MTO催化劑跑損

1、甲醇制烯烴裝置催化劑跑損小結(jié) MTO 馬俊青目錄 1、 MTO催化劑單耗的原因 2、 跑劑現(xiàn)象帶來的影響 3、跑劑現(xiàn)象 4、跑劑現(xiàn)象初步判斷 5、影響MTO跑劑的因素 6、跑劑解決方法 甲醇制烯烴裝置催化劑跑損小結(jié)催化劑單耗：催化劑消耗量（kg）/產(chǎn)品生成量（t）催化劑單耗是甲醇制烯烴（MTO）裝置的一個重要指標(biāo)。不僅影響裝置的正常平穩(wěn)操作，而且直接影響著裝置的經(jīng)濟效益。包頭MTO裝置設(shè)計催化劑單耗為0.75kg/t（乙烯+丙烯），是催化劑的自然跑損，是現(xiàn)有催化劑回收技術(shù)無法回收而排入大氣和產(chǎn)品氣帶出的催化劑總量。目前的催化劑單耗為1.05kg/t，高于設(shè)計的0.75kg/t。甲醇制烯烴裝置催

2、化劑跑損小結(jié)1. MTO催化劑單耗的原因1.1細粉含量高催化劑單耗高的主要原因是催化劑循環(huán)時，催化劑流過的一些部位，催化劑的線速過高造成催化劑破損嚴(yán)重。小于20m的細粉含量高，旋風(fēng)分離器入口催化劑細粉含量高，在旋風(fēng)器線速已經(jīng)很高的情況下，造成催化劑跑損嚴(yán)重。催化劑細粉高的原因有兩方面：一方面是高溫水熱工況下的催化劑熱崩；甲醇制烯烴裝置催化劑跑損小結(jié) 另一方面是催化劑顆粒在系統(tǒng)循環(huán)過程中磨損嚴(yán)重。 就包頭公司MTO裝置而言，前者是主要原因。但是催化劑單耗不是越低越好。要根據(jù)原料性質(zhì)、催化劑性質(zhì)、工藝條件、生產(chǎn)方案和設(shè)備狀況來定。只考慮催化劑的損耗是不科學(xué)的，要看總體經(jīng)濟效益，看看劑耗和產(chǎn)品收率、

3、產(chǎn)品質(zhì)量之間哪個效益最大化。在保證催化劑活性，能夠達到轉(zhuǎn)化要求的情況下，可以在操作方面減少損耗。甲醇制烯烴裝置催化劑跑損小結(jié)1.2 裝置工藝操作條件1.2.1.裝置開停工期間裝置在開停工期間，由于操作調(diào)節(jié)幅度大，在開工加劑封料腿和停工卸劑過程中，旋風(fēng)分離器的工況不在設(shè)計的最佳范圍內(nèi)，造成催化劑大量跑損。因此在開工時要快速加劑，迅速封住旋分器料腿。甲醇制烯烴裝置催化劑跑損小結(jié)1.2.2.再生器和反應(yīng)器的正常操作條件正常操作條件下，再生器溫度較高，高溫易破壞催化劑顆粒的外表面，致使催化劑的比表面積和孔容減小。反應(yīng)器噴入了大量的稀釋蒸汽，而蒸汽的作用破壞了催化劑顆粒內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致孔徑增大，比表面

4、積降低。在實際生產(chǎn)中，高溫和蒸汽同時存在，使催化劑不斷地受到破壞。甲醇制烯烴裝置催化劑跑損小結(jié)1.3旋風(fēng)分離器料腿堵塞旋風(fēng)分離器內(nèi)部有襯里。長時間的磨損和變工況操作，使得襯里塊容易脫落。脫落后的襯里塊如果不能從料腿落入床層，會卡在翼閥閥板處，導(dǎo)致閥板不能閉合。由于旋風(fēng)分離器內(nèi)部是負壓狀態(tài)，因此床層內(nèi)的反應(yīng)氣或再生煙氣會攜帶部分催化劑由旋風(fēng)分離器穿出，造成大量跑劑。甲醇制烯烴裝置催化劑跑損小結(jié)1.4 旋風(fēng)分離器的分離效果旋風(fēng)分離器不可能做到100%的將催化劑細粉回收。一方面，旋風(fēng)分離器的分離效果受到入口線速的影響。正常操作中需要在保證轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品收率的情況下，最大限度的回收催化劑。因此旋風(fēng)分離器

5、入口線速是有要求的。另一方面，也受到了催化劑粒度的影響。在既定的旋風(fēng)分離器入口線速的情況下有些小粒度的催化劑是沒有足夠的離心力和重力脫離產(chǎn)品氣的，只能被帶出反應(yīng)器。因此，綜合這兩方面，旋風(fēng)分離器是不可能做到100%的回收催化劑的。甲醇制烯烴裝置催化劑跑損小結(jié)2. 跑劑現(xiàn)象帶來的影響正常的催化劑跑損，對裝置的平穩(wěn)運行并沒有多大的影響。但是時間久了，會在反應(yīng)器和再生器后系統(tǒng)中沉積，并對水系統(tǒng)造成堵塞給操作帶來一定困難。2.1就再生器跑劑來說，跑損的催化劑未能在再生器三旋全部回收，由再生煙氣帶入余熱鍋爐中。催化劑細分沉積在余鍋取熱管上，降低了取熱管的取熱面積和傳熱系數(shù)。甲醇制烯烴裝置催化劑跑損小結(jié)

6、催化劑細分沉積在余鍋取熱管上會導(dǎo)致煙囪排煙溫度的上升和發(fā)氣量的下降。因此需要時常的進行激波吹灰，除去附著在取熱管上的細粉。由于跑劑帶來的影響，使得煙囪的排煙溫度有最初的157度增加到了209度。2.2 就反應(yīng)器而言，后續(xù)水系統(tǒng)沒有很好地將其中的細粉分離，使得反應(yīng)器中跑損的催化劑細粉長期在水系統(tǒng)中循環(huán)。一方面，在急冷塔中沒有洗滌下來的細粉進入水洗塔，與反應(yīng)生成的重?zé)N組分很容易凝結(jié)、結(jié)塊，堵塞塔盤，造成水洗塔壓差升高。甲醇制烯烴裝置催化劑跑損小結(jié)另一方面，過多的催化劑細粉進入水系統(tǒng)循環(huán)，堵塞換熱器、空冷器管束，使得冷換設(shè)備的傳熱效率降低。同時，急冷水泵、水洗水泵機械密封泄露時有發(fā)生。都是由于急冷水

7、洗水固含量高的原因。（可見急冷旋液泵）甲醇制烯烴裝置催化劑跑損小結(jié)2.3 反應(yīng)器的跑劑對產(chǎn)品組成也是有影響的。產(chǎn)品氣攜帶者大量的高溫催化劑細粉，在輸送的過程中，會繼續(xù)發(fā)生二次聚合等反應(yīng)，生成更多的低聚物。不但降低了產(chǎn)品氣中乙烯和丙烯的產(chǎn)率，而且生成的低聚物及其它重?zé)N組分在水洗塔冷凝，使水洗塔壓差升高，影響正常操作。因此，跑劑是百害無一利的。甲醇制烯烴裝置催化劑跑損小結(jié)3.跑劑現(xiàn)象3.1 煙囪冒白煙。再生煙氣攜帶大量催化劑由煙囪排出，煙囪排氣呈白色柱狀。3.2 急冷水固含量高（4000-8000）。3.3 水洗塔壓差上漲。3.4 一、二級旋風(fēng)分離器料腿藏量和密度上升。3.5 催化劑循環(huán)量不變的情

8、況下，系統(tǒng)藏量明顯下降。甲醇制烯烴裝置催化劑跑損小結(jié)4、跑劑現(xiàn)象初步判斷：1、如果再生器跑劑：1.1、對工況進行以下核算，看旋風(fēng)器入口線速情況，線速過高、過低都有引起催化劑的不正常跑損。1.2、查看主風(fēng)分布管或分布板的壓降情況，看主風(fēng)分布管壓降是否變化，壓降異常，主風(fēng)分布不好，要引起跑損。1.3、再生器是否有經(jīng)常超溫現(xiàn)象，如果有也可能料腿斷，不過這種情況，催化劑跑損特別厲害，藏量很難維持，要不斷補充催化劑。1.4、在此之前有沒有悶過床，如果有，翼閥出現(xiàn)卡塞情況也有可能，但跑劑量較大。1.5、一般再生器料腿堵塞可能性較小，除非內(nèi)部襯里脫落。甲醇制烯烴裝置催化劑跑損小結(jié)1.6、通過采樣分析，是否一

9、級、或二級旋風(fēng)升氣筒出現(xiàn)泄漏，這時總旋風(fēng)壓降要降低，跑劑較為嚴(yán)重。1.7、看再生器是否有水汽進入。1.8、查看平衡劑粒度分布情況。1.9 將旋分入口、出口煙氣攜帶的催化劑做濃度、粒度分析，通過分析數(shù)據(jù)可以判斷是什么原因造成再生器跑劑2、如果三旋出現(xiàn)問題2.1、查看三旋系統(tǒng)壓降情況，判斷三旋單管是否有堵塞情況。2.2、看臨界噴嘴前壓力、溫度情況，核算臨界噴嘴泄氣量，是否有異常。旋分器壓降小，催化劑跑損量大，說明旋分器系統(tǒng)發(fā)生泄漏，應(yīng)重點檢查翼閥、焊縫等是否出現(xiàn)問題。甲醇制烯烴裝置催化劑跑損小結(jié)2.3 分析一下催化劑粒度，看看是不是跑損的細粉，如果細粉多，就要找催化劑的原因，例如熱崩，或者新鮮劑細

10、粉多，跑劑之前加過什么催化劑沒有，蒸汽帶水情況也要查查。最好能弄清楚在跑劑之前什么狀態(tài)。歸納一下：設(shè)備問題：1.旋分垂直度太差2.旋分穿孔3.旋分堵塞4.翼閥故障或流體影響翼閥工作甲醇制烯烴裝置催化劑跑損小結(jié)設(shè)計問題：1.主風(fēng)、反吹風(fēng)對翼閥的影響2.如有外取熱有可能其出口影響流化造成3.旋分線速工藝問題：1因進蒸汽、磨損等原因催化劑中細粉多2.稀相密度甲醇制烯烴裝置催化劑跑損小結(jié)若非設(shè)備問題，可試：1.降低主風(fēng)量觀察。注意溫度與燒焦2.如為催化劑水熱跑損則維持低藏量，補平衡劑劑，盡量少加新鮮劑。檢查進再生器的水、蒸氣是否泄漏，蒸氣能關(guān)則關(guān)。3.如有外取熱大量取熱，降低用風(fēng)量觀察其他情況:1、噴

11、嘴針對不同的工藝條件及要求的選型問題；噴嘴的工作效率及工作情況對催化劑的影響，如催化劑破碎等因素；2、不同工藝的催化劑的選型問題，所用催化劑是否符合工藝需求；3、霧化蒸汽的品質(zhì)，如帶水嚴(yán)重的話對催化劑的影響很大；甲醇制烯烴裝置催化劑跑損小結(jié)4、設(shè)備問題：主要是旋分這一塊，要看是什么類型的旋分，5、汽提段的工況是否穩(wěn)定，藏量是否正常，汽提效果是否達標(biāo)等因素對跑劑的影響也較大。如果是短時間跑劑可能是操作的問題。如果是長時間跑劑，而且兩邊均跑劑，說明系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)的平衡劑或旋分可能存在問題，主要是細粉含量多，做下催化劑的篩分就可以判斷了。平衡劑細粉含量多可能有四種原因：甲醇制烯烴裝置催化劑跑損小結(jié)第一

12、.新催化劑細粉含量多；或新劑灼燒減量高、水含量高，導(dǎo)致再生器催化劑熱崩比較嚴(yán)重；第二.催化劑在再生器內(nèi)熱崩比較嚴(yán)重，可能有水等介質(zhì)進入再生器；第三.噴嘴問題，高速噴嘴對催化劑切割比較厲害，有些單位換上新噴嘴后劑耗居高不下就是這個原因。第四.幾種不同催化劑混合使用，耐磨指數(shù)相差較大，相互磨損較大，產(chǎn)生細粉多。 甲醇制烯烴裝置催化劑跑損小結(jié)4. 影響MTO跑劑的因素4.1 反應(yīng)翻床反應(yīng)器發(fā)生翻床，反應(yīng)器鍋底的低溫催化劑與密相床的高溫催化劑相互置換，使得反應(yīng)器的操作壓力、床層線速及旋風(fēng)分離器的入口線速波動，引起跑劑。反應(yīng)器翻床后密相床層溫度急劇下降，溫度下降20-100度不等。此外反應(yīng)器密相床層催化

13、劑密度突然變大，反應(yīng)器催化劑藏量顯示增加。2013年2月包頭MTO發(fā)生大小翻床事故三次，嚴(yán)重影響裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)。甲醇制烯烴裝置催化劑跑損小結(jié)4.2 甲醇蒸汽換熱器汽化蒸汽的壓力、流量變化甲醇蒸汽換熱器汽化蒸汽的流量和壓力的變化，直接引起氣相甲醇壓力和流量的變化，造成反應(yīng)器進料線速和床層流化狀況的波動，引起跑劑。4.3稀釋蒸汽正常生產(chǎn)中反應(yīng)器補入稀釋蒸汽，用以維持旋風(fēng)分離器入口線速。稀釋蒸汽的補入量和壓力會引起旋分器入口線速的變化。此外，目前裝置內(nèi)稀釋蒸汽是通過FV1102后閘閥閥控制，人工手動操作，需精細操作，以降低人為誤差引起的跑劑。甲醇制烯烴裝置催化劑跑損小結(jié)5. 跑劑解決方法a. 為了有效避免催化劑的高溫水熱失活和熱崩，必須控制好再生器的溫度，合理的取出再生器中的多余熱，控制好再生器的氧含量，避免二次燃燒，