本發(fā)明涉及甲醇制烯烴領(lǐng)域，具體而言，涉及一種甲醇制烯烴的反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)：

甲醇制烯烴的特點(diǎn)是：反應(yīng)速度快、放熱量大、醇劑比低，反應(yīng)器要求嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間。如果溫度控制較差，則難以達(dá)到預(yù)期的烯烴選擇性和烯烴收率，從而直接影響著生產(chǎn)的平穩(wěn)性。

目前，甲醇制烯烴的工業(yè)生產(chǎn)中控制反應(yīng)器反應(yīng)溫度的方法主要有以下幾種方式：改變醇和劑的量(甲醇和催化劑)、不同的取熱設(shè)備、反應(yīng)器和換熱設(shè)備間的熱量交換等。

CN201110369437.9專利公開(kāi)了一種反應(yīng)取熱方法，是采用反應(yīng)器和再生器共用一個(gè)取熱器的方式來(lái)取走反應(yīng)器中剩余的熱量。然而，采用該種方式對(duì)于反應(yīng)器的熱量移除并不可靠，且取熱穩(wěn)定性較差，不可控制。CN201210423594.8專利公開(kāi)了一種反應(yīng)取熱方法，其是通過(guò)增加一組換熱設(shè)備，以更復(fù)雜的取熱方法來(lái)取走剩余的熱量。然而，該方法設(shè)備復(fù)雜，不適合工業(yè)中大規(guī)模應(yīng)用。CN201410146592.8專利公開(kāi)了一種甲醇制烯烴裝置反應(yīng)器超溫的控制方法，主要是利用降低或切斷原料負(fù)荷，并在反應(yīng)器設(shè)置冷卻水噴淋線。當(dāng)溫度超溫時(shí)，立即降低或切斷原料負(fù)荷，且啟動(dòng)冷卻水噴淋以達(dá)到控溫效果。它的方法雖然可以達(dá)到降溫的效果，但是缺點(diǎn)比較明顯，降低負(fù)荷難以維持生產(chǎn)的穩(wěn)定性，且反應(yīng)氣中帶人大量水蒸氣，加大了后續(xù)工藝的負(fù)荷。

基于此，有必要提供一種操作性較強(qiáng)、控溫較為可靠的甲醇制烯烴反應(yīng)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種甲醇制烯烴的反應(yīng)裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中甲醇制烯烴的反應(yīng)器控溫可靠性差、可操作性差的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種甲醇制烯烴的反應(yīng)裝置，包括反應(yīng)器，還包括：至少兩個(gè)取熱管，取熱管設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)部，每一個(gè)取熱管上均設(shè)置有取熱介質(zhì)進(jìn)口和取熱介質(zhì)出口；第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置；第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置；以及第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置；其中，每一個(gè)取熱介質(zhì)進(jìn)口分別可選擇性地與第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置、第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置或第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置相連通，第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置、第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置和第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置中的取熱介質(zhì)均不同。

進(jìn)一步地，第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置為氣相甲醇供應(yīng)裝置；第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置為液相甲醇供應(yīng)裝置；第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置為飽和水蒸氣供應(yīng)裝置。

進(jìn)一步地，反應(yīng)器包括反應(yīng)器密相層和反應(yīng)器稀相層，取熱管設(shè)置在反應(yīng)器密相層內(nèi)。

進(jìn)一步地，取熱管設(shè)置在距離反應(yīng)器密相層內(nèi)壁20～40cm處。

進(jìn)一步地，取熱管為三組，每一組取熱管中包括并列設(shè)置的2～12個(gè)。

進(jìn)一步地，三組取熱管等間隔設(shè)置在反應(yīng)器密相層中。

進(jìn)一步地，反應(yīng)裝置還包括：氣相甲醇排放管線；液相甲醇排放管線；以及飽和水蒸氣排放管線；其中，每一個(gè)取熱介質(zhì)出口分別可選擇地與氣相甲醇排放管線、液相甲醇排放管線或飽和水蒸氣排放管線相連通。

進(jìn)一步地，反應(yīng)裝置還包括甲醇原料供應(yīng)管線，反應(yīng)器上設(shè)置有氣相甲醇進(jìn)口和水蒸氣進(jìn)口，甲醇原料供應(yīng)管線與氣相甲醇進(jìn)口相連通，且甲醇原料供應(yīng)管線上設(shè)置有換熱器；其中，氣相甲醇排放管線與氣相甲醇進(jìn)口相連通；液相甲醇排放管線與甲醇原料供應(yīng)管線相連通；飽和水蒸氣排放管線與水蒸氣進(jìn)口相連通。

進(jìn)一步地，取熱管為蛇形管。

進(jìn)一步地，第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置的供應(yīng)管線上設(shè)置有第一流量控制閥；第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置的供應(yīng)管線上設(shè)置有第二流量控制閥；以及第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置的供應(yīng)管線上設(shè)置有第三流量控制閥。

應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，在反應(yīng)器的內(nèi)部設(shè)置了至少兩個(gè)取熱管，且每一個(gè)取熱管分別可選擇性地與第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置、第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置或第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置相連通。在實(shí)際操作過(guò)程中，上述設(shè)置方式能夠同時(shí)向不同取熱管中引入至少兩種不同類型的取熱介質(zhì)。相較于單一取熱介質(zhì)而言，不同取熱介質(zhì)的搭配使用能夠更可靠地對(duì)反應(yīng)器中的剩余熱量進(jìn)行移除，同時(shí)能夠有效降低取熱過(guò)程中的溫度波動(dòng)性，使溫度更加穩(wěn)定。此外，本發(fā)明提供的反應(yīng)裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，非常適合工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例中的甲醇制烯烴反應(yīng)裝置的示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例中的甲醇制烯烴反應(yīng)裝置中反應(yīng)器的示意圖。

其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記：

10、反應(yīng)器；20、取熱管；30、第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置；40、第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置；50、第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置；11、反應(yīng)器密相層；12、反應(yīng)器稀相層；101、氣相甲醇排放管線；102、液相甲醇排放管線；103、飽和水蒸氣排放管線。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

正如背景技術(shù)所描述的，現(xiàn)有技術(shù)中甲醇制烯烴的反應(yīng)器控溫可靠性差、可操作性差的問(wèn)題。為了解決這一問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種甲醇制烯烴的反應(yīng)裝置，如圖1和圖2所示，該反應(yīng)裝置包括反應(yīng)器10，還包括至少兩個(gè)取熱管20、第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置30、第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置40以及第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置50；取熱管20設(shè)置在反應(yīng)器10內(nèi)部，每一個(gè)取熱管20上均設(shè)置有取熱介質(zhì)進(jìn)口和取熱介質(zhì)出口；其中，每一個(gè)取熱介質(zhì)進(jìn)口分別可選擇性地與第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置30、第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置40或第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置50相連通；第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置30、第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置40和第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置50中的取熱介質(zhì)均不同。

本發(fā)明提供的上述反應(yīng)裝置，在反應(yīng)器10的內(nèi)部設(shè)置了至少兩個(gè)取熱管20，且每一個(gè)取熱管20分別可選擇性地與第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置30、第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置40或第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置50相連通。在實(shí)際操作過(guò)程中，上述設(shè)置方式能夠同時(shí)向不同取熱管20中引入至少兩種不同類型的取熱介質(zhì)。相較于單一取熱介質(zhì)而言，不同取熱介質(zhì)的搭配使用能夠更可靠地對(duì)反應(yīng)器10中的剩余熱量進(jìn)行移除，同時(shí)能夠有效降低取熱過(guò)程中的溫度波動(dòng)性，使溫度更加穩(wěn)定。此外，本發(fā)明提供的反應(yīng)裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，非常適合工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置30為氣相甲醇供應(yīng)裝置；第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置40為液相甲醇供應(yīng)裝置；第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置50為飽和水蒸氣供應(yīng)裝置。不同于單一取熱介質(zhì)依靠相變?nèi)?，本發(fā)明的反應(yīng)裝置中，以氣相甲醇、液相甲醇、飽和水蒸氣的相互切換和組合來(lái)取走反應(yīng)器10的剩余熱量，能夠使反應(yīng)器10中的溫度更加穩(wěn)定，甚至能夠?qū)囟染S持在一個(gè)點(diǎn)值。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，如圖2所示，反應(yīng)器10包括反應(yīng)器密相層11和反應(yīng)器稀相層12，取熱管20設(shè)置在反應(yīng)器密相層11內(nèi)。反應(yīng)器密相層是指是催化劑分布密度大的流化區(qū)，是指甲醇制烯烴反應(yīng)集中區(qū)，反應(yīng)激烈放出大量的熱，反應(yīng)器稀相層是指是催化劑的分布密度小的回收區(qū)，甲醇制烯烴反應(yīng)的尾部區(qū)，主要是分離催化劑。甲醇制烯烴的反應(yīng)主要發(fā)生是在反應(yīng)器密相層11中，將取熱管20設(shè)置在反應(yīng)器密相層11，能夠更有效地將反應(yīng)器密相層11中的多余熱量移除，從而進(jìn)一步避免多余熱量導(dǎo)致反應(yīng)器10內(nèi)溫度不穩(wěn)而影響生產(chǎn)。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，取熱管20設(shè)置在距離反應(yīng)器密相層11內(nèi)壁20～40cm處。將取熱管20如此設(shè)置，能夠更有效移除剩余熱量，使反應(yīng)器10內(nèi)部的溫度更加穩(wěn)定，從而進(jìn)一步保證生產(chǎn)質(zhì)量。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，取熱管20為三組，每一組取熱管20中包括并列設(shè)置的2～12個(gè)。更優(yōu)選地，三組組取熱管20等間隔設(shè)置在反應(yīng)器密相層11中。等間隔設(shè)置的方式有利于進(jìn)一步提高取熱的穩(wěn)定性和可操作性。在一種更優(yōu)選的實(shí)施方式中，在反應(yīng)器密相層11的圓柱體內(nèi)腔中，6個(gè)取熱管20分為三組，每組并排設(shè)置2個(gè)取熱管20。三組在同一徑向截面上每隔120℃的三個(gè)方向上分別排列。該種設(shè)置方式的取熱更為有效。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，取熱管20為蛇形管。蛇形管的換熱面積較大，取熱效果更佳。在實(shí)際操作過(guò)程中，取熱管20由管托支撐，取熱介質(zhì)從取熱管20的上方取熱介質(zhì)進(jìn)口進(jìn)入，從下方的取熱介質(zhì)出口排出。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置30的供應(yīng)管線上設(shè)置有第一流量控制閥；第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置40的供應(yīng)管線上設(shè)置有第二流量控制閥；以及第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置50的供應(yīng)管線上設(shè)置有第三流量控制閥。通過(guò)第一流量控制閥、第二流量控制閥及第三流量控制閥，能夠通過(guò)取熱介質(zhì)的流量流速控制，結(jié)合不同取熱介質(zhì)的相互切換組合，更有效地維持反應(yīng)器10的內(nèi)部溫度。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，反應(yīng)裝置還包括：氣相甲醇排放管線101；液相甲醇排放管線102；以及飽和水蒸氣排放管線103；其中，每一個(gè)取熱介質(zhì)出口分別可選擇地與氣相甲醇排放管線101、液相甲醇排放管線102或飽和水蒸氣排放管線103相連通。在實(shí)際操作過(guò)程中，可以根據(jù)不同取熱管20取熱介質(zhì)進(jìn)口的連接對(duì)象，選擇性地將各取熱介質(zhì)出口與氣相甲醇排放管線101、液相甲醇排放管線102或飽和水蒸氣排放管線103相連通，這也是本領(lǐng)域技術(shù)人員都應(yīng)理解的，在此不再贅述。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，反應(yīng)裝置還包括甲醇原料供應(yīng)管線，反應(yīng)器10上設(shè)置有氣相甲醇進(jìn)口和水蒸氣進(jìn)口，甲醇原料供應(yīng)管線與氣相甲醇進(jìn)口相連通，且甲醇原料供應(yīng)管線上設(shè)置有換熱器；其中，氣相甲醇排放管線101與氣相甲醇進(jìn)口相連通；液相甲醇排放管線102與甲醇原料供應(yīng)管線相連通；飽和水蒸氣排放管線103與水蒸氣進(jìn)口相連通。

在甲醇制烯烴的反應(yīng)過(guò)程中，氣相甲醇和水蒸氣均是反應(yīng)原料，且在實(shí)際操作過(guò)程中，氣相甲醇是通過(guò)液相甲醇經(jīng)換熱升溫形成的。因此，上述反應(yīng)裝置中將氣相甲醇排放管線101與氣相甲醇進(jìn)口相連通、液相甲醇排放管線102與甲醇原料供應(yīng)管線相連通、飽和水蒸氣排放管線103與水蒸氣進(jìn)口相連通，能夠使各取熱介質(zhì)充分利用，且使回收的熱量進(jìn)一步綠色循環(huán)使用。

實(shí)施例1

純度為95％的MTO級(jí)甲醇228噸進(jìn)入到反應(yīng)器，與49噸的催化劑接觸反應(yīng)，反應(yīng)器內(nèi)溫度為480℃，經(jīng)過(guò)切換取熱介質(zhì)，投用液相甲醇三組和飽和水蒸汽三組，可以將反應(yīng)器內(nèi)溫溫度控制為475℃。

從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果本發(fā)明提供的上述反應(yīng)裝置，能夠同時(shí)向不同取熱管中引入至少兩種不同類型的取熱介質(zhì)。不同取熱介質(zhì)的搭配使用能夠更可靠地對(duì)反應(yīng)器中的剩余熱量進(jìn)行移除，同時(shí)能夠有效降低取熱過(guò)程中的溫度波動(dòng)性，使溫度更加穩(wěn)定。此外，本發(fā)明提供的反應(yīng)裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，非常適合工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。