一種列管式固定床甲醇制汽油工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及甲醇制汽油領(lǐng)域，具體涉及一種列管式固定床甲醇制汽油工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]甲醇制汽油(Methanol to Gasoline)技術(shù)以煤化工的大宗產(chǎn)品甲醇為原料，生產(chǎn)石油化工終端產(chǎn)品汽油，是世界范圍內(nèi)應(yīng)對未來石油資源短缺的關(guān)鍵技術(shù)。結(jié)合我國富煤少油的能源結(jié)構(gòu)以及煤化工行業(yè)快速發(fā)展的現(xiàn)狀，發(fā)展甲醇制汽油對適應(yīng)我國能源結(jié)構(gòu)、發(fā)展新型煤化工都具有重要意義。
[0003]自Mobil公司于上世紀(jì)開發(fā)成功甲醇制汽油工藝以來，甲醇制汽油技術(shù)發(fā)展出固定床、流化床等多種工藝技術(shù)。固定床甲醇制汽油技術(shù)采用數(shù)臺固定床反應(yīng)器并聯(lián)，其中一臺反應(yīng)器在線再生以解決甲醇制汽油反應(yīng)催化劑易結(jié)焦的問題，同時采用大量循環(huán)氣返回固定床反應(yīng)器的方式解決反應(yīng)放熱量大、床層溫度高的問題，循環(huán)比高達(dá)9?10:1。流化床甲醇制汽油技術(shù)采用傳熱性能較好的流化床進(jìn)行甲醇制汽油反應(yīng)，催化劑在反應(yīng)床層和再生器之間連續(xù)循環(huán)實(shí)現(xiàn)再生。
[0004]固定床技術(shù)采用高循環(huán)比控制反應(yīng)溫度，循環(huán)氣在冷卻、預(yù)熱、加壓循環(huán)過程中需要消耗大量的能量，反應(yīng)中放出的熱量也消耗在循環(huán)氣預(yù)熱過程中。流化床技術(shù)汽油產(chǎn)品中低碳產(chǎn)物含量高，汽油產(chǎn)率低于固定床技術(shù)。
[0005]本發(fā)明采用汽油產(chǎn)率較高的固定床甲醇制汽油技術(shù)，通過采用列管式固定床反應(yīng)器降低甲醇制汽油過程的能量損耗，提高能量利用率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種列管式固定床甲醇制汽油工藝，解決了傳統(tǒng)固定床甲醇制汽油技術(shù)能耗高、能量利用率低的問題。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種列管式固定床甲醇制汽油工藝，包括以下步驟:
[0008]a)原料甲醇或者粗甲醇經(jīng)過甲醇汽化器(I)氣化后，與來自循環(huán)氣壓縮機(jī)(10)的循環(huán)氣混合進(jìn)入第一原料預(yù)熱器(2)，出第一原料預(yù)熱器的原料氣進(jìn)入甲醇脫水反應(yīng)器
(3)發(fā)生脫水反應(yīng)，出甲醇脫水反應(yīng)器的原料氣進(jìn)入第二原料預(yù)熱器(4)，出第二原料預(yù)熱器的氣體進(jìn)入列管式固定床汽油反應(yīng)器(5)發(fā)生甲醇制汽油反應(yīng)；列管式固定床汽油反應(yīng)器(5)通過蒸汽發(fā)生器(6)和循環(huán)栗(7)將反應(yīng)產(chǎn)生的熱量移出反應(yīng)器，利用反應(yīng)熱副產(chǎn)蒸汽；
[0009]b)甲醇制汽油反應(yīng)的產(chǎn)物依次經(jīng)過第二原料氣預(yù)熱器(4)、第一原料氣預(yù)熱器
(2)后，經(jīng)終冷器(8)進(jìn)一步降溫后進(jìn)入汽油產(chǎn)品分離器(9);
[0010]c)產(chǎn)物在汽油產(chǎn)品分離器(9)中發(fā)生三相分離，少部分氣相產(chǎn)物作為燃料氣外送，大部分氣相產(chǎn)物進(jìn)入循環(huán)氣壓縮機(jī)(10)增壓后返回反應(yīng)系統(tǒng)；液相靜置后分為兩相:輕組分做為粗汽油產(chǎn)品送后續(xù)油品處理單元，重組分主要為反應(yīng)生成的水，送至廢水處理單元。
[0011]優(yōu)選地，列管式固定床反應(yīng)器為兩臺或多臺并聯(lián)，正常運(yùn)行時，至少一臺處于催化劑再生或者備用狀態(tài)，其余臺處于生產(chǎn)狀態(tài)，多臺列管式固定床反應(yīng)器公用一套蒸汽發(fā)生系統(tǒng)。
[0012]優(yōu)選地，原料甲醇與循環(huán)氣在第一原料預(yù)熱器中預(yù)熱至200?250°C，優(yōu)選200?2200C，壓力 1.5 ?3.4MPaG，優(yōu)選 2.0 ?2.3MPaG。
[0013]優(yōu)選地，通過調(diào)節(jié)循環(huán)氣量來控制原料甲醇脫水反應(yīng)器出口溫度，反應(yīng)器出口溫度控制在250?300 °C，循環(huán)氣與甲醇摩爾比控制在I?5: 1，優(yōu)選3.5。
[0014]優(yōu)選地，列管式固定床汽油反應(yīng)器的入口溫度為300?400°C，反應(yīng)器出口溫度通過調(diào)節(jié)蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的循環(huán)量進(jìn)行控制，反應(yīng)器出口溫度控制在350?450°C內(nèi)。
[0015]優(yōu)選地，汽油產(chǎn)品分離器操作溫度控制在40?60°C，壓力控制在1.2?2.8MPaG。
[0016]優(yōu)選地，蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包括蒸汽發(fā)生器、循環(huán)栗和連接管道，導(dǎo)熱介質(zhì)采用循環(huán)水、導(dǎo)熱油或者熔融鹽；一般地，導(dǎo)熱介質(zhì)為循環(huán)水時，相應(yīng)的蒸汽發(fā)生器為汽包。
[0017]本發(fā)明優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的主要特點(diǎn)為:
[0018]I)采用并聯(lián)列管式固定床反應(yīng)器，不僅使汽油反應(yīng)器的溫度可以控制，降低了循環(huán)氣的循環(huán)比，循環(huán)過程的能耗大為減少，同時循環(huán)氣循環(huán)中耗費(fèi)的反應(yīng)熱可以用來副產(chǎn)蒸汽，提高能量利用率。
[0019]2)兩臺或多臺反應(yīng)器可以共用一套蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，節(jié)省反應(yīng)器系統(tǒng)的投資。
[0020]3)甲醇脫水反應(yīng)器的溫度可以通過循環(huán)氣加入量進(jìn)行控制，由于甲醇脫水生成二甲醚的反應(yīng)為熱力學(xué)平衡反應(yīng)，溫度越低，反應(yīng)程度越高，放出的熱量越多，本發(fā)明控制甲醇脫水反應(yīng)器出口溫度在較低范圍，使甲醇脫水反應(yīng)進(jìn)行得更加完全，放出更多的熱量，減小汽油反應(yīng)器的移熱負(fù)荷。
[0021]4)利用甲醇脫水反應(yīng)器和汽油反應(yīng)器的溫度梯度，設(shè)置兩級原料預(yù)熱器，更好地利用反應(yīng)放出的熱量。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明列管式固定床甲醇制汽油的工藝流程示意圖。
[0023]圖中，甲醇汽化器(I)，第一原料預(yù)熱器(2)，甲醇脫水反應(yīng)器(3)，第二原料預(yù)熱器(4)，列管式固定床汽油反應(yīng)器(5)，蒸汽發(fā)生器￠)，循環(huán)栗(7)，終冷器(8)，汽油產(chǎn)品分離器(9)，循環(huán)氣壓縮機(jī)(10)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖對本
【發(fā)明內(nèi)容】
進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0025]如圖1所示，原料甲醇或者粗甲醇經(jīng)過甲醇?xì)饣?I)后，與來自循環(huán)氣壓縮機(jī)
(10)的循環(huán)氣混合進(jìn)入第一原料預(yù)熱器(2)，出第一原料預(yù)熱器的原料氣進(jìn)入甲醇脫水反應(yīng)器(3)發(fā)生脫水反應(yīng)，出甲醇脫水反應(yīng)器的原料氣進(jìn)入第二原料預(yù)熱器(4)，出第二原料預(yù)熱器的氣體進(jìn)入列管式固定床汽油反應(yīng)器(5)發(fā)生甲醇制汽油反應(yīng)。列管式固定床汽油反應(yīng)器(5)通過蒸汽發(fā)生器(6)和循環(huán)栗(7)將反應(yīng)產(chǎn)生的熱量移出反應(yīng)器，利用反應(yīng)熱副產(chǎn)蒸汽。
[0026]出列管式固定床汽油反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物依次經(jīng)過第二原料氣預(yù)熱器、第一原料氣預(yù)熱器后，經(jīng)終冷器(8)冷卻至40°C進(jìn)入汽油產(chǎn)品分離器(9)進(jìn)行三相分離。
[0027]汽油產(chǎn)品分離器(9)少部分氣相產(chǎn)物作為燃料氣外送，大部分氣相產(chǎn)物進(jìn)入循環(huán)氣壓縮機(jī)(10)增壓后返回反應(yīng)系統(tǒng)；液相靜置后分為兩相:輕組分做為粗汽油產(chǎn)品送后續(xù)油品處理單元，重組分主要為反應(yīng)生成的水，送至廢水處理單元。
[0028]甲醇和循環(huán)氣經(jīng)第一原料預(yù)熱器(2)預(yù)熱至200°C進(jìn)入甲醇脫水反應(yīng)器(3)，甲醇脫水反應(yīng)器的操作溫度為200?250°C，操作壓力2.3MPaG。甲醇脫水反應(yīng)的產(chǎn)物經(jīng)第二原料預(yù)熱器(4)預(yù)熱至350°C進(jìn)入汽油反應(yīng)器(9)，汽油反應(yīng)器操作溫度350?400°C，操作壓力2.2MPaG，循環(huán)氣的循環(huán)比為3.5，蒸汽系統(tǒng)副產(chǎn)2.5MPaG飽和蒸汽量為0.08?0.1噸/噸甲醇，與現(xiàn)有工藝比較，循環(huán)氣循環(huán)比大為減少，副產(chǎn)的熱量副產(chǎn)部分蒸汽，對反應(yīng)熱量進(jìn)行合理利用。
[0029]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明做任何限制，凡是根據(jù)發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種列管式固定床甲醇制汽油工藝，其特征在于包括以下步驟: a)原料甲醇或者粗甲醇經(jīng)過甲醇汽化器(I)氣化后，與來自循環(huán)氣壓縮機(jī)(10)的循環(huán)氣混合進(jìn)入第一原料預(yù)熱器(2)，出第一原料預(yù)熱器的原料氣進(jìn)入甲醇脫水反應(yīng)器(3)發(fā)生脫水反應(yīng)，出甲醇脫水反應(yīng)器的原料氣進(jìn)入第二原料預(yù)熱器(4)，出第二原料預(yù)熱器的氣體進(jìn)入列管式固定床汽油反應(yīng)器(5)發(fā)生甲醇制汽油反應(yīng)；列管式固定床汽油反應(yīng)器(5)通過蒸汽發(fā)生器(6)和循環(huán)栗(7)將反應(yīng)產(chǎn)生的熱量移出反應(yīng)器，利用反應(yīng)熱副產(chǎn)蒸汽； b)甲醇制汽油反應(yīng)的產(chǎn)物依次經(jīng)過第二原料氣預(yù)熱器(4)、第一原料氣預(yù)熱器(2)后，經(jīng)終冷器(8)進(jìn)一步降溫后進(jìn)入汽油產(chǎn)品分離器(9); c)產(chǎn)物在汽油產(chǎn)品分離器(9)中發(fā)生三相分離，少部分氣相產(chǎn)物作為燃料氣外送，大部分氣相產(chǎn)物進(jìn)入循環(huán)氣壓縮機(jī)(10)增壓后返回反應(yīng)系統(tǒng)；液相靜置后分為兩相:輕組分做為粗汽油產(chǎn)品送后續(xù)油品處理單元，重組分主要為反應(yīng)生成的水，送至廢水處理單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列管式固定床甲醇制汽油工藝，其特征在于:列管式固定床反應(yīng)器(5)為兩臺或多臺并聯(lián)，正常運(yùn)行時，至少一臺處于催化劑再生或者備用狀態(tài)，其余臺處于生產(chǎn)狀態(tài)，多臺列管式固定床反應(yīng)器(5)公用一套蒸汽發(fā)生系統(tǒng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列管式固定床甲醇制汽油工藝，其特征在于:原料甲醇與循環(huán)氣在第一原料預(yù)熱器(2)中預(yù)熱至200?250°C，優(yōu)選200?220°C，壓力1.5?3.4MPaG，優(yōu)選 2.0 ?2.3MPaGo4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列管式固定床甲醇制汽油工藝，其特征在于:通過調(diào)節(jié)循環(huán)氣量來控制原料甲醇脫水反應(yīng)器(3)出口溫度，反應(yīng)器出口溫度控制在250?300°C，循環(huán)氣與甲醇摩爾比控制在I?5:1，優(yōu)選3.5。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列管式固定床甲醇制汽油工藝，其特征在于:列管式固定床汽油反應(yīng)器(5)的入口溫度為300?400°C，反應(yīng)器出口溫度通過調(diào)節(jié)蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的循環(huán)量進(jìn)行控制，反應(yīng)器出口溫度控制在350?450 °C內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列管式固定床甲醇制汽油工藝，其特征在于:汽油產(chǎn)品分離器(9)操作溫度控制在40?60°C，壓力控制在1.2?2.8MPaG。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的列管式固定床甲醇制汽油工藝，其特征在于:蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包括蒸汽發(fā)生器出)、循環(huán)栗(7)和連接管道，導(dǎo)熱介質(zhì)采用循環(huán)水、導(dǎo)熱油或者熔融鹽；一般地，導(dǎo)熱介質(zhì)為循環(huán)水時，相應(yīng)的蒸汽發(fā)生器(6)為汽包。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種列管式固定床甲醇制汽油工藝，采用兩段法甲醇制汽油工藝，甲醇首先在固定床反應(yīng)器中發(fā)生脫水反應(yīng)，脫水后的原料進(jìn)入汽油反應(yīng)器生產(chǎn)汽油產(chǎn)品。本發(fā)明汽油反應(yīng)器采用并聯(lián)列管式固定床反應(yīng)器，使得汽油反應(yīng)器溫度易于控制，不僅降低了循環(huán)氣的循環(huán)量，而且將循環(huán)氣消耗的反應(yīng)熱轉(zhuǎn)化為蒸汽。通過調(diào)節(jié)循環(huán)氣的循環(huán)量調(diào)節(jié)甲醇脫水反應(yīng)的溫度，使得兩個反應(yīng)器間存在一定的溫度梯度，經(jīng)過換熱系統(tǒng)的合理設(shè)計，回收汽油合成反應(yīng)中放出的熱量，使得汽油合成反應(yīng)的放熱量得到合理的利用。
【IPC分類】C10G3/00
【公開號】CN105154128
【申請?zhí)枴緾N201510559571
【發(fā)明人】姜坤, 張翔, 黃壘, 王延安, 余濤
【申請人】華陸工程科技有限責(zé)任公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年9月6日