【導(dǎo)讀】腦油為原料制烯烴的工藝路線，目前工藝技術(shù)開發(fā)已趨于成熟。該技術(shù)的工業(yè)化，開。化工的產(chǎn)品格局，是實(shí)現(xiàn)煤化工向石油化工延伸發(fā)展的有效途徑。本項(xiàng)目采用煤炭氣化制甲醇，甲醇制烯烴的生產(chǎn)路線。Mobil基于流化床的工藝示范裝置自1982年底運(yùn)行至1985年末，成功。地證明了流化床反應(yīng)系統(tǒng)可以應(yīng)用于MTG和MTO過程。碳烯烴，而后UCC將相關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)讓給了※※※※公司?！?※※※※中試裝置使用流化床反應(yīng)器，并配一臺(tái)流化床再生器，轉(zhuǎn)期間，甲醇轉(zhuǎn)化率始終大于%，乙烯和丙烯收率達(dá)到約80％。的8環(huán)通道的小孔SAPO-34倍受青睞。和耐磨性可以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，催化劑的物理強(qiáng)度和耐磨性超過FCC催化劑。單元）計(jì)劃于2020年開車。天的MTO裝置,目前已完成基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。其結(jié)果達(dá)到同期國際先進(jìn)水平。第二階段采用上流密相流化床反應(yīng)器將。該裝置于2020年7月完成試驗(yàn)裝置的建設(shè)、安裝工作，2020年8月，國家有關(guān)部門組織的技。2020年，年產(chǎn)2020噸的DMTO催化劑的商業(yè)化生產(chǎn)裝置開工。

　　

【正文】 產(chǎn)品壓縮機(jī)一 /二 /三級(jí) 1 進(jìn)口 3 MTO 產(chǎn)品壓縮機(jī)四級(jí) 1 進(jìn)口 4 丙烯 制冷 壓縮機(jī)一 /二 /三 /四級(jí) 1 進(jìn)口 5 裂解氣 壓縮機(jī)一 /二 /三級(jí) 1 進(jìn)口 6 提升用氣體和催化劑冷卻器空氣壓縮系 統(tǒng) 2 進(jìn)口 7 堿液注入泵 SS 2 進(jìn)口 8 產(chǎn)品分離塔頂回流泵 CS 2 進(jìn)口 9 產(chǎn)品分離塔底回流泵 CS 2 進(jìn)口 10 堿液注入泵 SS 2 進(jìn)口 11 干燥塔塔底泵 CS 2 進(jìn)口 12 三級(jí)吸入罐 泵 CS 2 進(jìn)口 13 汽油注入泵 SS 2 進(jìn)口 14 酒精注入泵 SS 1 進(jìn)口 序號(hào) 名稱 材料 臺(tái) 數(shù) 來源 重量 15 脫乙烷塔底泵 CS 2 進(jìn)口 16 C2分離塔頂泵 CS 2 進(jìn)口 17 脫丙烷塔頂泵 CS 2 進(jìn)口 18 C3分離塔頂泵 CS 2 進(jìn)口 19 脫丁烷塔底泵 CS 2 進(jìn)口 20 硫填加泵 合金 2 進(jìn)口 21 硫注入泵 合金 2 進(jìn)口 22 二級(jí)緩沖罐泵 CS 2 進(jìn)口 23 脫丙烷塔底泵 CS 2 進(jìn)口 41 (3) 引進(jìn) 機(jī)泵 理由 以上表列 41 臺(tái) (套 )的 機(jī)泵依其操作參數(shù)、工作介質(zhì)、工況和配置臺(tái)數(shù) , 并根據(jù)目前國內(nèi)制造廠 產(chǎn)品 的業(yè)績情況、制造水平并參考 專利商推薦的需國外供貨設(shè)備的意見 都擬考慮 引進(jìn)國外知名、且有良好使用業(yè)績的制造廠商的產(chǎn)品，以確保裝置能安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)運(yùn)行。具體理由說明如下： 1) 壓縮機(jī) a) MTO 產(chǎn)品壓縮機(jī) 一級(jí) /二級(jí) /三級(jí)、 MTO 產(chǎn)品壓縮機(jī)四級(jí) 為水平剖分式多級(jí)離心壓縮機(jī)，按 API 61 API61 API670、 API671 等標(biāo)準(zhǔn)的要求設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和檢驗(yàn)。軸封采用串聯(lián)式干氣密封，氣缸材料為碳鋼。 從長期運(yùn)行成本來考慮，建議采用進(jìn)口。 b) 丙烯 制冷 壓 縮機(jī)一級(jí) /二級(jí) /三級(jí) /四級(jí)為多級(jí)離心壓縮機(jī)，按 API 61API61 API670、 API671 等標(biāo)準(zhǔn)的要求設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和檢驗(yàn)。其主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)如下： 軸封采用串聯(lián)式干氣密封。由于丙烯 制冷 壓縮機(jī)處理的氣體溫度較低（最低設(shè)計(jì)金屬溫度為 45℃），壓縮機(jī)殼體以及與低溫氣體接觸的部分采用低溫碳鋼。從長期運(yùn)行成本來考慮，建議采用進(jìn)口。 c) 裂解氣壓縮機(jī) 一級(jí) /二級(jí) /三級(jí) 為水平剖分式多級(jí)離心壓縮機(jī)，按 API 61API61 API670、 API671 等標(biāo)準(zhǔn)的要求設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和檢驗(yàn)。軸封采 用串聯(lián)式干氣密封， 氣缸材料為碳鋼。 從長期運(yùn)行成本來考慮，建議采用進(jìn)口 。 d) 主風(fēng)機(jī) 為裝置核心設(shè)備，軸流風(fēng)機(jī)對(duì)于轉(zhuǎn)子、葉輪、控制和防喘振系統(tǒng)的要求比較高，國內(nèi)雖然也可以達(dá)到基本設(shè)計(jì)要求，但效率和穩(wěn)定性與進(jìn)口設(shè)備相比還有比較大的差距。因此從長期運(yùn)行成本來考慮，建議采用進(jìn)口。 2) 泵 a) 離心泵 部分泵流量大，揚(yáng)程高，可能采用多級(jí)泵，考慮到國內(nèi)制造水平和產(chǎn)品質(zhì)量，建議采用國外進(jìn)口產(chǎn)品。 部分泵工況特殊如低溫或高溫、高壓泵等，建議從國外進(jìn)口。 同時(shí)考慮到 MTO 裝置的重要性建議加大采用性能好，質(zhì)量高的泵。 b) 高速泵 堿液注入泵、干燥塔塔底泵、三級(jí)吸 入罐泵、脫丙烷塔底泵采用高速離心泵。 高速離心泵適用于流量小、揚(yáng)程高的工況。高速泵并非是通過單純提高普通離心泵的轉(zhuǎn)速來得到高揚(yáng)程的，它有自身的性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。高速泵大多采用開式徑向直葉片葉輪。開式葉輪大大降低了葉輪產(chǎn)生的軸向推力，同時(shí)在后蓋板上還開有平衡孔，從而使推力軸承的工作條件大大改善，即使在很高的轉(zhuǎn)速下連續(xù)運(yùn)行軸承也能長期正常工作。高速離心泵大多為單級(jí)離心泵，運(yùn)動(dòng)零件少，軸向載荷很小，軸粗短，無葉輪耐磨環(huán)和 段間 襯套等內(nèi)部摩擦件，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性高，且多為立式結(jié)構(gòu)，體積小，占地少，重量輕。高速泵無需拆卸進(jìn)出口 管路就可維護(hù)機(jī)械密封，因此維修方便工作量小。 c) 計(jì)量泵 堿液注入泵、汽油注入泵、酒精注入泵、硫填加泵、硫注入泵采用計(jì)量泵。 該裝置中的計(jì)量泵采用雙隔膜往復(fù)型式。由于工藝操作對(duì)計(jì)量的精度要求高，而國內(nèi)產(chǎn)品的精度有限，所以應(yīng)國外采購。 (4) 設(shè)計(jì)中采用的主要標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范 本項(xiàng)目 MTO 裝置中機(jī)泵設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)過程中采用的主要標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范詳見第一卷第三章 節(jié)。 設(shè)備一覽表 甲醇制烯烴（ MTO）裝置主要設(shè)備見設(shè)備一覽表 自動(dòng)控制 概要 本設(shè)計(jì)的范圍 本設(shè)計(jì)的范圍為甲醇制烯烴（ MTO）裝置界區(qū)范圍內(nèi)。 工藝裝置對(duì)儀表和 控制的要求 (1) 工藝裝置對(duì)自動(dòng)控制的要求 為了在操作波動(dòng)和事故狀態(tài)下保證穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量、可靠的操作和協(xié)同響應(yīng)， ※※※※ /※※※※ MTO 選擇高度自動(dòng)化的工藝。 ※※※※ 標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)對(duì)幾乎全部的工藝操作采用反饋調(diào)節(jié)控制策略，包括 串級(jí) 控制。這些策略為操作員提供有用的并可認(rèn)知形式的工藝控制，減少對(duì)工藝監(jiān)控和交互作用的需要。 MTO工藝控制體系按整個(gè)工藝的先后順序調(diào)整單個(gè)單元自動(dòng)操作。 (2) 儀表控制系統(tǒng) 1) DCS 系統(tǒng) 本裝置用 DCS 系統(tǒng)控制，該系統(tǒng)由 UPS 供電。在主電源斷電的情況下， UPS將向全部的主要儀表供電，至少維持 30 分鐘 。 2) SIS 系統(tǒng) 在緊急工況下，裝置被 SIS 保護(hù)。 SIS 將獨(dú)立于 DCS 操作。 SIS 與 DCS 通信，向 DCS 數(shù)據(jù)記錄設(shè)施提供 SIS 動(dòng)作的信息。 SIS 由 UPS 供電。 3) 基于 PLC (可編程的邏輯控制器 )的控制系統(tǒng) 采用了幾個(gè)基于 PLC 的控制系統(tǒng) ： a) MTO 事故連鎖系統(tǒng)（ EIS）； b) 用于 OCP 反應(yīng)器系統(tǒng)的催化劑再生控制系統(tǒng) (CRCS)； 這些系統(tǒng)將利用冗余的 PLC 結(jié)構(gòu)， PLC 具有適當(dāng)?shù)脑\斷和連鎖功能以向各種各樣的系統(tǒng)提供安全、可靠的操作。 PLC 應(yīng)與 DCS 通信。 4) 在線分析儀系統(tǒng) 在線分析儀將與 DCS 連接以提供有效的工 藝控制。 5) 其他儀表 現(xiàn)場的儀表將采用智能型并與 DCS 連接。 ※※※※ 建議 MTO 單元滑閥和 OCP 隔離閥采用進(jìn)口。 控制系統(tǒng)的選擇 DCS 與 SIS 系統(tǒng) 表 甲醇制烯烴（ MTO）裝置 DCS 的 I/O 數(shù) 輸入 /輸出 (I/O) 類型 I/O 數(shù) 模擬輸入 (420mA) 3034 模擬輸出 (420mA) 1062 數(shù)字輸入 24 伏特 DC 813 數(shù)字輸出 24 伏特 DC 611 表 甲醇制烯烴（ MTO）裝置 SIS 的 I/O 數(shù) SIS 輸入 /輸出 (I/O) 類型 I/O 數(shù) 模擬輸入 (420mA) 598 模擬輸出 (420mA) 0 數(shù)字輸入 24 伏特 DC 232 數(shù)字輸出 24 伏特 DC 250 表 甲醇制烯烴（ MTO）裝置成套設(shè)備的 I/O 數(shù) 成套設(shè)備 輸入 /輸出 (I/O) 類型 I/O 數(shù) 模擬輸入 (420mA) 190 模擬輸出 (420mA) 120 數(shù)字輸入 24 伏特 DC 380 成套設(shè)備 輸入 /輸出 (I/O) 類型 I/O 數(shù) 數(shù)字輸出 24 伏特 DC 240 在線分析儀表系統(tǒng) 表 在線分析儀表類型及數(shù)量 分析儀類型 數(shù)量 氣相色譜儀 (GC) 2 初次取樣預(yù)處理系統(tǒng) 2 二次取樣預(yù)處理系 統(tǒng) 2 CEMS 濁度儀 2 CEMS NOX 分析儀 2 CEMS O2/CO 分析儀 2 CEMS 取樣系統(tǒng) 2 CEMS Cal Gas System 2 CEMS 數(shù)據(jù)系統(tǒng)和軟件 2 OPC 網(wǎng)絡(luò) HW 和 SW 2 氣相色譜儀（ GC） 8 初次取樣預(yù)處理系統(tǒng) 8 二次取樣預(yù)處理系統(tǒng) 8 氣體鋼瓶和調(diào)壓器 8 氧含量分析儀 2 初次取樣預(yù)處理系統(tǒng) 1 二次取樣預(yù)處理系統(tǒng) 1 氣體鋼瓶和調(diào)壓器 1 TDL C2H2分析儀 1 初次取樣預(yù)處理系統(tǒng) 1 二次取樣預(yù)處理系 統(tǒng) 1 氣體鋼瓶和調(diào)壓器 1 NDIR 分光光度計(jì) 1 初次取樣預(yù)處理系統(tǒng) 1 二次取樣預(yù)處理系統(tǒng) 1 氣體鋼瓶和調(diào)壓器 1 分析儀類型 數(shù)量 痕量濕度儀 4 初次取樣預(yù)處理系統(tǒng) 4 二次取樣預(yù)處理系統(tǒng) 4 氣體鋼瓶和調(diào)壓器 4 H2S 分析儀 2 初次取樣預(yù)處理系統(tǒng) 2 二次取樣預(yù)處理系統(tǒng) 2 Cal Gas Cylinders amp。 Regulators 2 OPC 網(wǎng)絡(luò) HW 和 SW 1 帶 PH 計(jì)和取樣系統(tǒng)的分析器柜 4 帶傳導(dǎo)率儀和取樣系統(tǒng)的分析器柜 4 表 在線分析小屋數(shù)量 分析小屋尺寸（ LWH） 數(shù)量 2 1 其他情況參見全廠自動(dòng)控制章節(jié)。 工藝裝置“三廢”排放與預(yù)處理 甲醇制烯烴（ MTO）裝置的三廢排放數(shù)據(jù)及處理方法，詳見第五卷第 3 章。 裝置占地與建、構(gòu)筑物面積 甲醇制烯烴（ MTO）裝置的占地面積為： 440m 330m。 甲醇制烯烴（ MTO）裝置的建、構(gòu)筑物如 表 所示。 表 建構(gòu)筑物表 序號(hào) 建、構(gòu)筑物名稱 占地面積 建筑面積 結(jié)構(gòu)型式 備注 1 MTO 單元 30m 18m 30m 18m 41m 鋼結(jié)構(gòu) 2 LORP 單元 30m 18m 30m 18m 41m 鋼結(jié)構(gòu) 3 OCP 單元 16m 8m 16m 8m 13m 鋼結(jié)構(gòu) 4 配電間 合計(jì) 工藝技術(shù)及設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)分析 ※※※※ MTO 工藝的商業(yè)化存在三個(gè)主要的風(fēng)險(xiǎn)因素： MTO 反應(yīng)器從示范裝置放大到商業(yè)化規(guī)模，反應(yīng)產(chǎn)物中氧化污染物的處理及 MTO 催化劑性能的長期穩(wěn)定性。 ※※※※ 在規(guī)避這些風(fēng)險(xiǎn)方面已經(jīng)取得了顯著的成效： (1) 關(guān)于反應(yīng)器，目前沒有試驗(yàn)或示范裝置 能夠充分證實(shí)商業(yè)化反應(yīng)器的水力性能。 ※※※※ 公司在 FCC 領(lǐng)域的超大型 反應(yīng)器、 再生器設(shè)計(jì)方面有非常豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) ,商業(yè)化反應(yīng)器的尺寸沒有超出 ※※※※ 已經(jīng)設(shè)計(jì)的流化床范圍 ,且已在 FCC 裝置上得到很好驗(yàn)證。 ※※※※ 已經(jīng)在 FCC 裝置的反應(yīng)器設(shè)計(jì)方面建立了成熟的動(dòng)力學(xué)模擬，具備在 FCC 裝置上進(jìn)行延伸領(lǐng)域研究的能力。 (2) 在 MTO 反應(yīng)器內(nèi)甲醇絕對(duì)完全地轉(zhuǎn)化為烯烴產(chǎn)品既不現(xiàn)實(shí)也不經(jīng)濟(jì)。結(jié)果是，在反應(yīng)產(chǎn)物中存在低 含量 的氧化污染物。對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物中殘存的氧化物處理是 MTO 工藝特別之處，而 MTO 工藝大宗產(chǎn)品的回收與傳統(tǒng)的蒸汽裂解工藝相 同。 ※※※※ 已通過 試驗(yàn)室裝置和在挪威的示范裝置的運(yùn)行 完成了對(duì)氧化物的廣泛研究， 改進(jìn)了脫除氧化物的技術(shù)并防止在循環(huán)物流中再次生成。這個(gè)成就依據(jù)獨(dú)特的熱力學(xué)數(shù)據(jù)產(chǎn)生，這些重要的數(shù)據(jù)無法通過任何公開資源得到。然而 ※※※※ 完全相信 MTO 裝置設(shè)計(jì)的氧化物脫除技術(shù)既有效又靈活，足夠應(yīng)付正常與瞬時(shí)操作條件。 MTO 示范裝置會(huì)為這一系統(tǒng)的脫除效果提供鑒定。不僅反應(yīng)和再生部分，包括每種產(chǎn)品的凈化工藝都將在商業(yè)化設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用。 (3) 最后潛在的風(fēng)險(xiǎn)是 MTO 催化劑性能的穩(wěn)定性。 ※※※※ 對(duì) MTO 催化劑已進(jìn)行了二十多年的詳盡評(píng)價(jià)，現(xiàn)在的 催化劑達(dá)到了收率與穩(wěn)定性的最好平衡。催化劑的長期穩(wěn)定性已通過在試驗(yàn)裝置和挪威的中試裝置的運(yùn)行得到證明。 ※※※※ 石化公司的示范裝置將在更長的時(shí)間內(nèi)證明催化劑的穩(wěn)定性。 MTO 催化劑驗(yàn)證和 ※※※※ 工藝最優(yōu)化的結(jié)果，將為商業(yè)化裝置的催化劑壽命提供強(qiáng)有力的保證。