一種甲醇制烯烴裝置及其開工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種甲醇制烯烴裝置及其開工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)上，低碳烯烴(主要指乙烯和丙烯)主要是通過石油基原料生產(chǎn)的。近年來，隨著石油價格的上漲和對外依存度的逐年加大，我國開始大力發(fā)展甲醇制烯烴技術(shù)(Methanol to olefins，MT0)。甲醇制稀經(jīng)技術(shù)是指由甲醇制取低碳稀經(jīng)(乙稀、丙稀等)的技術(shù)，主要反應(yīng)原理是甲醇首先脫水生成二甲醚(DME)，然后二甲醚與原料甲醇的平衡混合物脫水繼續(xù)轉(zhuǎn)化為以乙烯、丙烯為主的混合烴類。MTO技術(shù)可以避開對石油資源的依賴，有助于建立適合我國能源結(jié)構(gòu)的烯烴生產(chǎn)路線。
[0003]2010年8月，甲醇制烯烴技術(shù)在世界范圍內(nèi)首次實現(xiàn)工業(yè)化，開辟了一條嶄新的現(xiàn)代煤化工技術(shù)路線，該路線具有資源優(yōu)勢和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，對降低我國對進(jìn)口石油的依賴具有重要意義。甲醇制烯烴裝置目前的開工技術(shù)存在問題主要有兩方面，一是開工周期長，一般在I到2天左右；二是開工初期由于產(chǎn)品氣的選擇性不能滿足下游烯烴分離單元進(jìn)料要求，因此這部分產(chǎn)品氣通常輸入火炬燒掉。這種將不合格產(chǎn)品燒掉的方式會造成原料甲醇、潛在產(chǎn)品低碳烯烴的浪費，使得開工經(jīng)濟(jì)性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種甲醇制烯烴裝置及其開工方法，以改善現(xiàn)有開工技術(shù)經(jīng)濟(jì)性差的冋題。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種甲醇制烯烴裝置，該甲醇制烯烴裝置包括:甲醇制烯烴反應(yīng)器，具有原料氣入口和產(chǎn)品氣出口 ；烯烴分離單元，具有產(chǎn)品氣進(jìn)口，產(chǎn)品氣出口與產(chǎn)品氣進(jìn)口之間設(shè)置有產(chǎn)品氣輸送管線，產(chǎn)品氣輸送管線上設(shè)有可開關(guān)的返料口，返料口與原料氣入口之間設(shè)置有產(chǎn)品氣返料管線。
[0006]進(jìn)一步地，上述甲醇制烯烴裝置還包括急冷塔，急冷塔設(shè)置在返料口與甲醇制烯烴反應(yīng)器之間的產(chǎn)品氣輸送管線上。
[0007]進(jìn)一步地，上述甲醇制烯烴裝置還包括水洗塔，水洗塔設(shè)置在返料口和急冷塔之間的產(chǎn)品氣輸送管線上。
[0008]進(jìn)一步地，上述甲醇制烯烴裝置還包括壓縮機(jī)，壓縮機(jī)設(shè)置在返料口和水洗塔之間的產(chǎn)品氣輸送管線上。
[0009]進(jìn)一步地，上述甲醇制烯烴裝置還包括產(chǎn)品氣分析裝置，產(chǎn)品氣分析裝置設(shè)置在壓縮機(jī)和水洗塔之間的產(chǎn)品氣輸送管線上。
[0010]進(jìn)一步地，上述甲醇制烯烴裝置還包括汽提塔，汽提塔與急冷塔的液相出口相連，汽提塔上設(shè)有塔頂氣出口，塔頂氣出口與原料氣入口連通。
[0011]進(jìn)一步地，上述甲醇制烯烴裝置還包括加熱爐，加熱爐設(shè)置在產(chǎn)品氣返料管線上，優(yōu)選塔頂氣出口與產(chǎn)品氣返料管線連通且連通點位于加熱爐與返料口之間。
[0012]進(jìn)一步地，上述甲醇制烯烴裝置還包括:甲醇供應(yīng)部，與原料氣入口之間設(shè)置進(jìn)料管線，且進(jìn)料管線與產(chǎn)品氣返料管線在加熱爐匯合。
[0013]進(jìn)一步地，上述甲醇制烯烴裝置還包括換熱器，換熱器設(shè)置在進(jìn)料管線上，產(chǎn)品氣輸送管線與進(jìn)料管線交匯于換熱器中。
[0014]進(jìn)一步地，上述甲醇制烯烴裝置還包括再生器，再生器與甲醇制烯烴反應(yīng)器之間設(shè)置有第一催化劑輸送管線和第二催化劑輸送管線，第一催化劑輸送管線上設(shè)置有待生滑閥，第二催化劑輸送管線上設(shè)置有再生滑閥。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種上述的甲醇制烯烴裝置的開工方法，該開工方法包括:利用產(chǎn)品氣返料管線將產(chǎn)品氣輸送管線中的產(chǎn)品氣輸送至甲醇制烯烴反應(yīng)器中，產(chǎn)品氣中二甲醚和甲醇的總體積含量低于1%時，停止將產(chǎn)品氣輸送至甲醇制烯烴反應(yīng)器中。
[0016]甲醇制烯烴裝置的開工前期，甲醇制烯烴反應(yīng)器I產(chǎn)生的產(chǎn)品氣不能滿足烯烴分離單元2的分離要求，而將其送火炬燒掉將造成極大的浪費，降低了開工過程的經(jīng)濟(jì)性。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，通過在甲醇制烯烴反應(yīng)器和烯烴分離單元之間的產(chǎn)品氣輸送管線上設(shè)有可開關(guān)的返料口，且將返料口與甲醇制烯烴反應(yīng)器的原料氣入口相連，實現(xiàn)將上述不合格產(chǎn)品氣返送回甲醇制烯烴反應(yīng)器進(jìn)行回?zé)挘M(jìn)而實現(xiàn)產(chǎn)品氣中低碳烯烴的產(chǎn)品化，提高甲醇制烯烴裝置開工的經(jīng)濟(jì)性。
【附圖說明】
[0017]構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0018]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一種典型實施方式提供的甲醇制烯烴裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實施例提供的甲醇制烯烴裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明實施方式的附圖，對本發(fā)明的實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明，需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0021]正如【背景技術(shù)】部分所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)在甲醇制備烯烴的前期開工過程中存在原料甲醇、潛在產(chǎn)品低碳烯烴的浪費和開工技術(shù)經(jīng)濟(jì)性差的問題。為了解決這一問題，本發(fā)明發(fā)明人提供了一種甲醇制烯烴裝置。如圖1所示，該甲醇制烯烴裝置包括甲醇制烯烴反應(yīng)器I和烯烴分離單元2，該甲醇制烯烴反應(yīng)器I具有原料氣入口和產(chǎn)品氣出口，該烯烴分離單元2具有產(chǎn)品氣進(jìn)口，產(chǎn)品氣出口與產(chǎn)品氣進(jìn)口之間設(shè)置有產(chǎn)品氣輸送管線100，且產(chǎn)品氣輸送管線100上設(shè)有返料口，返料口與原料氣入口之間設(shè)置有產(chǎn)品氣返料管線200。
[0022]甲醇制烯烴裝置的開工前期，甲醇制烯烴反應(yīng)器I產(chǎn)生的產(chǎn)品氣不能滿足烯烴分離單元2的分離要求，而將其送火炬燒掉將造成極大的浪費，降低了開工過程的經(jīng)濟(jì)性。而在上述甲醇制烯烴裝置中，通過在甲醇制烯烴反應(yīng)器I和烯烴分離單元2之間的產(chǎn)品氣輸送管線100上設(shè)有可開關(guān)的返料口，且將返料口與甲醇制烯烴反應(yīng)器I的原料氣入口相連，實現(xiàn)將上述不合格產(chǎn)品氣返送回甲醇制烯烴反應(yīng)器I進(jìn)行回?zé)?，進(jìn)而實現(xiàn)產(chǎn)品氣中低碳烯烴和未轉(zhuǎn)化原料的產(chǎn)品化，提高甲醇制烯烴裝置開工的經(jīng)濟(jì)性。
[0023]在具體實施過程中，在開工前期由于催化劑活性等問題，甲醇進(jìn)入甲醇制烯烴反應(yīng)器I后不能進(jìn)行充分反應(yīng)，導(dǎo)致產(chǎn)品氣中含有過量的二甲醚和甲醇，此時需切斷產(chǎn)品氣到達(dá)下游烯烴分離單元2的流路，本申請利用上述甲醇制烯烴裝置將不滿足烯烴分離單元2進(jìn)料要求的產(chǎn)品氣通過在產(chǎn)品氣輸送管線100上設(shè)置的返料口與產(chǎn)品氣返料管線200輸送進(jìn)甲醇制烯烴反應(yīng)器1，使未反應(yīng)的原料進(jìn)一步參與反應(yīng)生成烯烴。而隨著積碳含量的增加，催化劑的選擇性和轉(zhuǎn)化率迅速提高，當(dāng)產(chǎn)品氣中二甲醚和甲醇的含量低于1% (體積含量)時，及時關(guān)閉返料口，切斷返料口與產(chǎn)品氣返料管線到原料氣入口的流通，打開甲醇制烯烴反應(yīng)器I和烯烴分離單元2之間的流路，使合格的產(chǎn)品氣進(jìn)入下游烯烴分離單元2。
[0024]優(yōu)選地，上述甲醇制烯烴裝置還包括急冷塔3，如圖2所示，急冷塔3設(shè)置在返料口與甲醇制烯烴反應(yīng)器I之間的產(chǎn)品氣輸送管線100上。設(shè)置的急冷塔3可以對產(chǎn)品氣進(jìn)行降溫并脫除其攜帶的微量催化劑，避免催化劑在輸送過程中對管道造成阻塞或?qū)υO(shè)備造成傷害。
[0025]更優(yōu)選地，上述甲醇制烯烴裝置還包括水洗塔4，如圖2所示，該水洗塔4設(shè)置在返料口和急冷塔3之間的所述產(chǎn)品氣輸送管線100上，利用水洗塔對由急冷塔3進(jìn)入水洗塔4的產(chǎn)品氣進(jìn)行水洗降溫并進(jìn)一步脫除其攜帶的微量催化劑，減少進(jìn)入烯烴分離單元2或返回甲醇制烯烴反應(yīng)器I的產(chǎn)品氣中催化劑等顆粒雜質(zhì)的含量，同時急冷塔3和水洗塔4可以將絕大部分反應(yīng)生成的水洗脫下來。
[0026]為了使產(chǎn)品氣更順暢地返回甲醇制烯烴反應(yīng)器1，優(yōu)選上述甲醇制烯烴裝置還包括壓縮機(jī)5，如圖2所示，該壓縮機(jī)5設(shè)置在返料口和水洗塔4之間的產(chǎn)品氣輸送管線100上。
[0027]進(jìn)一步地，優(yōu)選上述甲醇制烯烴設(shè)備中還包括產(chǎn)品氣分析裝置6，如圖2所示，該產(chǎn)品氣分析裝置6設(shè)置在壓縮機(jī)5和水洗塔4之間的產(chǎn)品氣輸送管線100上。利用產(chǎn)品氣分析裝置6實時地檢測產(chǎn)品氣中二甲醚、甲醇的含量，當(dāng)產(chǎn)品氣中二甲醚含量達(dá)到烯烴分離單元2的要求時，即可關(guān)閉返料口，將產(chǎn)品氣的輸送流路由經(jīng)產(chǎn)品氣輸送管線100和產(chǎn)品氣返料管線200至甲醇制烯烴反應(yīng)器I切換至經(jīng)產(chǎn)品氣輸送管線100輸送至烯烴分離單元2。
[0028]比如，開工初期切斷產(chǎn)品氣去烯烴分離單元2的流路，打開返料口到原料氣入口的流路，讓此時的產(chǎn)品氣全部通過返料口進(jìn)入反應(yīng)器，進(jìn)行進(jìn)一步地充分反應(yīng)。而當(dāng)產(chǎn)品氣中的二甲醚含量小于1^%時，關(guān)閉返料口，切斷產(chǎn)品氣去甲醇制烯烴反應(yīng)器I的流路并打開產(chǎn)品氣去烯烴分離單元2的流路，產(chǎn)品氣進(jìn)入烯烴分離單元2。
[0029]優(yōu)選地，甲醇制烯烴裝置還包括汽提塔7，如圖2所示，汽提塔7與急冷塔3的液相出口相連，汽提塔7上設(shè)有塔頂氣出口，塔頂氣出口與原料氣入口連通，且濃縮水出口與原料氣入口連通。通過汽提塔7可以脫出來自急冷塔3的急冷水中含氧有機(jī)物。
[0030]具有上述結(jié)構(gòu)的甲醇制烯烴裝置，通過急冷塔3上的液相出口將部分急冷水排入至汽提塔7，在汽提塔7中這股水被蒸發(fā)汽提，有機(jī)含氧化合物被分離出來，這部分有機(jī)含氧化合物攜帶部分的水，其經(jīng)過汽提塔7塔頂氣出口返回至甲醇制烯烴反應(yīng)器1，進(jìn)行進(jìn)一步的反應(yīng)；而汽提塔7塔底除去含氧化合物的水作為凈化水排出裝置或返回急冷塔3作為急冷水進(jìn)行循環(huán)利用。此外，水洗塔4也可以通過其液相出口與汽提塔7相連，利用汽提塔7脫出來自水洗塔4的水洗水中含氧有機(jī)物。為了進(jìn)一步節(jié)約水資源，優(yōu)選急冷塔3和水洗塔4塔底的急冷水與水洗水在界區(qū)外換熱降溫后經(jīng)由循環(huán)栗分別返回急冷塔3和水洗塔4。因此，利用上述裝置回收再利用了有機(jī)含氧化合物，提高了低碳烯烴的收率并降低了水處理裝置的負(fù)荷。
[0031]在本申請一種優(yōu)選的實施例中，上述甲醇制烯烴裝置還包括加熱爐8，如圖2所示，加熱爐8設(shè)置在產(chǎn)品氣返料管線2