却后送入脱乙烷塔顶冷凝器。 7