本實用新型涉及甲醇制烴領域，具體地，涉及一種甲醇制烴的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：甲醇制烴類最早的報告出現(xiàn)在1880年，由LeBel、Greene提出，甲醇在熔融氯化鋅中分解，得到六甲苯、輕質(zhì)氣體(主要為甲烷)和水。后人們嘗試多種催化劑，包括硅膠、氧化鋁、二氧化硅等。沸石是四面體多孔硅鋁酸鹽晶體，其獨特的晶體結(jié)構(gòu)可提供“擇形催化”的功能，只允許特定尺寸的分子通過。沸石ZSM-5和ZSM-11，特別是ZSM-5在甲醇制烴上得到了廣泛的研究，被公認為是這種反應的最有效催化劑。甲醇在ZSM-5上的轉(zhuǎn)化，目前大部分研究人員認可的反應路徑為：甲醇制烴類的反應，從反應原料與反應產(chǎn)物的焓值之差就可看出，該反應為強放熱反應，以25℃甲醇計的反應放熱達到1500-1800kJ/kg。如此強烈的放熱可使反應物系溫度迅速升高600℃以上。因此如何控制或移除如此多的反應熱成為甲醇制烴反應器的關(guān)鍵?，F(xiàn)有技術(shù)的反應器，不管是采用固定床，流化床，還是移動床，都是采用以下手段控制反應器溫度：①向原料甲醇中加一定比例的水，利用水較大的熱容吸收反應熱；②部分原料液態(tài)甲醇不經(jīng)過氣化升溫，直接噴入反應器，利用甲醇的氣化吸收反應熱；③大量氣體在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，利用循環(huán)氣體的熱容緩和反應器溫度的上升；④大量循環(huán)氣體循環(huán)，其中部分輕質(zhì)氣體不經(jīng)過預熱就返回反應器，名曰冷激氣，利用冷激氣的較大的升溫空間緩和反應器溫度的上升。然而以上種種手段都有明顯缺點：手段①：向系統(tǒng)中加入的水作為惰性組分，跟甲醇一樣經(jīng)歷了整個氣化-預熱-吸熱-降溫-冷凝-氣液液分離過程，增加了整套設備的運轉(zhuǎn)負荷，或者說，降低了裝置產(chǎn)能；由于反應也產(chǎn)生水分，隨原料甲醇進入的水分抑制了反應向正方向進行，降低反應收率。手段②：不管對于固定床還是流化床，用甲醇氣進料很容易布滿整個空間或界面，反應均勻進行；甲醇液滴則不可均勻地與所有催化劑接觸，而且液態(tài)密度大，會形成一個個反應劇烈的“熱點”，局部溫度急劇升高，反應產(chǎn)物分解碳化，催化劑迅速失活。手段③：不應忘記的是，甲醇制烴的反應條件有如下限制：反應初始溫度不能過低，否則反應不易啟活；反應終了溫度不能過高，否則會出現(xiàn)副反應，還會損壞催化劑。所以循環(huán)氣體必須預熱后進入反應器，以滿足反應初始要求。而循環(huán)氣體的熱容較小，為了吸收反應熱，控制反應終了溫度，需要很大的氣量。由于該氣體分子量小，密度小，在整個系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，大大增加了全系統(tǒng)的體積流量。整套裝置所有管道設備尺寸明顯增大，投資增加。手段④：部分循環(huán)氣體不經(jīng)過預熱，直接以冷激氣的方式進入反應器降溫，是手段③的改進版，可以使循環(huán)氣量有所減少。但不管是固定床還是流化床，在反應中途額外引入大量氣體，在有限的時間空間內(nèi)，冷氣和熱工藝氣難以混合均勻，必然擾亂原有的軸向或徑向溫度和組成分布，嚴重影響了后續(xù)反應的正常進行。例如，專利申請CN104818042A，涉及一種移動床甲醇制烴方法，包括烴合成、分離和后處理步驟，所述烴合成步驟中采用至少兩個相互串聯(lián)的反應器，反應原料與催化劑逆次序方向流過各反應器，分離步驟產(chǎn)生的含低碳烴的循環(huán)氣返回烴合成步驟的不同進料位置，作為烴合成步驟的冷激氣或原料補充氣，利用原料甲醇對分離步驟產(chǎn)生的C1-C4輕組分進行洗滌吸收，并返回進料進行轉(zhuǎn)化，從而將甲醇轉(zhuǎn)化為高附加值的含有混合芳烴的穩(wěn)定輕烴。由以上公開專利申請可知，其始端反應器溫度370-550℃，末端反應器溫度320-520℃，甲醇預熱至250-480℃，循環(huán)氣預熱至320-480℃。也就是說，反應器進口物料溫度與出口溫度相差不大。因此，必然需要非常大的循環(huán)氣倍率(5-10：1)來緩和反應放熱溫升。如此大的氣量循環(huán)造成循環(huán)氣壓縮機能耗很高，而且全系統(tǒng)的氣相管道直徑明顯增大，投資很高。技術(shù)實現(xiàn)要素：本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中控制或移除反應熱時對裝置或?qū)Υ呋瘎┗钚?導致烴收率降低)的影響，或者是對裝置要求較高或是能耗大的缺陷，提供一種能夠?qū)⒓状贾茻N反應過程中生成的熱量得到充分利用且不顯著增加額外消耗，同時提高烴收率的甲醇制烴的系統(tǒng)。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種該系統(tǒng)包括流化床反應器、換熱裝置和氣化器，含液態(tài)甲醇的原料在所述氣化器中與來自所述換熱裝置的工藝氣進行熱交換，由所述氣化器產(chǎn)生的氣化的含甲醇原料與來自所述流化床反應器的工藝氣在所述換熱裝置中進行熱交換，由所述換熱裝置產(chǎn)生的過熱的含甲醇原料進入所述流化床反應器中進行反應，并且反應產(chǎn)生的含烴工藝氣進入所述換熱裝置中進行熱交換；其中，所述流化床反應器中設置有至少一個移熱裝置，所述反應過程中產(chǎn)生的部分熱量通過所述的移熱裝置移出。優(yōu)選的，所述流化床反應器為多層流化床反應器或循環(huán)流化床反應器。優(yōu)選的，所述多層流化床反應器的每層中均設置有至少一個移熱裝置。優(yōu)選的，所述換熱裝置包括第一預熱器和廢熱鍋爐：由所述氣化器產(chǎn)生的氣化的含甲醇原料與來自所述廢熱鍋爐的工藝氣在所述第一預熱器中進行熱交換；由所述第一預熱器產(chǎn)生的第一過熱含甲醇原料進入所述流化床反應器中進行反應，并且反應產(chǎn)生的含烴工藝氣進入所述廢熱鍋爐中以將其部分熱量移出。優(yōu)選的，所述換熱裝置包括第一預熱器、廢熱鍋爐和第二預熱器：由所述氣化器產(chǎn)生的氣化的含甲醇原料與來自所述廢熱鍋爐的工藝氣在所述第一預熱器中進行熱交換；由所述第一預熱器產(chǎn)生的第一過熱含甲醇原料與來自所述流化床反應器的工藝氣在所述第二預熱器中進行熱交換；由所述第二預熱器產(chǎn)生的第二過熱含甲醇原料進入所述流化床反應器中進行反應，反應產(chǎn)生的含烴工藝氣進入所述第二預熱器中進行熱交換，并且在第二預熱器中完成熱交換的含烴工藝氣進入所述廢熱鍋爐中以將其部分熱量移出。優(yōu)選的，所述甲醇制烴系統(tǒng)還包括分離裝置，來自所述氣化器的由工藝氣至少部分冷凝后得到的氣液混合物在該分離裝置中進行分離處理，以分離出液態(tài)水、液態(tài)烴和任選的氣相。優(yōu)選的，所述甲醇制烴系統(tǒng)還包括分離裝置、循環(huán)氣供給裝置和液體甲醇供給裝置，由所述分離裝置分離出的氣相經(jīng)由所述循環(huán)氣供給裝置供給至與來自所述液體甲醇供給裝置的液體甲醇混合，并作為所述含液態(tài)甲醇的原料供給至所述氣化器。本實用新型采用流化床進行甲醇制烴，整個反應器內(nèi)傳質(zhì)均勻無死角，反應物與催化劑全面接觸，催化劑使用壽命一致；傳熱均勻迅速，傳熱系數(shù)大，再配合上換熱裝置，可以及時移走反應熱，使反應器內(nèi)溫度平穩(wěn)可控；當采用多層流化床時，在不同層分別設置換熱裝置，可精確控制反應不同階段的溫度，反應條件達到最優(yōu)。同時，本實用新型在完全利用反應工藝氣顯熱(物質(zhì)不相變的前提下由于溫度降低所釋放的熱量)的同時，進一步利用反應工藝氣由氣態(tài)冷凝為部分液態(tài)時放出的熱量(潛熱)對甲醇液體進行氣化，充分利用了反應工藝氣蘊藏的潛熱，使得熱量的利用更加充分。另外，本實用新型由于不需要大量氣體去控制反應器溫升，因此，需要返回的氣體的倍率明顯小于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型返回氣體相對甲醇進料量的倍率可以在零到多倍之間隨意調(diào)節(jié)。綜上所述，本實用新型能夠有效地提高蒸汽產(chǎn)出，反應過程中不需要額外的蒸汽消耗，也降低了電消耗。此外，采用本實用新型還提高了催化劑的活性，從而提高了烴收率。本實用新型的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。附圖說明附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本實用新型，但并不構(gòu)成對本實用新型的限制。在附圖中：圖1是本實用新型一種具體實施方式的甲醇制烴系統(tǒng)。圖2是本實用新型另一種具體實施方式的甲醇制烴系統(tǒng)。附圖標記說明1流化床反應器2換熱裝置3氣化器4分離裝置5循環(huán)氣供給裝置6液體甲醇供給裝置11移熱裝置21第一預熱器22廢熱鍋爐23第二預熱器411一級分離器412二級分離器413三級分離器422二級冷凝器423三級冷凝器具體實施方式以下對本實用新型的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應當理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數(shù)值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應被視為在本文中具體公開。本實用新型的發(fā)明人在研究的過程中發(fā)現(xiàn)，本實用新型采用流化床進行甲醇制烴，整個反應器內(nèi)傳質(zhì)均勻無死角，反應物與催化劑全面接觸，催化劑使用壽命一致；傳熱均勻迅速，傳熱系數(shù)大，再配合上換熱裝置，可以及時移走反應熱，使反應器內(nèi)溫度平穩(wěn)可控；當采用多層流化床時，在不同層分別設置換熱裝置，可精確控制反應不同階段的溫度，反應條件達到最優(yōu)。并且本實用新型采用在反應器中設置移熱裝置，有效地避免了現(xiàn)有技術(shù)中向反應器中加入水、循環(huán)氣或冷激氣的操作，并且也不需要將未氣化的甲醇直接注入反應器以進行制烴反應，因此，有效地提高了反應器的利用率，還提高了反應效率，并且節(jié)省了成本。基于如上發(fā)現(xiàn)，本實用新型提供了一種甲醇制烴的方法，其中，該方法在包括流化床反應器、換熱裝置和氣化器的甲醇制烴系統(tǒng)中實施，所述方法包括：(1)將含液態(tài)甲醇的原料在所述氣化器中與來自所述換熱裝置的工藝氣進行熱交換，使所述含液態(tài)甲醇的原料中的甲醇氣化以獲得氣化的含甲醇原料；(2)將所述氣化的含甲醇原料與來自所述流化床反應器的工藝氣在所述換熱裝置中進行熱交換，得到過熱的含甲醇原料；以及(3)將所述過熱的含甲醇原料注入所述流化床反應器中進行反應，并將反應產(chǎn)生的含烴工藝氣注入所述換熱裝置中進行熱交換；其中，所述反應過程中產(chǎn)生的部分熱量通過設置在所述流化床反應器中的移熱裝置被移出。也就是說，在甲醇制烴過程中，含甲醇的原料和反應過程中生成的含烴工藝氣在相互獨立的管道中進行間接接觸，在接觸的過程中，含烴工藝氣將其蘊含的熱量(顯熱和潛熱)傳遞給含甲醇的原料，自身溫度得到降低，含甲醇的原料的溫度得到升高，從而達到符合反應的需求。有效的利用了反應過程中發(fā)生的熱量。根據(jù)本實用新型，如上所述的，甲醇制烴的反應為放熱反應，因此，通過在流化床反應器中設置移熱裝置，及時將反應過程中的熱量移出反應器，以將反應維持在穩(wěn)定的溫度和壓力下。優(yōu)選的，所述反應的條件包括：溫度為250-450℃，優(yōu)選為300-400℃(例如，300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、350℃、370℃、380℃、390℃、400℃以及它們之間的任意數(shù)值)，壓力為0.1-1.5MPa，優(yōu)選為0.2-1MPa(例如，0.2MPa、0.25MPa、0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa、0.9MPa、1.0MPa以及它們之間的任意數(shù)值)。根據(jù)本實用新型，所述移熱裝置優(yōu)選通過熱交換的形式將反應過程中產(chǎn)生的部分熱量移出體系外，所述熱交換的形式可以為本領域公知的任意形式，例如，所述移熱裝置可以為換熱盤管設備，具體的，通過泵將水注入到反應器的換熱盤管中(例如，將設定壓力(比如4.0-12.0MPa，優(yōu)選4.0-8.0MPa，更優(yōu)選4.0MPA)的飽和液態(tài)水用泵送入換熱盤管中，反應產(chǎn)生的熱量與換熱盤管中的水進行熱交換，水氣化后以高壓蒸汽的形式離開反應器，一方面，使反應器的溫度得到了維持，另一方面還可以產(chǎn)生生產(chǎn)上可用的高壓蒸汽，例如，4.0-12.0MPa，優(yōu)選4.0-8.0MPa，更優(yōu)選為4.0MPa的高壓蒸汽。根據(jù)本實用新型，所述移熱裝置的個數(shù)并沒有特別的限制，只要滿足甲醇制烴的生產(chǎn)溫度需求即可，例如，可以為1個，也可以為多個，例如，2-5個，本領域技術(shù)人員可以根據(jù)實際的生產(chǎn)進行調(diào)整。根據(jù)本實用新型，所述流化床反應器可以為多層流化床反應器或循環(huán)流化床反應器，其中，當所述反應器為多層流化床反應器時，優(yōu)選在所述多層流化床反應器中的每層均設置有移熱裝置，如此，可以有效控制反應不同階段的溫度，使得反應條件達到最優(yōu)。進一步優(yōu)選的情況下，所述流化床反應器為多層循環(huán)流化床反應器。根據(jù)本實用新型，在所述流化床反應器為多層流化床反應器的情況下，沿著含甲醇原料的流向，相鄰兩層之間，反應溫度可以存在0-30℃，優(yōu)選為5-30℃的溫差，本領域技術(shù)人員可以根據(jù)實際的生產(chǎn)進行調(diào)整。根據(jù)本實用新型，為了充分將反應生成的含烴工藝氣所蘊含的顯熱進行吸收，所述換熱裝置除了包括第一預熱器以及可選的第二預熱器，還優(yōu)選包括廢熱鍋爐。根據(jù)本實用新型一種具體的實施方式，所述換熱裝置包括第一預熱器和廢熱鍋爐，所述換熱裝置的換熱過程包括：反應所得含烴工藝氣先通過廢熱鍋爐進行第一次降溫，降溫后的含烴工藝氣進入第一預熱器，并與進入第一預熱器的由所述氣化器產(chǎn)生的氣化的含甲醇原料在相互獨立空間內(nèi)間接接觸，以進行熱交換，其中，所述經(jīng)廢熱鍋爐降溫后的工藝氣所蘊含的顯熱恰好能夠使得所述氣化的含甲醇原料過熱至預定的溫度，例如，200-400℃，優(yōu)選為250-300℃(例如，250、255℃、260℃、265℃、270℃、275℃、280℃、285℃、290℃、295℃、300℃以及它們之間的任意數(shù)值)。其中，在所述第一預熱器中進行熱交換后得到的第一過熱含甲醇原料可(直接)注入所述流化床反應器中進行反應，并將反應產(chǎn)生的含烴工藝氣先注入所述廢熱鍋爐移出部分熱量再注入第一預熱器中進行熱交換。根據(jù)本實用新型另一種具體的實施方式，所述換熱裝置包括第一預熱器、廢熱鍋爐和第二預熱器，所述換熱裝置的換熱過程包括：由所述氣化器產(chǎn)生的所述氣化的含甲醇原料依次通過第一換熱器和第二換熱器，流化床反應器中反應產(chǎn)生的含烴工藝氣依次通過第二預熱器、廢熱鍋爐和第一預熱器，也即，由所述氣化器產(chǎn)生的所述氣化的含甲醇原料與來自所述廢熱鍋爐的工藝氣在所述第一預熱器中進行熱交換；經(jīng)在所述第一預熱器中進行熱交換后得到的第一過熱含甲醇原料與來自所述流化床反應器的工藝氣在所述第二預熱器中進行熱交換。其中，在所述第二預熱器中進行熱交換后得到的第二過熱含甲醇原料可(直接)注入所述流化床反應器中進行反應，并將反應產(chǎn)生的含烴工藝氣依次注入所述第二預熱器進行熱量換、廢熱鍋爐移出部分熱量和第一預熱器進行熱交換。其中，所述廢熱鍋爐對含烴工藝氣移出的吸收優(yōu)選恰好使得含甲醇的原料經(jīng)過第一預熱器和第二預熱器后能夠過熱至預定的溫度，例如，200-400℃，優(yōu)選為250-300℃(例如，250、255℃、260℃、265℃、270℃、275℃、280℃、285℃、290℃、295℃、300℃以及它們之間的任意數(shù)值)。本實用新型反應器出口的工藝氣，溫度約250-450℃，優(yōu)選為300-400℃。其中，從該溫度降至冷凝點之前，放出的顯熱約140kcal/(kg工藝氣)。經(jīng)過如上的換熱后，飽和氣態(tài)工藝氣的溫度可以降低為80-180℃，優(yōu)選100-180℃。根據(jù)本實用新型，流化床反應器出口的工藝氣的溫度高于進入流化床反應器入口的過熱的含甲醇原料的溫度；優(yōu)選高50-150℃，優(yōu)選70-130℃。根據(jù)本實用新型，當所述換熱裝置包括兩級預熱器時，優(yōu)選通第一預熱器后所述含烴工藝氣的溫度降低20-50℃，通過廢熱鍋爐后溫度再次降低30-60℃，通過第二預熱器后溫度降低至120-200℃。當所述換熱裝置包括一級預熱器時，經(jīng)過廢熱鍋爐后溫度降低50-120℃，通過預熱器后溫度再降低120-200℃。本實用新型需要說明的是，雖然如上的描述中規(guī)定了廢熱鍋爐相對于第一預熱器和第二預熱器的位置，但這并不能夠作為對本實用新型的限制，如上僅僅是為了描述方便而進行的設定。因此，所述廢熱鍋爐可以置于第一預熱器之前或之后，以及第二預熱器之間或之后，只要能夠與第一預熱器和/或第二預熱器配合以將所述含烴工藝氣的顯熱全部吸收即可。其中，所述廢熱鍋爐可用于產(chǎn)生4.0-12.0MPa，優(yōu)選4.0-8.0MPa，更優(yōu)選為4.0MPa的高壓蒸汽。根據(jù)本實用新型，本實用新型的方法還包括將來自所述氣化器的氣液混合物進行一次或多次氣液分離，分離出液態(tài)水、液態(tài)烴以及任選的氣相。其中，所述氣液分離器的方法可以為本領域常規(guī)的選擇，例如，經(jīng)一級或多級冷凝處理以及氣-液-液分離，從而得到液態(tài)烴類和液態(tài)水，以及可選的氣相，這些均是本領域技術(shù)人員所公知的，在此不再進行詳細贅述。其中，在氣-液-液平衡壓力下，仍有少量物質(zhì)留在氣相中，以C1-C4烴類為主?？梢愿鶕?jù)需要調(diào)節(jié)冷凝溫度，控制氣量。該氣體可以返回反應器，也可引出裝置。本實用新型流化床反應器需要一定量的流化氣體。可以單獨拿進料甲醇氣做流化氣，也可用甲醇氣和返回的循環(huán)氣(如上所述氣相)共同做流化氣。根據(jù)本實用新型，反應器出口的工藝氣溫度一般會達到250-450℃，優(yōu)選為300-400℃。需要降低到接近常溫以得到液態(tài)烴類和水分；而原料甲醇需要氣化和升溫至接近反應溫度，可能存在的循環(huán)氣體(如上所述的氣相)也需要從接近常溫預熱到接近反應溫度，本領域的專業(yè)人員都會想到將冷熱介質(zhì)匹配，建立換熱網(wǎng)絡，以回收能量，降低系統(tǒng)運行費用。作為熱源的工藝氣降低溫度，放出顯熱，將甲醇和/或循環(huán)氣體分別預熱至合適溫度，本身仍為全氣態(tài)(80-180℃，優(yōu)選100-180℃)，再用水冷器冷凝至30-60℃，以便分離產(chǎn)品烴類、水分和循環(huán)氣體，這是現(xiàn)有技術(shù)的共同步驟。如專利申請CN104818042A可知，反應器出口工藝氣與甲醇和循環(huán)氣分別進行了換熱，然后進入冷凝器，三相分離器。然而其工藝氣的部分熱量僅得到了回收，剩余熱量全部在冷凝器處浪費。并且，在常規(guī)的甲醇進料壓力(0.1-0.5MPa)下，甲醇的氣化溫度點高于工藝氣冷凝點，使工藝氣的冷凝熱無法得到利用，只能用額外的冷卻介質(zhì)移走。然而，從物性上講，80-180℃，優(yōu)選100-180℃工藝氣中水分和油品冷凝放出的潛熱是非?？捎^的，用水冷器移走冷凝熱，最終釋放到大氣是能量的巨大浪費。本領域技術(shù)人員要么沒有意識到該潛熱的巨大價值，要么不知如何利用如此低溫的熱源。本實用新型創(chuàng)造性地提出，將氣液分離后的氣相(循環(huán)氣)與液態(tài)甲醇先混合，降低甲醇分壓，即降低了甲醇氣化溫度，然后將工藝氣與循環(huán)氣-甲醇混合物進行換熱，使工藝氣的冷凝熱(潛熱)得到充分利用。因此，所述含液態(tài)甲醇的原料包括液態(tài)甲醇和所述氣相。也即，工藝氣冷凝相變與甲醇氣化相變相匹配。根據(jù)本實用新型，當所述含液體甲醇的原料中含有所述氣相時，通過所述換熱裝置后，所述含烴工藝氣的溫度可降低至100-150℃，當所述含液體甲醇的原料中不含有所述氣相時，所述含烴工藝氣的溫度可降低至150-180℃。其中，所述循環(huán)氣的加入量只要保證使得工藝氣的部分潛熱能夠?qū)⒁簯B(tài)甲醇進行氣化即可。例如，返回的循環(huán)氣質(zhì)量流量為甲醇的0.1-3倍，優(yōu)選0.5-2.5倍。根據(jù)本實用新型，所述甲醇制烴的反應在存在有催化劑的條件下進行，所述催化劑為本領域技術(shù)人員所熟知的各種甲醇制烴催化劑，其可以根據(jù)所要得到的目標產(chǎn)物進行適當?shù)倪x擇，例如，所述催化劑可以為氯化鋅、硅膠、氧化鋁、二氧化硅、沸石ZSM-5和ZSM-11中的一種或多種。根據(jù)本實用新型的第二方面，本實用新型還提供了一種實施上述方法的甲醇制烴系統(tǒng)，現(xiàn)結(jié)合圖1和圖2對本實用新型的提供了甲醇制烴系統(tǒng)進行具體的描述。如圖1和圖2所示的，該系統(tǒng)包括流化床反應器1、換熱裝置2和氣化器3；其中，含液態(tài)甲醇的原料在所述氣化器3中與來自所述換熱裝置2的工藝氣進行熱交換；由所述氣化器3產(chǎn)生的氣化的含甲醇原料與來自所述流化床反應器1的工藝氣在所述換熱裝置2中進行熱交換；由所述換熱裝置2產(chǎn)生的過熱的含甲醇原料進入所述流化床反應器中1進行反應，并且反應產(chǎn)生的含烴工藝氣進入所述換熱裝置2中進行熱交換；其中，所述流化床反應器1中設置有至少一個移熱裝置11，所述反應過程中產(chǎn)生的部分熱量通過所述的移熱裝置11被移出。根據(jù)本實用新型，在所述流化床反應器1的底部設置有過熱的含甲醇原料入口，頂部設置有反應后形成的工藝氣的出口，如此設置使得過熱的含甲醇原料由下向上運動，進行不同階段的反應，同時還作為流化床反應器的流化氣體。根據(jù)本實用新型，如上的換熱方式通過如下的設置實現(xiàn)：氣化器3上設置有氣化的含甲醇原料的出口，換熱裝置2上設置有氣化的含甲醇原料入口，該出口-入口通過管路連通。其中，含液體甲醇的原料在氣化器3中氣化后經(jīng)該出口排出，并通過管路由設置在換熱裝置2上的氣化的含甲醇原料入口進入換熱裝置2，在所述換熱裝置2中對氣化的含甲醇原料進行過熱處理。另外，在所述換熱裝置2上還設置有過熱含甲醇原料的出口，該出口與流化床反應器1上設置的過熱的含甲醇原料入口通過管路相通，以使在所述換熱裝置2中進行過熱處理的含甲醇原料離開換熱裝置2后可進入流化床反應器1進行制烴反應。同時，在沿著流化床反應器1、換熱裝置2和氣化器3線路上還分別設置有與輸送含甲醇原料管路相獨立的含烴工藝氣輸送管路。具體的，在所述換裝裝置2上獨立的設置有含烴工藝氣入口，該入口與流化床反應器1上設置的含烴工藝氣的出口通過管路相通，以便在流化床反應器1中形成的含烴工藝氣進入所述換熱裝置2，與其中的氣化的含甲醇原料在相互獨立的空間內(nèi)進行間接換熱。另外，在所述換裝裝置2還獨立設置有含烴工藝氣的出口，該出口與設置在氣化器3上的含烴工藝氣的獨立入口相通，以便換熱后的工藝氣進入所述氣化器3并在與含液態(tài)甲醇獨立的空間再次進行間接化熱，從而實現(xiàn)含液體的甲醇原料的氣化以及含烴工藝氣的再次降溫。根據(jù)本實用新型，所述移熱裝置11為一個或多個，優(yōu)選為2-5個，所述移熱裝置11優(yōu)選沿著甲醇物料的走向逐層排布，以更好的實現(xiàn)不同階段反應對溫度的需求。根據(jù)本實用新型，所述移熱裝置11可以為本領域常規(guī)的熱量轉(zhuǎn)換裝置，例如，通過冷卻介質(zhì)，具體的，所述換熱裝置11上分別設置有冷卻介質(zhì)的入口和出口，以實現(xiàn)冷卻介質(zhì)的連續(xù)注入與換熱。所述冷卻介質(zhì)可以為水。例如，所述移熱裝置11可以為換熱盤管設備，具體的，通過泵將水注入到反應器的換熱盤管中的飽和液態(tài)水用泵送入換熱盤管中，反應產(chǎn)生的熱量與換熱盤管中的水進行熱交換，水氣化后以高壓蒸汽的形式離開反應器。根據(jù)本實用新型，所述流化床反應器1可以為多層流化床反應器(例如，2-5層)或循環(huán)流化床反應器，其中，當所述流化床反應器1為多層流化床反應器時，優(yōu)選在所述多層流化床反應器中的每層均設置有移熱裝置11，如此，可以有效控制反應不同階段的溫度，使得反應條件達到最優(yōu)。進一步優(yōu)選的情況下，所述流化床反應器為多層循環(huán)流化床反應器，例如，2-5層，優(yōu)選為2層(如圖2所示)或3層(如圖1所示)。根據(jù)本實用新型一種具體的實施方式，如圖2所示，所述換熱裝置2包括第一預熱器21和廢熱鍋爐22：其中，所述第一預熱器21上設置有含甲醇原料的入口及出口，以及含烴工藝氣的入口及出口，所述廢熱鍋爐22上設置有含烴工藝氣的入口及出口。所述含烴工藝氣從流化床反應器1的出口排出后，通過廢熱鍋爐的含烴工藝氣入口進入廢熱鍋爐22，在廢熱鍋爐22中與冷卻介質(zhì)換熱后從含烴工藝氣出口排出，再通過連接的管路進入第一預熱器21中；氣化的含甲醇的原料經(jīng)氣化器3上設置的含甲醇原料出口通過相連的管路從第一預熱器21的含甲醇原料入口進入，并在其中與第一預熱器21中的含烴工藝在相互獨立的空間進行間接換熱，換熱后的甲醇原料經(jīng)第一預熱器21的含甲醇原料出口通過相連的管路進入流化床反應器1進行反應。根據(jù)本實用新型另一種具體的實施方式，所述換熱裝置2包括第一預熱器21、廢熱鍋爐22和第二預熱器23：其中，所述第一預熱器21和第二預熱器23上分別設置有含甲醇原料的入口及出口，以及含烴工藝氣的入口及出口，所述廢熱鍋爐22上設置有含烴工藝氣的入口及出口。所述含烴工藝氣從流化床反應器1的出口排出后，通過設置在第二預熱器23上的含烴工藝氣入口進入第二預熱器23，在其中換熱后從含烴工藝氣出口排出，通過廢熱鍋爐的含烴工藝氣入口進入廢熱鍋爐22，在廢熱鍋爐22中與冷卻介質(zhì)換熱后從含烴工藝氣出口排出，再通過連接的管路進入第一預熱器21中；氣化的含甲醇的原料經(jīng)氣化器3上設置的含甲醇原料出口通過相連的管路進入第一預熱器21的含甲醇原料入口，并在其中與第一預熱器21中的含烴工藝在相互獨立的空間進行間接換熱，換熱后的甲醇原料經(jīng)第一預熱器21的含甲醇原料出口通過相連的管路進入第二預熱器23，在其中繼續(xù)與進入其中的含烴工藝氣在相互獨立的空間進行間接換熱，換熱后的甲醇原料經(jīng)第二預熱器23的含甲醇原料出口通過相連的管路進入流化床反應器1進行反應。根據(jù)本實用新型，所述甲醇制烴系統(tǒng)還包括分離裝置4，所述分離裝置4上設置有接收氣化器3中部分冷凝的作為氣液混合物的工藝氣，從而對所述氣液混合物進行分離。所述分離裝置4包括至少一級冷凝器和至少二級分離器(如圖1所示)所述氣液混合物先進入一級分離器411以對其進行初級分離，得到部分液態(tài)烴、液態(tài)水和氣相，所述氣相然后進入冷凝器421進行冷凝處理，然后在進入二級分離器412進行液態(tài)烴的分離和可選的氣相的分離。另外，根據(jù)另一種具體的實施方式，如圖2所示，所述分離裝置4包括二級冷凝器和三級分離器，所述氣液混合物先進入一級分離器411以對其進行初級分離，得到部分液態(tài)烴、液態(tài)水和氣相，所述氣相然后進入一級冷凝器421進行冷凝處理，然后在進入二級分離器412進行液態(tài)烴、液態(tài)水的分離和氣相的分離；所述氣相然后進入二級冷凝器422進行冷凝處理，然后在進入三級分離器413進行液態(tài)烴、液態(tài)水的分離和可選的氣相的分離。根據(jù)本實用新型，所述甲醇制烴系統(tǒng)還包括循環(huán)氣供給裝置5和液體甲醇供給裝置6，以將由所述分離裝置4分離出的氣相經(jīng)由所述循環(huán)氣供給裝置5通過管路供給至所述氣化器3以作為循環(huán)氣，其中，所述液體甲醇供給裝置6也通過管路供給至所述氣化器3，其中，所述氣相和所述液體甲醇優(yōu)選在管路中相遇并混合后再進入至所述氣化器3。其中，所述循環(huán)氣供給裝置5可以為循環(huán)風機。現(xiàn)結(jié)合圖1對本實用新型的甲醇制烴系統(tǒng)和方法進行詳細說明：常溫新鮮甲醇液體由甲醇供給裝置5送入通向氣化器3的管路，返回的循環(huán)氣質(zhì)量流量為甲醇的2.5倍，液態(tài)甲醇與循環(huán)氣在管路中混合后，進入氣化器3，與工藝氣換熱后全部氣化?；旌蠚怏w分別進入一級預熱器23和二級預熱器21，并在其中分別與工藝氣進行換熱，并從底部進入流化床反應器1以在其中發(fā)生反應。反應器內(nèi)設置三層移熱裝置，及時移出熱量，其中，每層中均設置有將甲醇轉(zhuǎn)化為烴類的催化劑。反應器出口工藝氣在二級預熱器中換熱，進行一次降溫，進入廢熱鍋爐進行二次降溫。在一級預熱器內(nèi)換熱再次降溫。通過氣化器3，工藝氣發(fā)生部分冷凝。在一級分離器411中分離出液態(tài)水和液態(tài)烴，氣相進入二級冷凝器421，之后進入二級分離器412，分離出液態(tài)水和液態(tài)烴分離出的氣相送循環(huán)風機作為循環(huán)氣體與來自甲醇供給裝置5的液態(tài)甲醇混合，之后一并進入氣化器3進行氣化。兩級分離器的液態(tài)水和液態(tài)烴類分別合并，外送。以下將通過實施例對本實用新型進行詳細描述。使用沸石ZSM-5作為催化劑以對甲醇進行制烴。實施例1本實施例用于說明本實用新型提供的甲醇制烴方法和系統(tǒng)如圖1所示，常溫新鮮甲醇液體由甲醇供給裝置5送入通向氣化器3的管路，返回的循環(huán)氣質(zhì)量流量為甲醇的2.5倍。液態(tài)甲醇與循環(huán)氣在管路中混合后，進入氣化器3，與含烴工藝氣換熱后全部氣化，升溫至80.5℃。氣化氣體分別進入一級預熱器21和二級預熱器23，在其中與工藝氣相互獨立的空間中分別進行間接換熱，所述氣化的含甲醇的氣體通過兩次加熱后，升溫至280℃，并從流化床反應器1底部進入其中向上流動并發(fā)生反應。反應壓力0.28MPaG。所述流化床反應器為3層循環(huán)流化床反應器，內(nèi)設置三層移熱裝置，及時移出熱量，產(chǎn)生4.0MPaG蒸汽，控制三段反應溫度沿著甲醇的流向分別為360℃、360℃、350℃(出口工藝氣溫度)，其中每層中均設置有用于催化甲醇反應的沸石ZSM-5催化劑。反應器出口含烴工藝氣進入二級預熱器23，在二級預熱器中與含甲醇原料在相互獨立的空間內(nèi)間接換熱，進行第一次降溫，降溫至327℃，之后進入廢熱鍋爐22產(chǎn)生4.0MPaG蒸汽，含烴工藝氣第二次降溫至280℃。二次降溫后的工藝氣進入一級預熱器21，與含甲醇原料在相互獨立的空間內(nèi)換熱，進行第三次降溫，降至119℃，至此將含烴工藝氣的顯熱在最大程度上得到了回收。第三次降溫后的工藝氣進入氣化器3，與氣化器3中的含液態(tài)甲醇的原料在相互獨立的空間內(nèi)間接換熱，此時，工藝氣發(fā)生部分冷凝，放出潛熱，工藝氣溫度降至84.8℃。在一級分離器411中分離出液態(tài)水和液態(tài)烴，氣相進入二級冷凝器421，冷至63.4℃進入二級分離器412，分離出液態(tài)水和液態(tài)烴，循環(huán)氣體送循環(huán)風機。兩級分離器的液態(tài)水和液態(tài)烴類分別合并，外送。循環(huán)風機對循環(huán)氣加壓后與來自甲醇供給裝置5的液體甲醇原料混合。記錄在整個過程中的蒸汽消耗、蒸汽產(chǎn)出以及電消耗，結(jié)果見表1所示。實施例2本實施例用于說明本實用新型提供的甲醇制烴方法和系統(tǒng)利用圖1所示的設備且按照實施例1的方法進行甲醇制烴，所不同的是，(1)將甲醇與質(zhì)量流量1.5倍的循環(huán)氣混合；(2)經(jīng)過兩次加熱后含甲醇氣體升溫至250℃；(3)反應壓力為0.6MPa，三段反應溫度沿著甲醇的流向分別為400℃、390℃、380℃；(4)含烴工藝氣三次降溫后的溫度分別為360℃、300℃、130℃。記錄在整個過程中的蒸汽消耗、蒸汽產(chǎn)出以及電消耗，結(jié)果見表1所示。實施例3本實施例用于說明本實用新型提供的甲醇制烴方法和系統(tǒng)利用圖1所示的設備且按照實施例1的方法進行甲醇制烴，所不同的是，(1)將甲醇與質(zhì)量流量0.5倍的循環(huán)氣混合；(2)經(jīng)過兩次加熱后含甲醇氣體升溫至300℃；(3)反應壓力為1.0MPa，三段反應溫度沿著甲醇的流向分別為390℃、385℃、375℃；(4)含烴工藝氣三次降溫后的溫度分別為340℃、290℃、150℃。記錄在整個過程中的蒸汽消耗、蒸汽產(chǎn)出以及電消耗，結(jié)果見表1所示。實施例4本實施例用于說明本實用新型提供甲醇制烴方法和系統(tǒng)如圖2所示，常溫新鮮甲醇液體由甲醇供給裝置5送入氣化器3，與含烴工藝氣換熱后全部氣化，93.7℃，氣化氣體進入一級預熱器21，在其中與工藝氣相互獨立的空間中進行間接換熱，所述氣化氣體通過加熱后升溫至250℃，并從流化床反應器1底部進入其中向上流動并發(fā)生反應。反應壓力0.2MPaG。所述流化床反應器為3層循環(huán)流化床反應器，內(nèi)設置兩層移熱裝置，及時移出熱量，產(chǎn)生4.0MPaG蒸汽，沿著甲醇物料的流向，床層溫度分別控制在400℃和380℃。其中每層中均設置有用于催化甲醇反應的沸石ZSM-5催化劑。出反應器的含烴工藝氣進入廢熱鍋爐降溫至290℃，產(chǎn)出4.0MPaG蒸汽，之后進入一級預熱器21，與含甲醇原料在相互獨立的空間內(nèi)換熱，經(jīng)過預熱器降溫至162℃，至此將含烴工藝氣的顯熱在最大程度上得到了回收。經(jīng)一級預熱器降溫后的工藝氣進入氣化器3，與氣化器3中的含液態(tài)甲醇的原料進行換熱，此時，工藝氣發(fā)生部分冷凝，放出潛熱，工藝氣溫度降至104℃。在一級氣-液-液分離器411中分出液態(tài)水和液態(tài)烴，氣相進入二級冷凝器421降至60℃，在二級分離器412中分出液態(tài)水、液態(tài)烴和氣相。氣相進入三級冷凝器423降至40℃，在二級分離器413中分出液態(tài)水和液態(tài)，三級分離器的液態(tài)水和液態(tài)烴類分別合并，外送。記錄在整個過程中的蒸汽消耗、蒸汽產(chǎn)出以及電消耗，結(jié)果見表1所示。實施例5本實施例用于說明本實用新型提供甲醇制烴方法和系統(tǒng)利用圖1所示的設備且按照實施例1的方法進行甲醇制烴，所不同的是，甲醇單獨在氣化器中氣化后，再與循環(huán)氣混合，再進行后續(xù)的預熱處理。作為氣化器熱源的工藝氣溫度為174℃(通過調(diào)節(jié)廢熱鍋爐的移熱量進行控制)，在氣化器中換熱后出口溫度為98℃，通過冷凝裝置先部分冷凝后再在分離裝置中進行烴分離。記錄在整個過程中的蒸汽消耗、蒸汽產(chǎn)出以及電消耗，結(jié)果見表1所示。對比例1本對比例用于說明參比的甲醇制烴方法和系統(tǒng)利用圖1所示的設備且按照實施例1的方法進行甲醇制烴，所不同的是，流化床反應器中不設置移熱裝置，而是通過在系統(tǒng)中引入水作為惰性成分吸收反應熱。記錄在整個過程中的蒸汽消耗、蒸汽產(chǎn)出以及電消耗，結(jié)果見表1所示。對比例2本對比例用于說明參比的甲醇制烴方法和系統(tǒng)利用圖1所示的設備且按照實施例1的方法進行甲醇制烴，所不同的是，循環(huán)氣經(jīng)過含烴工藝氣的兩級預熱后被加熱到340℃，液態(tài)甲醇預熱至反應壓力下的飽和液態(tài)進如流化床反應器。原氣化器改為空冷器，仍將工藝氣降至相應溫度。記錄在整個過程中的蒸汽消耗、蒸汽產(chǎn)出以及電消耗，結(jié)果見表1所示。對比例3本對比例用于說明參比的甲醇制烴方法和系統(tǒng)利用圖1所示的設備且按照實施例1的方法進行甲醇制烴，所不同的是，反應器為三層固定床反應器，反應器內(nèi)無移熱裝置，靠大倍率的循環(huán)氣體控制反應器溫度。記錄在整個過程中的蒸汽消耗、蒸汽產(chǎn)出以及電消耗，結(jié)果見表1所示。表1每進料1噸甲醇蒸汽消耗t蒸汽產(chǎn)出t電消耗kw·h實施例100.837.3實施例200.755.3實施例300.953.9實施例400.912.1實施例500.67.3對比例100.2811.8對比例20.1015.9對比例300.6326.7CN104818042A0.1025注：CN104818042反應器進口溫度480℃，出口溫度控制在550℃，至少需要6.5倍循環(huán)氣，循環(huán)壓縮機電耗很高，空冷器和水冷器也需要額外冷卻這部分循環(huán)氣。反應產(chǎn)物在換熱單元1和2中將甲醇和循環(huán)氣加熱到480℃，本身仍為100℃以上的氣態(tài)，冷凝潛熱不回收。大部分冷凝工作在空冷器內(nèi)進行，空冷器負荷極重，電耗很高。水冷器第5換熱單元和脫戊烷塔再沸器消耗蒸汽。本實用新型采用流化床進行甲醇制烴，整個反應器內(nèi)傳質(zhì)均勻無死角，反應物與催化劑全面接觸，催化劑使用壽命一致；傳熱均勻迅速，傳熱系數(shù)大，再配合上換熱裝置，可以及時移走反應熱，使反應器內(nèi)溫度平穩(wěn)可控；當采用多層流化床時，在不同層分別設置換熱裝置，可精確控制反應不同階段的溫度，反應條件達到最優(yōu)。同時，本實用新型在完全利用反應顯熱(同相物質(zhì)由于降溫所釋放出來的熱量)的同時，利用反應工藝氣由氣態(tài)冷凝為部分液態(tài)時放出的熱量對甲醇液體進行氣化，充分利用了反應工藝氣蘊藏的潛熱，使得熱量的利用更加充分。另外，本實用新型由于不需要大量氣體去控制反應器溫升，因此，需要的返回氣體的倍率明顯小于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型返回氣體相對甲醇進料量的倍率可以在零到多倍之間隨意調(diào)節(jié)。綜上所述，本實用新型能夠有效地提高蒸汽產(chǎn)出，反應過程中不需要額外的蒸汽消耗，也降低了電消耗。并且如上所述采用本實用新型，還能夠提高了催化劑效率，從而可以提高烴收率。以上詳細描述了本實用新型的優(yōu)選實施方式，但是，本實用新型并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本實用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實用新型的保護范圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本實用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本實用新型的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本實用新型的思想，其同樣應當視為本實用新型所公開的內(nèi)容。當前第1頁1 2 3