孫洪濤

摘要：本文主要分析了甲醇制取低碳烯烴的反應(yīng)氣體特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了甲醇制取低碳烯烴的工業(yè)開發(fā)與建設(shè)，它不僅可以降低對(duì)石油的依賴，而且還可以開發(fā)新的非石油路線。通過(guò)對(duì)基于甲醇制取低碳烯烴的工業(yè)開發(fā)與建設(shè)進(jìn)行分析，以期為甲醇制取低碳烯烴工作的進(jìn)行提供可靠的保障，創(chuàng)造出最大化的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：甲醇制取低碳烯烴;反應(yīng)氣體特點(diǎn);工業(yè)開發(fā)與建設(shè)

1.甲醇制取低碳烯烴反應(yīng)氣體特點(diǎn)

由于甲醇制取低碳烯烴所具備的工藝流程與管式爐裂解制乙烯一樣，此時(shí)與石腦油蒸汽裂解相比可以發(fā)現(xiàn)，甲醇制取低碳烯烴反應(yīng)氣體具有乙烯、丙烯含量高，甲烷、氫氣含量低，二烯烴含量極低、C4以上組分含量低、含有少量雜質(zhì)等特點(diǎn)。在石腦油裂解氣中甲烷和氫氣的含量分別為16.67%和20.0%。同時(shí)，甲烷/氫氣小于2，乙烯/甲烷的比值大概是石腦油裂解氣10倍左右。雖然甲醇制取低碳烯烴過(guò)程中所得到的反應(yīng)氣體中NOx含量比較少，但是可以通過(guò)適當(dāng)?shù)脑黾用摷淄樗僮鳒囟葋?lái)保證各項(xiàng)操作的順利進(jìn)行。

通過(guò)對(duì)甲醇制取低碳烯烴反應(yīng)氣體的特點(diǎn)進(jìn)行分析后，在未增加吸收劑的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)甲烷/氫氣比值不同時(shí)，如果乙烯全部分離，所獲取的操作壓力與塔塔頂冷凝器溫度之間的關(guān)系如圖l（a）所示。在乙烯摩爾分?jǐn)?shù)為2%時(shí)，操作壓力和脫甲烷塔塔頂冷凝器溫度之間的關(guān)系如圖l（b）所示。

通過(guò)對(duì)圖l中的曲線進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，操作壓力的增加會(huì)導(dǎo)致高塔頂冷凝器溫度隨之增加。同時(shí)，甲烷/氫氣比值的增加，也會(huì)導(dǎo)致塔頂冷凝器溫度出現(xiàn)不同程度的增加。在氫、甲烷氣體中，如果存在乙烯時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致塔頂冷凝器溫度增加，但是溫度維持在-100℃以下。為了更好的發(fā)揮純分離作用，可以借助乙烯冷劑來(lái)有效分離乙烯氣體。

通常情況下，由于在甲醇制取低碳烯烴反應(yīng)氣體中，還有比較低的氫氣和甲烷，并且乙烯/甲烷為1/3，此時(shí)雖然乙烯摩爾分?jǐn)?shù)在氫、甲烷氣體中達(dá)到2%，但是在氫甲烷氣體中，乙烯產(chǎn)品的損失率仍低于O.5%，因此在僅使用丙烯冷劑條件下，可以借助其他吸收劑作為輔助手段來(lái)提高甲醇制取低碳烯烴分離效果。

在相同壓力下，隨著丙烷在氫、甲烷氣體中所占比例不斷增加，會(huì)導(dǎo)致塔頂冷凝器溫度升高。如果僅采用丙烯冷劑時(shí)，將會(huì)使塔頂冷凝器溫度最低能夠達(dá)到-37℃。圖2描述的是在氫、甲烷氣體中，丙烷含量與操作壓力之間的關(guān)系圖。

通過(guò)對(duì)圖2進(jìn)行分析得知，當(dāng)丙烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從6%下降至5%時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致操作壓力從2.7MPa提高至3.5MPa，具有比較大的升高幅度。然而，在甲醇制取低碳烯烴過(guò)程中，隨著壓力的升高會(huì)對(duì)組分的分離起到一定的抑制作用，此時(shí)就需要對(duì)操作壓力給予科學(xué)、合理的選擇。

2.脫甲烷塔吸收劑的選擇

在甲醇制取低碳烯烴過(guò)程中，在選擇丙烯制冷劑時(shí)，要想達(dá)到使脫甲烷塔預(yù)期的分離效果，要對(duì)脫甲烷塔吸收劑的比值給予科學(xué)、合理的選擇。當(dāng)操作壓力在2.7-2.8MPa之間時(shí)，需要保證脫甲烷塔頂冷凝器溫度維持在-37℃，來(lái)對(duì)比脫甲烷塔在選擇混合C4、C5、丙烷作吸收劑時(shí)所達(dá)到的分離效果。在相同吸收劑用量時(shí)，三種吸收劑所達(dá)到的吸收效果對(duì)比如圖3所示。三種吸收劑用量在乙烯回收率相同時(shí)的對(duì)比如圖4所示。不同吸收劑的帶出量在乙烯回收率相同時(shí)的對(duì)比如圖5所示。

通過(guò)對(duì)圖3進(jìn)行分析可以得知，如果吸收劑用量相同時(shí)，丙烷所得到的吸收效果最好。在吸收劑用量/氫甲烷為9.1，吸收劑用量相同時(shí)，如果選擇混合C4、C5、丙烷作吸收劑時(shí)，乙烯在氫甲烷氣體中摩爾分?jǐn)?shù)分別是9.3%、19%和1.7%。

通過(guò)對(duì)圖3進(jìn)行分析可以得知，在乙烯回收率相同時(shí)，丙烷吸收劑用量最小，而C5吸收劑用量最大。當(dāng)乙烯回收率在99.5%-99.85%之間時(shí)，混合C4的吸收劑用量可以達(dá)到丙烷的1.3-1.4倍;而混合C5、的吸收劑用量是丙烷的1.67-1.86倍。

通過(guò)對(duì)圖5進(jìn)行分析可以得知，丙烷帶出量最多，而C5吸收劑帶出量最少。當(dāng)乙烯回收率在99.5%-99.85%之間時(shí)，丙烷帶出量分別是混合C4和C5帶出量的4倍和60倍左右。

通過(guò)上述分析和對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，在甲醇制取低碳烯烴過(guò)程中，丙烷吸收劑對(duì)乙烯可以達(dá)到預(yù)期的吸收效果，到時(shí)會(huì)增加丙烷跑損量。實(shí)際上，混合C5吸收劑對(duì)乙烯的吸收效果較差，而混合C4居于兩者之間。為了提高甲醇制取低碳烯烴效果，則需要對(duì)吸附劑進(jìn)行科學(xué)、合理的選擇，并適當(dāng)增加吸收劑用量。

3.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在進(jìn)行甲醇制取低碳烯烴過(guò)程中，乙烯和丙烯在反應(yīng)氣中含量較高，此時(shí)可以借助混合C4、C5、丙烷來(lái)開展兩者的分離工作，其可以有效提高乙烯的回收率。同時(shí)，在乙烯和丙烯分離過(guò)程中，只需要采用丙烯制冷系統(tǒng)，其既可以降低能耗，而且還可以提高經(jīng)濟(jì)效益。

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