甲醇制烯烴裝置降低急冷水固含量方法的探究

龍琴剛

摘要：甲醇制烯烴技術最近幾年蓬勃發展；但在發展過程中急冷水固含量的問題一直困擾著許多工作人員。本文在對甲醇制 烯烴裝置中急冷水系統固含量升高的原因和危害進行簡要分析后；著重探討了怎樣降低甲醇制烯烴裝置中的急冷水固含量。 關鍵字：甲醇制烯烴；催化劑；急冷水固含量；降低方法

中圖分類號：V261 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）19-0287-01

1 甲醇制烯烴裝置中急冷水固含量提升原因概述

在甲醇制烯烴裝置中，甲醇轉化為烯烴的過程會產生乙烯、丙

烯等氣體，這些氣體在離開反應裝置的時候會攜帶少量的催化劑顆 粒。雖然裝置中的的過濾系統會將大部分催化劑顆粒進行回收，但 是仍有少部分催化劑顆粒（多為5μm 以下）會伴隨烯烴產物一起進 入急冷水系統，在烯烴產物得到降溫的同時，這些催化劑顆粒也隨 之沉淀到急冷水系統中。久而久之，便會在急冷水中形成大量的催 化劑固含物[1]。

2 急冷水固含量過高危害概述

2.1 急冷水循環量降低

急冷水中的固含量過高時，會對設備和管道等形成堵塞，使得 急冷水流通通道變小，從而使急冷水循環量降低，導致急冷水系統 的效用變差，并對水洗系統的正常運行造成影響。

2.2 降低設備使用壽命

急冷水固含量過高會大大降低相關設備的使用壽命。例如，固

含量過高的急冷水在進入急冷水泵時會對葉輪及其他裝置造成一定 程度上的損壞，損害急冷水泵的性能，其他由于沖擊造成的磨損也 需要經常進行維修；冬季溫度低的時候，急冷水中的的固含物沉積 在空氣冷卻器的通道中會是其流速降低，通量減少，非常容易發生 堵塞現象甚至導致空氣冷卻器管束發生凍裂。

2.3 降低換熱器工作效率

隨著急冷水的循環，固含物會隨之沉淀在換熱器管束中，導致

換熱器管束中的污垢層加厚，進而增加熱阻，導致換熱器工作效率

的降低。

3 甲醇制烯烴裝置降低急冷水固含量的方法分析

為了減少急冷水中催化劑的含量，提高急冷系統的運行效率和 換熱器的工作效率，可以往急冷水中注入高溫萃取劑。從旋液泵的 入口管線處將高溫萃取劑注入，然后通過分離器的離心分離作用把 高溫萃取劑萃取出來的催化劑從急冷水中分離出去。高溫萃取劑的注入可以有效的將催化劑顆粒從急冷水中分離出 去，達到降低急冷水固含量的效果，在進行試驗時，我們在急冷水 中加入高溫萃取劑，一個月后，固含量由 2500-3500mg/L 降到 1500-2000mg/L。但是需要注意的是，分離出的催化劑顆粒可能會在 急冷塔中沉降，這樣雖然可以降低急冷水中的固含量，但隨著催化 劑沉積量的不斷累積，將會對泵的過濾網造成堵塞，降低換熱器的 換熱效果。正常情況下，含有催化劑的急冷水會從一、二級旋液口 排放出去，但其排放量較小，不足以將所有催化劑都排放出去，高 溫萃取劑注入三個月后，試驗發現急冷水中固含量回升到了 2500-3500mg/L，甚至有所增加，研究發現這是由于含有催化劑的急 冷水外排量不足導致的，為了避免這種情況，在高溫萃取劑注入量 穩定的情況下要增加急冷水的外排放量，通過急冷水旋液側的外排 手閥控制其外排到污水池，將急冷水塔內的固含量高的急冷水置換 出去，從而減少塔內急冷水的固含量[2]。與此同時，為了應對由于急冷水大量外排導致的污水池池面急 速上漲的局面，可以根據裝備的實際情況增設備用的沉降池，當主 污水池的固含量達到一定高度時，可以將污水池的水導流至備用污 水池進行沉降處理。通過二者切換使用，環緩解污水池的壓力。

3.2 使用金屬微孔膜

常用的甲醇制烯烴反應裝置往往是在反應裝置的后端利用旋風

分離的方式對催化劑顆粒進行去除，但是由于旋風分離器本身的局 限性，導致顆粒直徑小于 10μm 的催化劑顆粒無法被排除，往往會 進入到急冷水中造成設備堵塞等問題。因此，為了降低急冷水中的 固含量，就得對急冷水進行過濾。傳統的分離方式有旋流分離、絲網過濾器、袋式過濾器以及陶瓷過濾器。其中陶瓷過濾器過濾精度 較高，但是它不僅處理量小，能耗高，而且還很難進行清洗。而其 他三種方式的過濾精度都較低，過濾效果往往不如人意。

金屬微孔膜有兩部分組成，一是金屬多孔支撐層，其強度相對 較高，可以起到支撐的作用；二是金屬多孔分離層，用于對過濾物 的分離。這種構成方式是金屬微孔膜可以做到流量和精度的兼顧， 因此，我們可以考慮將其應用到甲醇制烯烴裝置中來。

金屬微孔膜根據支撐層的不同可以分為兩類，即金屬粉末微孔 膜和金屬絲網微孔膜。在采用過濾精度都為1μm 的兩種金屬微孔膜 進行對甲醇制烯烴急冷水過濾試驗時，發現這兩種金屬微孔膜均可 以對急冷水中的催化劑顆粒進行有效攔截，可以將急冷水的固含量 降低到5mg/m?以下，但是由于金屬微孔膜制作工藝的原因，會有一 些較為細小的粉末進入金屬微孔膜的支撐層中，對于透氣性較強的 金屬絲網來說這些細小的粉末對其影響不大；而對金屬粉末微孔膜 來說，細小的粉末進入到其支撐層中，將會形成100-150μm 的聚合 顆粒，可能會堵塞支撐層中的孔，使孔變為盲孔，降低其過濾的性 能。所以，金屬絲網微孔膜相對于金屬粉末微孔膜來說，在急冷水 過濾中流量更大、反吹再生效果更好，更適合甲醇制烯烴裝置中急 冷水的過濾[3]。

綜上所述，我們可以更多的利用金屬絲網微孔膜來進行急冷水 中催化劑顆粒的過濾，降低急冷水固含量。同時，考慮采取一些工 藝提升金屬粉末微孔膜的透氣性，使其也可以在急冷水過濾中的到 廣泛應用。

3.3 對反再生系統進行適當調整

反再生系統是甲醇制烯烴裝置中控制床層平穩流化的系統，為

了降低急冷水固含量，應該在保證甲醇制烯烴裝置正常運行的情況 下調整反應密相床層的高度和催化劑夾帶高度，以減少催化劑的跑 損和破損[4]。

3.4 保證換熱器的換熱效率

急冷水水系統中的換熱器、空冷器等裝置上經常會附著大量的

催化劑，造成冷換設備的污垢熱阻增加，進而導致冷換設備傳熱系 數的減小。為了避免這種情況，可以在保證設備運行效率的前提下， 增加空冷器、換熱器的入口的吹掃蒸汽，達到清掃污垢的目的。

3.5 提高旋流分離器的分離能力

針對目前旋流分離器的工作狀態，聯系設備廠家對旋流分離器

的設計負荷和分離能力進行改進.確保分離器正常運轉，一旦發現 分離器有堵塞的情況，利用分離器底部吹掃接頭，用蒸汽反吹旋流 分離器，疏通旋流單管，達到旋流分離器正常工作的目的。

4 結束語

甲醇制烯烴的裝置中，急冷水固含量過高往往會給降低裝置的

工作效率，并給裝置帶來很大損害，造成裝置使用壽命的縮減，從 而增加甲醇制烯烴工業的成本。為了降低急冷水中的固含量，我們 可以通過在急冷水中注入高溫萃取劑的同時增加急冷水外排量、使 用金屬微孔膜過濾網等方法來對急冷水中的催化劑顆粒進行排除和 過濾。當然，上述的這些方法只是本文根據當前的形勢提出的一點 兒小建議，隨著時代的進步，越來越多更好的降低急冷水固含量的 方法肯定會不斷涌現。

參考文獻

[1]張世杰，吳秀章，關豐忠，等.甲醇制烯烴工業裝置水系統 問 題 分 析 及 解 決 方 案 探 討 [J]. 化 工 進

展，2017，36（s1）：553-559.

[2]劉建英.關于甲醇制低碳烯烴工藝急冷水中固含量的分 析[J].中國化工貿易，2014（29）.