神华宁煤烯烃MTP反应器再生优化

摘要：神华宁煤烯烃MTP装置MTP反应器两开一备。运行反应器活性下降，转化率低于90%时，必须下线再生，否则活性低，产品收率低，影响正常装置安全运行。文章从提高反应器再生压力着手，优化了再生过程，降低了再生能耗，一定程度降低了装置运行成本。

关键词：MTP反应器；再生优化；能耗成本

中图分类号：TQ536 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）26-0038-02

1 MTP反应器在低碳烯烃生产中的应用背景

低碳烯烃（乙烯和丙烯）是重要的基础有机化工原料，传统的低碳烯烃的生产主要采用轻烃（乙烷、石脑油、轻柴油）裂解石油化工路线完成。由于全球石油资源的日渐缺乏和原油价格长期高位运行，世界各大石油化工集团公司大力开发替代传统烯烃生产的新路线。而随着煤经合成气生产甲醇技术日益成熟，另外受金融风暴的影响，国际甲醇价格下跌，开发甲醇这类低附加值化工产品制取低碳烯烃成为备受关注的一条生产路线。

随着国民经济的快速发展，我国对石油资源的需求日益增长，我国已逐渐成为石油消费大国。我国石油缺口逐年增大已是不可回避的问题，而石油资源的缺少已经严重影响到下游的化工产业，国内乙烯和丙稀的生产量已经完全不能满足化工行业的需要，使得我国对进口石油的依赖越来越高，然而，与石油资源短缺相对的是宝贵的能源资源得不到合理而高效的利用，这对能源的安全供应、国民经济的平稳运行以及全社会的可持续发展都造成了重大影响。

发展甲醇制烯烃产业符合我国资源结构特点，具有可靠的资源保障，有利于缓解石油资源紧缺的局面，是保障我国石油战略安全的一项有力举措，具有很重大能源战略意义。

神华宁夏煤业集团采用德国鲁奇公司甲醇制丙烯（Methanol to Propylene，MTP）专利工艺技术，建立了世界首套50万t/a煤基甲醇制丙烯工业装置，并成功实现运行，成为世界上第1套MTP工业化商业生产装置。随着愈演愈烈的甲醇制烯烃项目建设热，据不完全统计，至2015年底，将会有18个MTP/MTO项目运行，竞争会愈加激烈，降低装置能耗会使装置具有竞争力优势。

2 再生优化过程

2.1 再生过程简单介绍

在MTP反应器中当DME/Me OH进料的总转化率低于95%时，MTP反应器催化剂必须再生。再生过程用氧气/氮气混合燃烧烧去催化剂上积碳。为保证装置的连续运行，装置采用三台MTP反应器两开一备（或再生）的运行模式。

再生时，需再生的反应器停止进料后先用蒸汽吹扫、氮气干燥，然后用热氮气和热空气的混合气烧碳。再生用氮气来自全厂氮气管网。再生用空气由空压机（C-60201A/B）提供。

催化剂再生：再生过程中需要对再生气中氧气含量进行控制；在再生开始阶段，纯氮被送入到反应器中，随着再生过程的进行，通过调整再生气体中空气和热氮气的比例及冷再生气的进料流量，再生气中氧气含量逐渐增加到10%。

热再生气通过流量控制阀进入到所有床层，进入第一层的热再生气的温度通过热再生气体加热炉（FH-60203）来调节。为了调节后面的MTP反应器床层的入口温度，还需要将未经加热的再生气加入到各个床层。再生过程中各床层的温度严格控制在480℃以下，再生压力为20～30kPa（g）。

当加入的再生气全部为空气、且所有的床层入口温度为480℃而出口不再有温升时，表明再生过程已完成。

2.2 再生程序优化

2.2.1 再生前提压过程。反应器B系统隔离以后，通入62000Nm3/h氮气升温，升温过程通过反应器出口至E-60201（再生气预热器）52"再生阀门（前手阀全开，后手阀控制）调节，缓慢并逐步将反应器出口压力（日常再生20～30kPa（g））提至120～130kPa（g）。

提压过程缓慢分布进行，具体见表1。

3 提压再生小结

再生时间：B反应器第二周期再生用时5天，此次再生缩短22.5小时；氧含量为0%～2%阶段，用时3天，而第二周期为2.5天；2%～10%阶段此次用时1天零1.5小时，第二周期用时2天12小时，说明前期比较再生相对慢，积碳燃烧时间范围大，各床层都在燃烧、燃烧充分，到后期提空气量则相对容易。

再生流速：此次再生压力较前期提高了100kPa，反应器压降为20kPa（DCS显示）左右，而第二周期30kPa（DCS显示）左右，气流在反应器内停留时间延长。

再生温度：由于气流在反应器内停留时间延长，此次床层温度较均匀，温度传递较慢，一旦温度上升较快，不容易控制，加大了操作难度。

再生介质与动力：再生时间缩短22.5小时，按50000Nm3/hN2计算，节省1.125×106Nm3（50000Nm3/h×22.5h）N2。空压机C-60201按单台计算可以节省5.6×104kW・h（2467kW×22.5h），共计节省约140万元人民币。

参考文献

[1] 代炳新，王新生.我国煤基甲醇制烯烃技术进展[J].河南化工，2010，（27）.

[2] 唐宏青.部分在建和拟建的煤制烯烃项目[N].中国化工报，2008-10-20.

作者简介：朱玉川（1986-），神华宁夏煤业集团煤炭化学工业分公司烯烃公司MTP（甲醇制丙烯）装置工艺工程师，研究方向：工艺技术；赵启辉（1985-），神华宁夏煤业集团煤炭化学工业分公司烯烃公司MTP（甲醇制丙烯）装置设备工程师，研究方向：设备技术。