[發明專利]甲醇制烯烴工藝急冷塔氣液旋流分離器的沖洗系統及方法

在審

• 申請號: 202210372454.6
• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114643136A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 趙亞偉;潘海濤;劉廣廈
• 申請（專利權）人: 中國神華煤制油化工有限公司;國能新疆化工有限公司
• 主分類號: B04C5/23
• 分類號: B04C5/23
• 代理公司: 北京信諾創成知識產權代理有限公司 11728
• 代理人: 王化平;陳悅軍

甲醇制烯烴工藝急冷塔氣液旋流分離器的沖洗系統及沖洗方法。沖洗系統包括高壓水單元和V型擋板；高壓水單元包括相連通的高壓水總管和高壓水第一沖洗母管；高壓水第一沖洗母管上間隔設置有多個高壓水第一沖洗支管；V型擋板倒扣設置于液封盤上、且位于旋流管中相鄰的兩列左旋旋流管和右旋旋流管之間，且其兩端分別抵接于急冷塔的塔壁上，形成V型水通道；急冷塔在位于V型水通道兩端的塔壁上設置有第一管道連接孔，用于連接高壓水第一沖洗支管以自兩端向V型水通道內通入高壓水；V型擋板的兩側擋板上分別設置有沿其長度方向的沖洗條縫，沖洗條縫正對旋流管的料腿出口設置。該沖洗系統及沖洗方法，能夠較好地除去旋流管的料腿出口處的黏附物。

技術領域

本發明屬于甲醇制烯烴領域，具體涉及甲醇制烯烴工藝急冷塔氣液旋流分離器的沖洗系統及方法。

背景技術

基于我國“富煤、少油、貧氣”的資源特點，煤炭在我國作為主體能源地位長期難以改變。以煤氣化合成甲醇為原料，替代石油生產低碳烯烴的工藝路線，不僅可提高煤炭的附加值，還會降低烯烴對石油資源的依賴。甲醇制烯烴(Methanol to Olefins，簡稱MTO)技術在國內發展已經日趨成熟，甲醇制烯烴是以純度95％左右的MTO級甲醇為原料，氣相甲醇與固體催化劑在流化床中直接接觸發生強放熱反應，產生富含乙烯和丙烯等輕烯烴混合物。

甲醇制烯烴裝置主要由反應-再生系統、急冷水洗和污水汽提系統、熱工及余熱回收系統構成。在密閉反應器內氣相態甲醇與反應器床層內的高溫催化劑直接接觸，在催化劑作用下迅速進行放熱反應，產品氣經兩級旋風分離器除去攜帶的大部分催化劑后，再經產品氣三級高效旋風分離器除去所夾帶的部分催化劑細粉。然后進入產品氣-中壓蒸汽發生器，經過熱量回收后，富含乙烯、丙烯的產品氣與來自產品氣四級旋風分離器的氣體匯合進入急冷塔下部。

急冷塔是MTO工藝中一個極其重要的設備，急冷塔內設有人字擋板，產品氣自下而上與水洗水逆流接觸，洗滌產品氣中攜帶的少量催化劑并完成脫過熱。急冷塔底出來的急冷水分成兩股，一股去往下游烯烴分離裝置作為熱源使用，另一股則經過急冷水旋液分離系統分離后返塔。急冷塔頂部設置一套氣液旋流分離器，氣液旋流分離器是由左旋旋流管和右旋旋流管上下錯位背對安裝構成，用于分離冷卻產品氣中攜帶的液滴和催化劑。旋流管的料腿下方設有液封盤，生產時液封盤水位略高于旋流管料腿出口，保證液封盤水位全封料腿出口，防止產品氣從料腿出口倒竄逆向進入旋流管，造成氣液返混，使旋流管旋分效率降低或失去分離作用，同時液封盤南北共設置有8條沖洗管線，用沖洗掉料腿出口的催化劑，減少旋流管料腿處和液封盤上催化劑的沉積。

氣液旋流分離器除液后的產品氣經升氣管進入水洗塔下部，旋流管料腿出口和液封盤上催化劑沖洗效率差，導致氣液旋流分離器氣、液、固分離不徹底，造成過多的催化劑超細粉進入后續水洗系統，后續水洗水系統中的固含量逐步升高，催化劑超細粉在水洗塔中與水洗水中的含氧化合物及芳烴類有機物結合，形成油包催化劑聚結成蠟塊，堵塞塔盤，引起水洗塔差壓波動，水洗塔壓降隨系統運行時間的延長逐漸升高，造成產品氣離塔溫度過高，影響后續烯烴分離單元。同時水洗水固含量的增加也會使污水汽提系統進料固含量增加，催化劑與重組分粘合板結在浮閥塔盤、塔壁上，影響整塔汽提效率，導致外排凈化水COD會超標，整套全線冷換設備堵塞嚴重，換熱效果差需頻繁下線清洗，整體系統耗能隨生產進行不斷上漲。

由于急冷水本身固含量高，隨裝置不間斷運行時長的增加，原有液封盤的8條沖洗管線沖洗水堵塞、分散、偏流、效率逐漸下降，旋流管分離下的催化劑無法及時被沖洗置換，旋流管料腿被催化劑堆積堵塞導致旋流管流通不暢，液封盤上逐漸沉積的催化劑致使急冷塔頂氣液旋流分離器產品氣出口和入口壓差逐漸上漲，氣相甲醇進料負荷在100％時，壓差最高漲至13Kpa超過高報值10Kpa，氣液旋流分離器出入口壓差高進而會造成下列一系列不良反應：

(1)產品氣經氣液旋流分離器至水洗塔通量減少，導致急冷塔頂和反應器壓力升高，低碳烯烴乙烯和丙烯的收率下降，副產物如蒽、萘、菲、芘等稠環芳烴化合物增多，造成后路污水汽提系統處理負荷加劇。