深冷分离技术装置在煤制烯烃中的优化与发展

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 深冷分离技术装置在煤制烯烃中的 优化与发展 摘 要烯烃作为化工合成中的一 种重要有机化工原料，是化学工业的基 石，有着十分广泛的应用前景。近年来， 随着我国经济的持续快速发展，国际油 气市场价格持续波动，油馊笨诓欢霞 哟螅传统的烯烃生产技术已经难以应 对市场的供需矛盾。我国土地宽广，幅 员辽阔，有着十分丰富的煤炭资源，随 着煤制烯烃研究的深入，一直以来作为 我国主要能源之一的煤炭资源显示出了 巨大的潜力。基于此，本文对深冷分离 技术装置在煤制烯烃中的优化与发展进 行分析。 中国论文网 /1/view-12829865.htm -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 关键词 深冷分离技术装置；煤 制烯烃；优化；发展 中图分类号：S718 文献标识码： A 文章编号： 1009-914X（2018）26- 0212-01 1 深冷分离 1.1 深冷分离法 深冷分离法，简单的讲即为通过 不同的温度来最大程度的对气体进行分 离。主要是采取一种机械性的方式，通 过不同手段让气体实现膨胀，再根据不 同气体各自的沸点不同，对它们进行降 温冷却，不同的气体通过这种方式实现 了较为精准的分离。在我国，80%氧气 制取都是来源于这种方法，这种方法分 离出的气体纯度相对较高，但是在分离 过程当中的成本也较大，这种方法比较 适合空气中比重含量较大气体的分离， 比如氮气和氧气的制取就非常适合，而 在分离空气中所占比重较小的气体时则 显示出他的不足与局限性。尽管我们当 前在改进技术管理等方面一直在努力， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 也取得了不小的成就，但是水平仍有待 于进一步的提高。 1.2 技术特点 在生产氧气的过程中，应用到 的低温设备及管道都需要放置在保冷箱 中，并在其中填充传热系数较低的绝热 材料，防止环境中的热量传递进设备及 管道内，降低了冷量损失。低温设备 及管道的制作材料，在温度较低的工况 条件下要有足够的韧性和和强度，并且 在制造、加工过程中，对焊接质量和加 工性能有较高的要求，大多数情况下选 用铜合金或是不锈钢材料。由于空气 并非只有氧气和氮气，还存在着其他高 沸点的物质，如二氧化碳、水分子等， 鉴于空气的这种特点，需要在进行低温 处理前，利用常规方法将高沸点杂质去 除，防止其在设备通道内堵塞影响长周 期运行。 2 煤制烯烃技术 煤制烯烃即是通过煤基甲醇来制 取烯烃的一项技术，它是以煤为原料先 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 对甲醇进行制取，之后再通过甲醇来制 取乙烯、丙烯等烯烃。该技术主要包括 煤气化、甲醇合成以及甲醇制烯烃 3 个 主要部分。煤气化是煤与气化剂在一定 外界条件下完全气化转化为合成气的过 程，之后进行合成气的变换操作，使其 中的 CO 和 H2O 部分地转化为 CO2 和 H2，再对合成气进行净化，最后将合成 气制成粗甲醇蒸馏即可得到制烯烃的甲 醇原料。甲醇制烯烃即是在一定的温度、 压力和催化剂的条件下，由甲醇发生蒸 气脱水生成二甲醚，生成的二甲醚再与 甲醇的平衡混合物气体脱水继续转化为 低碳烯烃，回收轻烯烃，即可得到乙烯 和丙烯等烯烃原料。 3 煤制烯烃的主要工艺路线 气化技术是煤制甲醇的核心，而 喷嘴是水煤浆气化技术的核心，喷嘴性 能的好坏，将直接影响气化反应结果、 耐火砖及其喷嘴自身的使用寿命。华东 理工大学在多年科技攻关基础上，与原 鲁南化肥厂、水煤浆气化及煤化工国家 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 工程研究中心合作，研制出新型水煤浆 气化喷嘴，实现了技术创新与工业应用。 新型气化炉为四喷嘴对置结构，通过调 整喷嘴配置，优化气化炉结构与尺寸， 以撞击式射流形式，强化了热质传递过 程，更有利于进行气化反应和延长耐火 砖的使用寿命。 DMTO 工艺技术，甲醇制烯烃 （简称 MTO）技术源于甲醇制汽油 （MTG） 。在 MTG 的开发过程中，发 现 C2-C4 烯烃是 MTG 过程的中间产物。 控制反应条件（如温度）和调整催化剂 的组成，能使反应停留在生产乙烯等低 碳烯烃的阶段。显然，催化剂的研究则 是 MTO 技术的核心，为提高吨甲醇的 烯烃产量，大连化物所开发了第二代 DMTO 技术，简称 DMTO，DMTO是在第一代 DMTO 技术的基础上耦合碳四组份转化制烯烃 的多产烯烃技术。该技术甲醇转化率达 到 99.97%，烯烃的选择性提高了七个 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 百分点左右。陕西蒲城 70 万吨/年烯烃 项目采用 DMTO技术，该项目于 2014 年 11 月中交，DMTO-II 技术实现 了甲醇转化和 C4 以上重组分的再转化 制烯烃系统的有机耦合，同等规模生产 装置的吨烯烃消耗比上一代 DMTO 技 术降低 10 个百分点以上，具有更大的 经济潜力和产业化前景。 甲醇制丙烯（MTP）工艺技术， 甲醇制丙烯（MTP ）工艺是德国鲁奇公 司使用甲醇作为原料生产聚合级丙烯的 专利技术，该工艺同时可副产乙烯、 LPG 和汽油。使用的催化剂为 ZSM-5 分子筛催化剂，由德国南方化学公司独 家生产，转为 MTP 工艺开发，该工艺 的转化率为 71%（主要是丙烯） ，主产 品为 94%丙烯，6% 乙烯，两者的比例 可调节小范围，副产品为 LPG、汽油。 C2 以上转化率为 85%，甲醇转化率大 于 99%。MTP 和 DMTO 工艺技术优缺 点：MTP 工艺和 DMTO 工艺以“煤” 代“油”克服了石油资源紧缺、价格上涨 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 所带来的经济危机，并且两种工艺技术 都比较先进，甲醇的转化率都打到了 99%。 MTP 和 DMTO 装置投资比较 大，MTP 和 DMTO 工艺的原料都是甲 醇，需要和煤制甲醇的装置配套投资。 两种工艺技术高能耗、高水耗，环境 影响都比较大。 4 深冷分离空气技术在生产中存 在的隐患及问题 空气组分含有的碳氧化合物以 及一些有机化合物，随着空气冷却压缩 一同进入到空气分离塔内，这些碳化物 的存在聚集到一定程度后会影响装置的 正常运行，还会影响安全生产，严重时 甚至会发生强烈爆炸。因此需要将空气 进行预先清洁处理。 如果冷箱内设备出现低温液体 的长期、大量泄露时，可能会对设备基 础造成破坏，进而造成冷箱内设备发生 倾斜，损坏空分装置整体的安全、稳定 运行，甚至发生人员危害。因此，应当 关注设备、仪表和管件的密闭型，在设 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 计之初应当考虑到设备、管道和冷箱内 支架的位移、及应力问题。 如木材或焦炭等多孔的有机物 与液化后的氧气接触过，一定要妥善处 理，若遇到明火或受到一定的冲击力时， 就会发生非常强烈的爆炸，对生产及个 人会造成不可估量的危害。因此，禁止 在冷箱内堆放多孔有机物质，同时，将 液氧排放时，应当选用专门的液氧排放 管以及容器，不能直接排放到地沟。 经过长时间的弱放电及存放， 液氧会发生变化生成深蓝色的臭氧，若 存放过程中环境发生改变，臭氧非常容 易发生爆炸。 由于深冷分离的低温液体温度 低于-180 ，该温度下使得碳钢板破裂， 因此，低温液体外排管道以及接收槽不 能选碳钢材质的。 5 深冷分离技术的安全稳定运行 加强对深冷分离装置的日常管 理。加强对生产设备的日常巡检，及时 发现危及安全生产以及稳定运行的因素， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 在事故扩大之前消除隐患，或是采取有 效措施做好隐患隔离；做好日常安全评 价分析，针对不同的危险因素，制定相 应的应对措施；建立健全相关的规章制 度，对于分离设备一定要根据厂家操作 要求，定期加温、复热，保证设备及相 关管道的长周期、稳定运行；日常生产 中对于设备出现的问题应做好原因分析， 并制定好解决方案，严禁设备长期带病 运行，杜绝设备事故的发生。 利用先进的安全保障设备及技 术，防止设备安全生产事故发生。近些 年来，深冷分离相关的保障技术也在不 断的更新升级，新工艺和新装置的运用， 大大提升了深冷分离制氧技术的安全性。 例如：用分子筛吸附器来取代切换板式 或储冷器，有利于清除空气组分中的二 氧化碳、水分以及碳氧化合物；系统