魏银萍
（陕西延长石油兴化新能源有限公司，陕西 兴平713100）
［摘 要］陕西兴化集团有限责任公司105 kt/a二甲醚装置（采用固体酸催化甲醇脱水工艺）于2016年底建成投产。二甲醚反应器首炉D803C-ⅢD03型ZSM分子筛催化剂有效运行时间近30 000 h，截至2023年10月初第二炉CNM-3型催化剂已运行超19 000 h。对比分析两炉二甲醚催化剂的性能指标、催化剂装填、初始投用流程的异同以及运行状态（操作温度、转化率、选择性、消耗水平）等。结果显示，第二炉催化剂之强度、活性、转化率和选择性等基本性能指标优于首炉催化剂，且因汲取了首炉催化剂的运行经验等，第二炉催化剂初始投用时通过简化操作缩短开车时间60 h，正常投用后又通过一系列的操作优化以及运行维护水平的提高，吨二甲醚产品各项消耗较首炉催化剂使用时稳中有降，呈现出了明显优于首炉催化剂的运行状况。
［关键词］二甲醚装置；工艺流程特点；二甲醚催化剂；应用情况对比；物性参数；初始投用流程；运行维护;消耗水平
［中图分类号］TQ223.2+4 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2024）02-0042-04
0 引 言
陕西兴化集团有限责任公司（简称兴化集团）105 kt/a二甲醚装置为100 kt/a合成气制乙醇项目配套装置，2016年底建成投产。二甲醚装置首炉催化剂为大连某公司D803CⅢD03型ZSM分子筛催化剂，设计使用寿命≥2 a，有效运行时间近30 000 h。2021年6月二甲醚催化剂更换为成都某公司的CNM-3型催化剂，融合了第一炉催化剂的运行经验及供应商的运行方案，第二炉催化剂省去干燥升温、器外循环和间歇进料等环节，简化操作的同时缩短开车时间60 h。正常投用后，工艺人员根据第二炉催化剂的实际运行状况，结合首炉催化剂运行经验，进行了一系列操作优化，收到了较好的效果，截至2023年10月初，第二炉催化剂已运行19 000 h，其总体性能优于第一炉催化剂。对比分析两炉二甲醚催化剂的性能指标、运行状态及操作优化情况等，可为下一炉催化剂的采购（选择）与运行维护等提供参考，利于二甲醚装置优质运行和企业经济效益的提高。以下对有关情况作一总结。
1 二甲醚装置工艺流程及特点
1.1 工艺流程
兴化集团二甲醚装置采用固体酸催化甲醇脱水工艺，原始设计流程为，外部新鲜甲醇（来自兴化集团300 kt/a甲醇装置）和系统循环甲醇混合后，先经换热、蒸汽加热汽化，再由天然气加热炉加热至240 ℃以上送入二甲醚反应器进行脱水反应生成粗二甲醚（2CH3OH→CH3OCH3+H2O），除主反应外，系统内还存在生成烯烃、甲乙醚等的副反应；粗二甲醚经精馏分离，精馏塔塔顶采出二甲醚产品供应乙醇装置，塔釜甲醇-水溶液送甲醇回收塔分离；甲醇回收塔塔顶甲醇蒸气经冷凝后送循环甲醇罐，随新鲜甲醇一起进入二甲醚反应器继续参与反应，塔釜废水（分析合格后）送污水处理系统。
2016年底二甲醚装置原始开车后，二甲醚产品中烯烃含量约3 000×10-6，经分析与论证，这会严重影响乙醇装置羰基化催化剂的使用寿命。2017年11月二甲醚装置大修期间实施改造，增设了二甲醚产品脱烯烃单元（二甲醚产品送脱烯烃塔进一步精馏，塔顶脱除烯烃等轻组分，塔釜采出合格二甲醚产品），效果显著，二甲醚产品中烯烃含量降至20×10-6以下且很稳定，低于烯烃含量＜50×10-6的设计指标。
1.2 工艺特点
1）原料来源多样：兴化集团二甲醚装置原料包括新鲜甲醇、粗二甲醚精馏过程中回收的甲醇和乙醇装置加氢系统副产甲醇，此副产甲醇易带入酯类物质，影响二甲醚装置的运行。
2）产品用途不同：兴化集团二甲醚装置作为乙醇项目配套装置，二甲醚产品作为羰基合成乙醇的原料，不作为产品对外销售。
3）产品质量要求高：据乙醇装置工艺所需，要求二甲醚产品烯烃含量＜50×10-6。
1.3 二甲醚反应器特点
二甲醚反应器为多层固定床设计，其直径2.3 m、高26.7 m；固定床分为7层，1～5层（自上而下计数）催化剂装填高度均为0.70 m、第6层催化剂装填高度为1.20 m，第7层催化剂装填高度为1.55 m，催化剂总装填量22 t；从二甲醚反应器第2层起每层设DN50的常温甲醇线，经冷激盘分布，催化剂床层温升异常时可根据需要打开冷激线，保证床层温升不超50 ℃而不出现“飞温”现象。
二甲醚反应器设计操作参数（催化剂使用初期参数～催化剂使用末期参数），入口温度240（初期）～290 ℃（末期）、出口温度350（初期）～390 ℃（末期），操作压力1.00（初期）～1.25 MPa（末期）；实际运行参数，入口温度240（初期）～270 ℃（末期）、出口温度350（初期）～380 ℃（末期），操作压力0.8（初期）～1.0 MPa（末期）。
2 两炉二甲醚催化剂应用情况对比
更多内容详见《中氮肥》2024年第2期