一種含氧化合物制丙烯反應(yīng)生成氣的初分離工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于烯烴制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種以含氧化合物(主要包括甲醇、乙醇、二甲醚、C4-C10醇類化合物或其混合物)為原料，在生成以丙烯為主的連續(xù)反應(yīng)和再生過程中反應(yīng)生成氣的預(yù)處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]乙烯和丙烯是重要的石油化工基礎(chǔ)原料，其主要來源于原油的催化裂解和石腦油的蒸汽裂解。隨著石油資源儲(chǔ)量的持續(xù)下降，石油價(jià)格不斷攀升，石油路線生成乙烯丙烯的原料成本持續(xù)上升。而且丙烯主要是作為副產(chǎn)獲得的，所以丙烯產(chǎn)量受到限制。近年來丙烯需求一直高于乙烯，因此為了生產(chǎn)和增產(chǎn)丙烯而開發(fā)新型工藝路線具有重要工業(yè)前景。
[0003]以甲醇或二甲醚為代表的含氧化合物是典型的含氧有機(jī)化合物，以甲醇為代表的含氧化合物為原料生產(chǎn)丙烯，如甲醇制烯烴(Methanol to Olefin, MT0)和甲醇制丙烯(Methanol to Propylene,MTP)技術(shù),則解決了石油化工原料乙烯和丙烯的來源問題，同時(shí)也拓寬了煤制甲醇的下游產(chǎn)業(yè)鏈，其成功地將煤化工和石油化工緊密連接起來，具有重要的經(jīng)濟(jì)和工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
[0004]為了獲得比較純凈的烯烴產(chǎn)品氣，含氧有機(jī)化合物制丙烯反應(yīng)氣在進(jìn)行輕烴分離前需要進(jìn)行預(yù)處理，一般地預(yù)處理過程首先需要進(jìn)行急冷，脫除反應(yīng)產(chǎn)物中含有的大量水分和有機(jī)酸組分。
[0005]專利US6121504和CN1210236C公開了一種采用直接產(chǎn)物急冷回收熱量的含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化烯烴的方法。該專利通過急冷介質(zhì)與烯烴產(chǎn)物接觸，從反應(yīng)物混合物中撤出熱量，使沸點(diǎn)較高的組分如水和不希望的含氧有機(jī)物進(jìn)料冷凝下來，從而與氣態(tài)烴組分如輕質(zhì)烯烴在內(nèi)輕質(zhì)產(chǎn)物進(jìn)行分離。但是該方法未考慮實(shí)際烯烴產(chǎn)物中的催化劑細(xì)粉、含氧化合物以及有機(jī)酸的影響，長期操作運(yùn)行的話會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的腐蝕堵塞和換熱器效率的下降等問題。
[0006]專利CN101544529B公開了一種含氧化合物制烯烴工藝反應(yīng)生成氣預(yù)處理方法和設(shè)備，針對(duì)現(xiàn)有含氧化合物制烯烴反應(yīng)生成氣溫度較高，且含有少量催化劑的特點(diǎn)，通過急冷液與反應(yīng)生成氣在急冷塔內(nèi)逆流接觸，洗滌反應(yīng)生成氣中攜帶的催化劑粉塵，同時(shí)最大程度降低反應(yīng)生成氣的溫度，回收高溫?zé)崮?。該專利中的急冷和水洗設(shè)備使用的急冷水和水洗水來自急冷塔底和水洗塔底水，不需要其它冷卻介質(zhì)，同時(shí)可以回收急冷塔底和水洗塔底水的低溫?zé)崮?，降低裝置的能耗。該專利的預(yù)處理方法未考慮到反應(yīng)生成氣中的有機(jī)酸組分會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕，且急冷過程中使用水作為冷卻介質(zhì)，消耗量大。該專利中冷卻水直接過濾再利用，其中的有機(jī)酸和含氧有機(jī)物沒有處理與回收，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的不斷腐蝕和管線堵塞。
[0007]專利CN102190183B公開了一種含氧化合物制烯烴物流中脫除和回收水的方法，尤其涉及一種從甲醇制烯烴流化催化反應(yīng)產(chǎn)物中脫除和回收水的方法。該專利主要解決以往技術(shù)在回收含氧化合物制取烯烴物流所含的大量水的過程中易造成設(shè)備堵塞腐蝕等問題，通過分階段進(jìn)行催化劑細(xì)粉、有機(jī)酸和水的脫除，并對(duì)脫除的含催化劑細(xì)粉的水和不含催化劑細(xì)粉的水分別處理的特點(diǎn)，有效避免設(shè)備結(jié)垢、堵塞和腐蝕，降低廢水處理負(fù)荷。但是該專利沒有考慮到急冷操作中加堿處理會(huì)導(dǎo)致含氧化合物的損失增大，同時(shí)，將冷凝水分三批單獨(dú)處理存在設(shè)備投入大和操作流程復(fù)雜的問題。
[0008]反應(yīng)生成的高溫氣體含有大量熱能，但現(xiàn)有流程均是通過急冷手段將反應(yīng)氣體自200°C以上的高溫冷卻到100°C以下，造成大量100°C以上較高溫位熱能資源的浪費(fèi)。造成高溫?zé)崮苜Y源浪費(fèi)的主要原因在于反應(yīng)產(chǎn)物中含微量有機(jī)酸，易造成設(shè)備腐蝕。如果反應(yīng)氣體在冷卻過程中析出液體，則會(huì)腐蝕設(shè)備?，F(xiàn)有流程為避免酸性腐蝕，采用在急冷塔中加堿液的辦法中和有機(jī)酸，但急冷手段導(dǎo)致流程中能量損失過大。因此，如何合理的避免酸性腐蝕，并回收生成氣攜帶的高溫?zé)崮?，?duì)于維持甲醇制丙烯裝置的長期運(yùn)轉(zhuǎn)以及工藝經(jīng)濟(jì)性與節(jié)能節(jié)水方面，都具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中含氧化合物制丙烯氣體產(chǎn)物在后續(xù)冷卻工序中對(duì)設(shè)備造成腐蝕，以及使用急冷塔預(yù)處理時(shí)產(chǎn)生大量工藝廢水和回收困難，且能量利用率低等問題，而提供一種含氧化合物制丙烯反應(yīng)生成氣的初分離工藝。該工藝首先能有效脫除含氧化合物制丙烯反應(yīng)器出口產(chǎn)物中的有機(jī)酸，避免產(chǎn)物中有機(jī)酸對(duì)后續(xù)冷卻分離設(shè)備的腐蝕。并且通過脫酸氣體后續(xù)的多級(jí)換熱、反應(yīng)氣分離器的分離，能有效利用含氧化合物制丙烯反應(yīng)器出口氣體能量，實(shí)現(xiàn)節(jié)水節(jié)能的目標(biāo)。
[0010]本發(fā)明提供一種含氧化合物制丙烯反應(yīng)生成氣的初分離工藝，其特征在于該工藝包含下述步驟:
[0011]I)從含氧化合物制丙烯反應(yīng)器出來的含氧化合物制丙烯反應(yīng)生成氣，經(jīng)換熱冷卻后，進(jìn)入脫酸反應(yīng)器與脫酸催化劑接觸進(jìn)行脫酸反應(yīng)，所述的脫酸溫度為270?470°C ；
[0012]2)來自步驟I)的脫酸后的產(chǎn)物流經(jīng)過進(jìn)料/產(chǎn)物換熱器與預(yù)反應(yīng)器出口產(chǎn)物換熱后，依次經(jīng)過預(yù)反應(yīng)進(jìn)料換熱器和原料汽化器與含氧化合物進(jìn)料進(jìn)行換熱，再進(jìn)入循環(huán)水預(yù)熱器與循環(huán)水換熱，經(jīng)冷卻換熱后溫度為30?55°C，之后進(jìn)入反應(yīng)產(chǎn)物分離器進(jìn)行分離，分離出氣烴產(chǎn)物、油相產(chǎn)物和水相產(chǎn)物，其中分離出的水相產(chǎn)物經(jīng)過循環(huán)水預(yù)熱器，送入循環(huán)水蒸發(fā)器回收處理，回收的水蒸汽再送入含氧化合物制丙烯反應(yīng)器。
[0013]本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)特征在于:所述步驟I)中的脫酸反應(yīng)器為固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器和移動(dòng)床反應(yīng)器中的一種。
[0014]本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)特征在于:所述步驟I)中的脫酸催化劑為Ca0、Mg0、Zn0、Al203、X型分子篩和Y型分子篩中的一種以上。
[0015]本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)特征在于:所述步驟I)中脫酸反應(yīng)器的出口產(chǎn)物流中有機(jī)酸含量小于50ppm。
[0016]本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)特征在于:所述步驟2)中原料汽化器出口含氧化合物溫度為100?200°C，預(yù)反應(yīng)器入口含氧化合物溫度為120?300°C。
[0017]本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)特征在于:所述步驟2)中氣烴產(chǎn)物中水相含量小于5重量％，油相產(chǎn)物中水含量小于3重量％。
[0018]本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)特征在于:所述步驟2)中循環(huán)水蒸發(fā)器入口溫度為100?200。。。
[0019]本發(fā)明通過控制各設(shè)備進(jìn)出口溫度一方面合理利用反應(yīng)產(chǎn)物的高溫?zé)崮埽硪环矫嫣岣吆趸衔镏票┓磻?yīng)的丙烯收率，提高脫酸反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0020]I)采用本發(fā)明中所述的工藝，對(duì)含氧化合物制丙烯產(chǎn)物直接進(jìn)行脫酸，脫除含氧化合物制丙烯產(chǎn)物中的有機(jī)酸組分，避免了后續(xù)熱量回收過程中對(duì)換熱設(shè)備的腐蝕；
[0021]2)采用本發(fā)明中所述的工藝，脫酸后的氣體組分直接經(jīng)過多級(jí)換熱回收熱量，對(duì)反應(yīng)器進(jìn)料進(jìn)行逐步預(yù)熱，與傳統(tǒng)工藝相比，簡化了能量回收形式，能耗降低；
[0022]3)采用本發(fā)明中所述的工藝，脫酸后的氣體組分經(jīng)過多級(jí)換熱回收熱量后，進(jìn)入反應(yīng)氣分離器進(jìn)行分離，得到氣烴產(chǎn)物，油相以及水相，與傳統(tǒng)的急冷工藝相比，一方面不需要通過加入大量冷卻水來處理反應(yīng)氣,而且傳統(tǒng)急冷工藝中須加入堿液來脫除有機(jī)酸，這也同時(shí)會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)氣中含氧有機(jī)物的損失。另一方面省去急冷設(shè)備也減少了設(shè)備投入。
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。但并不限制本發(fā)明的范圍。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明一種含氧化合物制丙烯反應(yīng)生成氣的初分離工藝的原則流程圖。
[0025]圖中所示附圖標(biāo)記為:
[0026]1-預(yù)處理的原料，2-原料汽化器，3-預(yù)反應(yīng)進(jìn)料換熱器，4-預(yù)反應(yīng)器，5-進(jìn)料/產(chǎn)物換熱器，6-進(jìn)料加熱爐，7-含氧化合物制丙烯反應(yīng)器，8-脫酸反應(yīng)器，9-循環(huán)水預(yù)熱器，10-反應(yīng)產(chǎn)物分離器，11-水相產(chǎn)物，12-去循環(huán)水蒸發(fā)器水，13-氣烴產(chǎn)物，14-油相產(chǎn)物。
【具體實(shí)施方式】
[0027]圖1省略了脫酸反應(yīng)器出口換熱器和所有的泵設(shè)備。
[0028]如圖1所示，預(yù)處理的原料I經(jīng)過原料汽化器2，與具有一定高溫?zé)崮艿姆磻?yīng)產(chǎn)物氣體進(jìn)行間接換熱，達(dá)到原料汽化目的。原料汽化器2的出口氣體進(jìn)入預(yù)反應(yīng)進(jìn)料換熱器3，與溫度較高的反應(yīng)產(chǎn)物氣進(jìn)行進(jìn)一步間接換熱，從而達(dá)到預(yù)反應(yīng)的溫度，進(jìn)入預(yù)反應(yīng)器4進(jìn)行預(yù)反應(yīng)。預(yù)反應(yīng)器4出口氣體進(jìn)入進(jìn)料/產(chǎn)物換熱器5，與脫酸反應(yīng)器出口的高溫氣體進(jìn)行間接換熱，充分利用其高溫?zé)崮?。進(jìn)料