MTO烯烃分离技术的创新及副产综合利用

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MTO烯烃分离技术的创新及副产综合利用

发布时间:2016-08-02         媒体名称:流程工业

MTO烯烃分离技术的创新发展和副产碳四的高效增值利用——为了提升MTO装置的经济性,惠生在原有的“预切割+油吸收”烯烃分离技术的基础上,不断追求技术创新,开发了MTO油吸收塔降膜换热微分吸收器专有技术,并在阳煤恒通MTO装置上取得了显著效果,使得乙烯产品回收率从惠生南京MTO装置的99.7%提高至99.89%;同时,还自主研发了可以提高MTO副产碳四经济性的丁烯氧化脱氢制丁二烯技术,并在菏泽玉皇丁二烯项目改造装置上获得成功的工业化应用。
 

MTO烯烃分离技术的创新发展
 

惠生工程甲醇制烯烃分离工艺是惠生工程的核心技术之一,具有投资少、能耗低、产品回收率高和工艺安全可靠等特点。该技术已经实施了9次技术许可,其中3套装置已经开车成功。

惠生MTO烯烃分离技术的核心是“预切割+油吸收”技术:用一个非清晰切割的预切割塔把碳一及更轻组分与大部分碳二分开,预切割塔的塔顶出口气体进入油吸收塔,用吸收剂(碳三、碳四或碳五)吸收碳二及更重组分达到碳一与碳二的完全分离。吸收塔底部出口的吸收剂送到预切割塔顶部进行再生。
 

在原有专利的基础上,惠生工程又成功开发了MTO油吸收塔降膜换热微分吸收器技术,并已经通过了中国石油和化工勘察设计协会的专有技术认定。与常规冷凝回流系统相比,其突出优点是:降膜换热微分吸收器专有技术可实现传热传质同时进行,提高乙烯回收率,降低能耗;可降低装置设备投资和占地。
 

MTO油吸收塔降膜换热微分吸收器技术的主要特点包括:
 

液相分布设计:换热器上部管箱设计液相分布器,确保丙烷吸收剂在换热管内壁下行时形成均匀液膜;
 

水力学计算:确保换热管内不发生液泛;
 

换热管末端结构设计:确保冷凝液从换热管下部顺利流出,不发生气阻;
 

换热器与油吸收塔的整体组合,内置式回流。
 

MTO油吸收塔降膜换热微分吸收器技术的优越性已经在阳煤恒通MTO项目中得到了验证:对于30万t MTO装置,该技术采用后可节省投资200余万元;在历时72 h的性能考核期中,乙烯产品回收率从使用前的99.7%提高至99.89%,取得了惠生烯烃分离技术实现工业应用以来的回收率最高值,同时也创造了目前全球同行业的最高水平。
 

MTO装置副产碳四的高效增值利用
 

目前世界各国丁二烯几乎全部直接来自烃类裂解制乙烯时的副产碳四馏分,占总产量的92%以上。但随着乙烯裂解原料的轻质化,乙烯裂解路线的丁二烯产量逐渐下降,亟待扩展新的丁二烯原料来源。而面对丙烯价格处于低位的市场背景,甲醇制烯烃(MTO)装置也急需寻求新的产品方案来提高利润水平。为此,惠生提出了将MTO装置副产混合碳四进行综合利用的创新思路:将MTO装置副产品中的混合碳四分离出来,利用惠生自主研发的丁烯氧化脱氢技术生产丁二烯,C5+产品送去做OCP原料。
 

MTO装置副产一定量的混合碳四,而混合碳四中正丁烯含量很高:1-丁烯约为22~27 wt%,2-丁烯约为62~68 wt%,这些正丁烯是脱氢制丁二烯的理想原料。通过比较MTO副产碳四生产丁二烯和通过OCP生产烯烃两个路线的经济性可以发现,无论是按近三年均价还是目前的产品价格计算,将MTO产业链延长生产丁二烯都具有更强的竞争力。将价格相对低廉的混合碳四转化为高价值丁二烯产品的方案,能为企业带来显著的经济效益,使混合碳四烯烃的利用价值最大化。
 

惠生在B-02铁系催化剂的基础上,自主研发了性能更优越的新型催化剂,并且优化了工艺:采用两段绝热固定床工艺,单条生产线能力可达10万t/a丁二烯;催化剂可以在线再生;增加了脱除反应产物中氧化物的措施,可减少结垢,增加运行周期;采用选择加氢技术,简化了分离流程,节约能耗和投资。
 

惠生催化剂的性能为:丁二烯选择性在工业操作条件下可达93%以上;单程转化率可达65%以上;采用两段绝热固定床工艺,总转化率可达78%以上;催化剂寿命保证值1年,期望值2年。
 

该技术已经在菏泽玉皇丁二烯装置改造项目得到了成功应用,装置于2016年5月8日成功开车,催化剂经过72 h的性能考核,考核指标均优于性能保证要求。