二甲醚装置副产物分离、提升催化剂使用寿命

张传伟

贵州天福化工有限责任公司氨醇醚车间 550501

摘要：贵州天福化工有限责任公司年产15万吨二甲醚装置，利用外商专利技术，装置从2010年开车以来，由于催化剂是专利商捆綁使用，前期结蜡比较来重，后来改用国产催化剂，又产生新的问题，副主物以高碳链液态为主，影响催化剂的使用寿命，为解决副产物对催化剂使用寿命的影响，经多方分析查找原因，提出在关键位置对其进行分离，减轻对催化剂的影响，通过方案的实施，将催化剂的使用寿命从每次运行一年，提升到运行两年，而且产品消耗降低，经测算，换催化剂加上运行费每年可节约上在百万元。

关键词；二甲醚装置；副产物；回收利用；催化剂

一、概述

贵州天福化工有限责任公司年产15万吨二甲醚装置，于2010年建成投产，采用外商专利技术，第一炉催化剂必须用专利商提供的催化剂，前期投产后，在装置后系统结蜡比较严重，处理成本较高，装置不能长周期运行，为解决此问题，在国内采购催化剂，解决了后系统结蜡问题，但是出现新的问题，催化剂在运行一年后活性下降较快，后来系统副产物较多，已成为装置长周期运行的重大障碍，经过装置的现状分析和调查研究，再与催化剂厂商交流，确定对现有装置理行工艺改造，对副产物进行分离，同时回收利用，解决影响催化剂使用寿命的问题。

二、装置现状

2.1副产物的产生和成分

年产15万吨二甲醚是将甲醇蒸发，经催化剂反应后进行分离，通过二甲醇精馏塔进行精馏，从塔顶采出合格二甲醇产品，未反应的部分甲醇从精馏塔底进入废水精馏塔，进行甲醇和水的分离，回收的甲醇经泵加压后送入原料管一起进入蒸发器，经过循环进行，随着催化剂运行时间的加长，副产物增加，其中的部分副产物碳链越来越长，就不再进行反应，而是作为一种惰性介质在里面进行循环，影响甲醇脱水的正常反应，造成催化剂温度不能维持正常运行。副产物与甲醇、水不相溶，玻璃杯里分层明显，主要成分为。

经过与同行业交流，在二甲醚生产过程中，都存在副产物影响催化剂寿命的问题，对其分离比较困难，处理难度较大，若不进行处理，必须更换催化剂，增加企业成本，同时生产能耗增加。

2.2二甲醚的生产流程和原理

2.3二甲醚生产原理

15万t二甲醚装置采用粗甲醇为原料，汽化后的甲醇通过固定床立式反应器合成二甲醚。在催化剂床层中存在如下反应:

2CH 3 OH= CH 3 OCH 3 + H 2 O +Q

该反应是一个放热反应，在选择的催化剂作用下，甲醇反应生成二甲醚的转化率为 80%以上。另一方面，有副反应生成一氧化碳、二氧化碳、甲烷、烯烃等碳氢化合物，但这些副反应的生成率很低，二甲醚的选择性大约 99.9%。副产物的产生根据催化剂运行的特点，刚开始生产催化剂的选择性较高，但是随着时间的推移，粗甲醇中的部分杂醇以及反应生成的副产物，经过废水精馏塔返回，在系统催化剂的脱水反应下，碳链进一步加长，其沸点比二甲醚高，在二甲醇精馏里从底部进入废水精馏塔，又于由于沸点低于水的沸点，就从精馏塔上部返入前系统进行循环，经过长时间的积累，原本分层的副产物由于量大，无法排除，影响精馏系统的运行，为控制精馏塔返回罐的液位，到一定的时候就会将副产物送到前系统，造成催化剂床层跨温。只能全系统置换，重新进行开车。为确保装置的正常运行，拟采用后系统阻断的方案将其进行隔离，确保副产物地合适的问题被分离出来。

三、方案的确定

经过对装置分断进行分析，查出副产物积聚位置，在废水精馏塔顶部回流罐，通过对其进行分，用玻璃杯观察，副产物在杯里分层明显，而且每周产量有限，主要在其分离罐的顶部，若期进行排放，将其从系统中分离出去，使其不进入前系统进行反应，对二甲醚的反应能起到很好的促进作用，不会产生影响产品质量的问题，从理论上解决此问题的发生，同时将分离出来副产物用于园区的热风炉作为燃料，解决了副产物的处理问题。

3.1方案的实施过程

2019年2月，装置催化剂已使用一年，温升明显异常，利用停车检修期间，将废水精馏塔回流分液罐进行改造，从其中上部接一根DN25管子，增加一个带玻璃视镱的分离罐，在玻璃视镱下部安装上排液管，底部加排放管，将分层的甲醇水返回废水精馏系统，上部分层的副产物排到单独的罐中贮存用作燃料。

3.2效果

通过装置的运行，每周能将副产物从分离罐里进行准确的分离，达到分离效果，催化剂床温也恢复到正常运行，已用一年的催化剂反应温升与新催化剂一样，整个装置运行平稳，只需每周进行一次分离副产物的操作，就能确保催化反应的正常运行，同时废水精馏塔的运行也更加平稳。

结论

通过对装置进行整改，催化剂的使用寿命得以延长，按每延长一年计算，节约相应的费用在50万元以上，同时在解决副产物在系统中损耗的蒸汽消耗，节约蒸汽用量一年在50万元以上，两项总计能为装置产生100万元以上的效益，为装置的催化剂国产化提供了良好的保证。

参考文献

[1]吴文章，张博，计扬,等.一种甲醇或二甲醚制丙烯过程中副产物乙烯的利用方法:

[2]董迎召,郭振宇,李港桥.甲醇精馏和二甲醚生产中杂醇油的提浓回收[J].辽宁化工,2015(05):44-45.