浅析某煤化工甲醇制烯烃装置改造现状与远景展望

摘 要：甲醇制烯烃是新型煤化工清洁能源技术，通过对某煤化工甲醇制烯烃装置的改造分析，从安全环保、人性化操作、连续平稳生产、提高效率、提高资源利用率几个方面概述改造在生产中的重要作用，并对未来改造方向进行分析。

关键词：煤化工 改造 发展

Abstract：Methanol to olefins is a new clean energy technology of coal chemical industry。By the analysis of the technical reformation in a coal chemical MTO unit，expound the important of transformation in production ，about safety and environmental protection， humane operation， continuous smooth production， improve efficiency， and improve resource utilization。And analyze the future direction of reconstruction。

Key words：coal chemical industry； reconstruction； development

一、引言

某煤化工甲醇制烯烃装置至今已投产运行四年，是该厂核心单元之一，是世界首套甲醇制烯烃工业化装置，年处理180万吨甲醇，生成60万吨聚合级乙、丙烯。[1]

新建立的装置，需经历漫长磨合期，在开停工、生产过程中均会遇到各种问题，需针对出现的这些问题，做出分析、整改、改进、改造，以便更好地为生产服务。

二、装置现改造部分简述

针对该装置运行期间存在的一些问题和缺陷。进行了多项改造。下面就以该装置的部分改造，概述一下几项基本原则。

1.安全，环保

该装置的生产方针是“以人为本，安全第一”。安全是企业生产的基础，没有安全就没有生产。环境保护是我国的基本国策。企业在生产过程中必须履行保护环境的责任，坚持“预防为主，防治结合”的方针，从源头上消灭污染物。

1.1.泵房内氮气线切除

原设计在泵房内增加氮气软管站，以便日常检修时对管线和设备进行扫线、置换作业。在长时间生产过程中，发现泵房内氮气使用频率不高，但是泵房作为密闭空间，内有氮气软管站存在一定安全隐患。一旦氮气阀门不严或者操作人员误操作，造成氮气泄露，泵房内氮气浓度上升，最终可能导致氮气窒息事故的发生。经过综合评估，将泵房内氮气软管站封堵，从根源上避免了氮气窒息事故的发生。

1.2.地下污水罐放空改至火炬系统

该装置设计时，将含油污水排放至地下污水罐，而地下污水罐设计为常压罐，向大气放空，这就造成易挥发的有毒有害易燃易爆气体排放至大气，放空时易发生含油污水喷溅，所以装置将地下污水罐的油气排放至火炬系统，既能安全排放，又满足环保要求。

2.人性化

操作工是化工生产的主体，人性化的设计不仅便于操作，减少人力资源的浪费，有利于稳定安全生产。

2.1.加剂间增加电葫芦

该装置使用的催化剂规格为1吨/袋，加剂需将加剂间屋顶拆除，调用吊车将催化剂吊至加剂间加料斗进行加剂。在这过程中，需配备吊车，及相应的7至8名操作人员，加剂费用高昂，同时吊剂速度慢于加剂速度，增加了蒸汽消耗量，造成能源浪费。吊车作业时，有高空坠剂爆袋风险，不仅造成经济损失，且易造成砸伤事故和粉尘飘散风险。针对此，在加剂间增加电葫芦，加剂时由叉车驾驶员将催化剂叉入加剂间，加剂工用电葫芦将催化剂移动至加料斗上方，解包加剂。现在仅需叉车驾驶员、安全监督员、加剂工人共4人即可完成加剂，而加剂间同时容纳多袋催化剂，叉剂速度满足加剂速度。该项改动不仅减少了加剂人员，同时避免频繁拆除恢复屋顶，极大地降低了加剂成本。

2.2.空冷器入口增加导淋

原设计中干式空冷器设计为折流式，出入口在同侧，上进下出，仅出口有导淋，用于空冷器的排放。空冷器投用时需由出口导淋排净空气，灌满液体，但出口属于低点，不能将空气排尽，使得空冷的效率大大降低；空冷器的切除过程中，也由低点排液，空冷内并无平衡压力设施，易形成负压，导致排液困难，液体不能排净；空冷器清洗吹扫时，只能由出口侧导淋外接气源，由另一侧盲法兰拆除排泄，操作上较为繁琐。针对此，该装置在空冷器入口增加放空导淋，投用时，由出口倒灌，至入口放空导淋见液后打开入口投用；切除时，出口排放，入口放空与大气相连平衡压力，可以较为顺畅地排液；吹扫时，由入口导淋外接气源，出口排放，大大简化了吹扫流程。

3.连续平稳生产

化工生产连续平稳运行，可以持续产生经济效益，减少开停工的资源能源浪费，也降低了操作人员的工作强度。

3.1.部分常温氮气改为热氮气

该装置的反应再生系统中大量使用了常温氮气用于输送和流化反吹。在该装置发生的多起停工事故就是因为常温氮气中携带水汽，冷凝后将催化剂混凝，堵塞管线，进而造成废催化剂排放困难，或循环的待生催化剂管线堵塞，造成停工事故。所以在改造过程中增加了氮气加热器，将氮气加热至250℃以上，避免水蒸气冷凝，从而避免了催化剂混凝堵塞管线后停工处理的风险，使装置能长时平稳连续生产。

3.2.旋液污水管增加循环水冷却套管

装置连续生产时产生了大量高温废水，排入污水池沉降后送至污水厂处理。这些有机废水温度在90℃以上，易在自吸泵入口发生汽化，引起气蚀，因而不能顺畅地送入污水厂，需停泵灌泵，入口处喷淋降温才行。同时，高温污水也易将处理污水的细菌杀死。因此，该装置将产生大量污水的旋液系统排污管线增加冷却套管，降低污水温度，从而降低污水池温度，自吸泵可以连续运行，对处理污水的细菌也起到了保护作用。

4.提高效率

在企业生产过程中，高效率不仅可以降低运营成本，同时也降低了安全风险。

4.1.反应器增加大型加卸剂线

原设计中反应器内仅一条大型加卸剂线，停工过程中，卸剂速度较慢，时间较长，且卸剂较为困难，易发生堵塞现象。而在改造后，增加的大型加卸剂线不仅加快了卸剂的速度，缩短了卸剂时间，节约了气抽投用的蒸汽量，减少长时卸剂时催化剂的跑损，降低了经济损失，大大缩短卸剂时间。

4.2.再生器卸剂管线热电偶下移

停工卸剂要求管线不能超过450℃，而再生器大型加卸剂线监控温度热电偶设计时靠近再生器底部，不能真实反映卸剂管线温度，测得的温度偏高，从而使卸剂速度降低，增加了卸剂时间。将热电偶向卸剂下游移动，提高了卸剂线测温的精度，相较改造前，增加了卸剂速度，缩短了卸剂时间，节约气抽投用蒸汽量，减少催化剂跑损，降低了经济损失，且缩短了停工时间。

5.提高资源利用率

化工生产中的部分改动提高了资源利用率，避免了物料能源的浪费，提高经济效率，同时又有利于环保等方面。

5.1.凝液系统改造

装置大量使用了0.46MPa和1.1MPa蒸汽作为热源，产生的凝液进入凝液罐，抽出送至装置外。凝液温度较高，易汽化，导致凝液罐压力波动较大，凝液经疏水器不能顺畅入罐，蒸汽管线易发生“水击”现象。需将凝液罐放空打开泄压，保证凝液系统运转，不仅造成了经济上的浪费，喷射的含水饱和蒸汽易冷凝烫伤过往操作人员，且造成了噪声污染。改造增加了两个凝液罐，1.1MPa的凝液进入1.1MPa蒸汽凝液罐，靠自压压入0.46MPa蒸汽凝液罐，0.46MPa蒸汽凝液罐顶部增加冷却器，蒸汽进入后经循环冷却水冷却回流至0.46MPa蒸汽凝液罐，0.46MPa蒸汽凝液罐为全凝式，凝液经泵送出装置。相比于改造前，凝液罐压力显著降低，1.1MPa蒸汽凝液和0.46MPa凝液均能顺畅进入，不易发生“水击”现象，减少蒸汽排放，降低了经济损失，同时去除了噪声源。

5.2.净化水循环利用

装置内经过污水汽提塔后产生的净化水固含量较低，可满足机泵冲洗水的要求，但是温度较高。改造使用闲置的冷却器将净化水冷却作机泵冲洗水，提高了净化水的利用率，同时降低了循环水的使用量。

三、远景分析

化工生产要与时俱进，跟随科技发展，生产精细化，提高资源利用率，减少能源浪费，降低操作人员的工作量。

1.提高测量数据精度

增加传感器数量，使获得的压力、温度等数据更精确充实，对于分析处理工况提供充足且准确的判断依据。

2.使用更便携的操作设备

如使用手动阀门便携启动开关，减少工作量，且能精确控制阀门开度；开发可用于随身观察DCS数据的移动设备APP，便于现场操作工及时对比监测现场数据，也利于中控指令的正确传达。

3.使用大数据分析

利用长时运行积累的各种工况数据，分析建立最接近的大数据模型，使操作智能化，预测非正常工况，提前作好准备工作避免停工等事故，缩短非正常工况时间，快速恢复生产，从而降低经济损失。

4.设计布局更人性化

根据操作人员的人员结构、操作习惯、思维方式等对装置内的一些工艺或设备管线布局作出改进，简化操作流程，利于操作。

四、结术语

工艺优化改造应始终贯穿于化工生产过程。通过使用新技术，新设计，提高能源、资源利用率，提高操作便携性，既提高经济效益，又满足环保安全要求，从而使企业更好地服务于社会。

参考文献：

[1]吴秀章 主编.煤制低碳烯烃工艺与工程[M].北京：化学工业出版社，2014.

作者简介：周虎成，男，从业甲醇制烯烃五年，内蒙古神华包头煤化工有限责任公司。