一種等溫法甲醇轉(zhuǎn)化制穩(wěn)定輕烴的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種等溫法甲醇轉(zhuǎn)化制穩(wěn)定輕烴的工藝，包括以下步驟：將經(jīng)過氣化過熱處理后的原料甲醇通入主反應(yīng)器中，進(jìn)入等溫反應(yīng)段，在等溫反應(yīng)段中，原料甲醇在烴化催化劑的作用下進(jìn)行烴化反應(yīng)，控制等溫反應(yīng)段的反應(yīng)溫度為300℃～450℃；以及對等溫反應(yīng)段出口物料進(jìn)行熱量回收和冷卻，對冷卻后的等溫反應(yīng)段出口物料進(jìn)行油、氣、水三相分離，其中，分離得到的油相為烴類混合物，分離得到的水相為工藝水，分離得到的氣相為干氣。本發(fā)明無需設(shè)置循環(huán)氣壓縮機(jī)和循環(huán)氣換熱器，具有工藝流程簡單、設(shè)備數(shù)量少、投資省、流程能耗低、產(chǎn)品收率高等特點(diǎn)。
【專利說明】
一種等溫法甲醇轉(zhuǎn)化制穩(wěn)定輕烴的工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及甲醇下游產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種等溫法甲醇轉(zhuǎn)化制穩(wěn)定輕經(jīng)的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]我國屬于石油資源嚴(yán)重短缺的國家，近年來隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，能源需求不斷增加，石油進(jìn)口依存度逐年增大。而我國煤炭儲量十分豐富，由此決定了我國必須大力發(fā)展以煤炭清潔轉(zhuǎn)化利用為特征的煤炭能源化工技術(shù)。目前煤炭轉(zhuǎn)化較為成熟的工藝之一是甲醇合成，也正因如此，我國甲醇生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，已逐漸形成甲醇產(chǎn)能過剩而其他的煤化工路線又難以為繼的局面，因此，大力發(fā)展甲醇下游技術(shù)，利用合成氣生產(chǎn)甲醇、甲醇再催化轉(zhuǎn)化生產(chǎn)大宗能源產(chǎn)品已成為我國發(fā)展能源化工的重要發(fā)展方向。
[0003]甲醇轉(zhuǎn)化制穩(wěn)定輕烴技術(shù)是Mobil公司于上世紀(jì)70年代開發(fā)的甲醇利用工藝路線。該技術(shù)是利用ZSM-5型合成沸石催化劑將甲醇脫水轉(zhuǎn)化為主要成分集中在C5?C1Q之間的烴類混合物，從而生產(chǎn)高辛烷值汽油的方法。
[0004]甲醇轉(zhuǎn)化制取穩(wěn)定輕烴的反應(yīng)屬于強(qiáng)放熱反應(yīng)，在400°C下，每轉(zhuǎn)化Ikg甲醇釋放的反應(yīng)熱為1.74MJ，在沒有換熱及稀釋物的條件下絕熱溫升超過600°C。因此必須采用適當(dāng)?shù)墓に噷⒎磻?yīng)釋放的大量熱量移出反應(yīng)器，使反應(yīng)器溫度得以控制。
[0005]美國專利US3931349公開了Mobil公司兩步法甲醇合成汽油工藝。該工藝第一步為甲醇脫水生成二甲醚，第二步為二甲醚和未反應(yīng)的甲醇在反應(yīng)器內(nèi)通過ZSM-5分子篩催化劑轉(zhuǎn)化為烴類混合物。該工藝采用干氣循環(huán)降低絕熱溫升的方法，以實現(xiàn)對反應(yīng)過程的溫度控制，為將絕熱溫升控制在120°C以內(nèi)，循環(huán)干氣與甲醇蒸汽的體積比至少在5以上。該方法過程復(fù)雜、循環(huán)能耗高，生產(chǎn)成本高。
[0006]中國專利ZL200610048298.9公布了一種甲醇一步法制取烴類產(chǎn)品的工藝，該專利采用將原料甲醇引入固定床絕熱反應(yīng)器，一步法合成汽油產(chǎn)品，省略了甲醇制取二甲醚步驟，流程簡單。但甲醇在轉(zhuǎn)化過程中放出的熱量更多，需要大量的循環(huán)氣體帶走反應(yīng)熱量，該專利要求的循環(huán)物料與甲醇原料的質(zhì)量比為10-20，循環(huán)能耗高、循環(huán)壓縮機(jī)造價貴。
[0007]再有，中國專利CN 105419849A針對上述工藝中存在的循環(huán)氣量大、循環(huán)設(shè)備投資高等缺點(diǎn)，提供了一種節(jié)能型甲醇轉(zhuǎn)化制汽油的工藝。該專利在MTG合成反應(yīng)器前面設(shè)置了兩級預(yù)反應(yīng)器，將氣化過熱后的甲醇在第一預(yù)反應(yīng)器進(jìn)行預(yù)反應(yīng)，在第二預(yù)反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，第二預(yù)反應(yīng)器的反應(yīng)出氣口與來自循環(huán)氣壓縮機(jī)的循環(huán)氣混合后自頂部進(jìn)入合成油反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)。該專利雖然在一定程度上克服了前述兩步法和一步法MTG工藝中存在的循環(huán)氣量大、循環(huán)設(shè)備投資高的缺陷，降低了能耗和生產(chǎn)成本，但是該專利的生產(chǎn)工藝仍然無法避免使用循環(huán)氣壓縮機(jī)，并且循環(huán)氣與第二預(yù)反應(yīng)器的出氣口的質(zhì)量比為2-4，其并沒有完全消除在循環(huán)氣壓縮機(jī)上的投入。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種等溫法甲醇轉(zhuǎn)化制穩(wěn)定輕烴的工藝，其無需設(shè)置循環(huán)氣壓縮機(jī)和循環(huán)氣換熱器，具有工藝流程簡單、設(shè)備數(shù)量少、投資省、流程能耗低、產(chǎn)品收率尚等優(yōu)點(diǎn)。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明特采用以下技術(shù)方案:
[0010]—種等溫法甲醇轉(zhuǎn)化制穩(wěn)定輕烴的工藝，其包括以下步驟:
[0011]將經(jīng)過氣化、過熱處理后的原料甲醇通入主反應(yīng)器中，進(jìn)入等溫反應(yīng)段，在等溫反應(yīng)段中，原料甲醇在烴化催化劑的作用下進(jìn)行烴化反應(yīng)，控制等溫反應(yīng)階段的反應(yīng)溫度為300°(:?450°(:;以及
[0012]對等溫反應(yīng)段出口物料進(jìn)行熱量回收和冷卻，對冷卻后的等溫反應(yīng)段出口物料進(jìn)行油、氣、水三相分離，其中，分離得到的油相為烴類混合物，分離得到的水相為工藝水，分離得到的氣相為干氣。
[0013]本發(fā)明的有益技術(shù)效果:
[0014](I)工藝流程簡潔、投資省，現(xiàn)有的甲醇轉(zhuǎn)化制穩(wěn)定輕烴的裝置中，大部分均采用三相分離器分離的氣相作為循環(huán)氣，控制烴化反應(yīng)溫度，本發(fā)明采用等溫合成技術(shù)，無需設(shè)置循環(huán)氣壓縮機(jī)和循環(huán)氣換熱器，流程簡單，設(shè)備數(shù)量少，投資省。
[0015](2)流程能耗低，現(xiàn)有裝置采用大量的循環(huán)氣帶走烴化反應(yīng)的熱量，循環(huán)氣的加熱和冷卻對系統(tǒng)蒸汽和循環(huán)冷卻水的需求量大。本發(fā)明通過設(shè)置預(yù)反應(yīng)段，對烴化反應(yīng)前的原料進(jìn)行預(yù)反應(yīng)預(yù)熱，降低甲醇過熱所需的熱量;通過等溫合成技術(shù)替代循環(huán)氣的方式，系統(tǒng)無需消耗蒸汽，并副產(chǎn)高壓蒸汽，同時也降低了循環(huán)冷卻水消耗量(循環(huán)冷卻水消耗量為現(xiàn)有裝置的10%?50%)，運(yùn)行能耗低。
[0016](3)產(chǎn)品收率高，目前大部分甲醇制穩(wěn)定輕烴裝置中，原料進(jìn)出烴化反應(yīng)器的溫升為70°C?120°C，反應(yīng)器內(nèi)溫度分布區(qū)間廣，產(chǎn)物分布廣(Cl?C4組分含量偏高)，本發(fā)明米用等溫合成技術(shù)，反應(yīng)選擇性高，產(chǎn)品選擇性可達(dá)到95 %，遠(yuǎn)大于現(xiàn)有裝置的80 %。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
[0018]圖1為本發(fā)明實施例1的甲醇轉(zhuǎn)化制穩(wěn)定輕烴的工藝原理圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實施例2的甲醇轉(zhuǎn)化制穩(wěn)定輕烴的工藝原理圖；
[0020]圖3為本發(fā)明實施例3的甲醇轉(zhuǎn)化制穩(wěn)定輕烴的工藝原理圖。
[0021]附圖標(biāo)記列表:
[0022]甲醇?xì)饣^熱器110;等溫反應(yīng)器120;蒸汽發(fā)生器130;冷卻器140;油氣水分離器150 ；汽包160 ；原料甲醇Ml I;過熱甲醇Ml2;出口物料Ml3; —級熱回收物料M14; 二級熱回收物料M15;冷卻物料M16;油相M17;氣相M18 ；水相M19;高壓冷卻水SI I ；水汽混合物S12;飽和水S13;高壓蒸汽S14;冷循環(huán)水S15;熱循環(huán)水S16;
[0023]甲醇?xì)饣?10;甲醇過熱器220;絕熱預(yù)反應(yīng)器230;等溫反應(yīng)器240;蒸汽發(fā)生器250 ；冷卻器260 ；油氣水分離器270 ；原料甲醇M21 ；過熱甲醇M22 ；預(yù)反應(yīng)物料M23 ；出口物料M24; 一級熱回收物料M25; 二級熱回收物料M26;冷卻物料M27;油相M28;氣相M29;水相M30;飽和水S23 ；高壓蒸汽S24 ；冷循環(huán)水S25 ；熱循環(huán)水S26 ；低溫導(dǎo)熱油S27 ；高溫導(dǎo)熱油S28 ；
[0024]甲醇?xì)饣^熱器310;等溫預(yù)反應(yīng)器320;等溫主反應(yīng)器330;蒸汽發(fā)生器340;冷卻器350 ；油氣水分離器360 ；原料甲醇M31 ；過熱甲醇M32 ；預(yù)反應(yīng)物料M33 ；出口物料M34 ； 一級熱回收物料M35 ; 二級熱回收物料M36;冷卻物料M37 ;油相M38 ;氣相M39 ;水相M40;飽和水S33;高壓蒸汽S34;冷循環(huán)水S35;熱循環(huán)水S36;主反應(yīng)段低溫導(dǎo)熱油S37;主反應(yīng)段高溫導(dǎo)熱油S38;預(yù)反應(yīng)段低溫導(dǎo)熱油S39;預(yù)反應(yīng)段高溫導(dǎo)熱油S40。
【具體實施方式】
[0025]下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的實施方案進(jìn)行詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0026]應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。
[0027]在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，還可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0028]本發(fā)明的工作原理是:本發(fā)明通過等溫合成技術(shù)使原料甲醇在等溫條件下進(jìn)行烴化反應(yīng)，在反應(yīng)過程中，通過向主反應(yīng)器內(nèi)的冷卻介質(zhì)側(cè)通入冷卻介質(zhì)將反應(yīng)放出的熱量不斷帶走，從而將反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)溫度控制在一個較小的溫度范圍內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)采用大量循環(huán)氣帶走反應(yīng)熱的工藝相比，本發(fā)明無需設(shè)置循環(huán)氣壓縮機(jī)和循環(huán)氣加熱器，流程簡單，投資省，同時避免了因循環(huán)氣的加熱和冷卻對系統(tǒng)蒸汽和循環(huán)冷卻水的大量需求，大幅降低了系統(tǒng)能耗，此外，通過等溫合成技術(shù)，提高了反應(yīng)選擇性，產(chǎn)品收率高于現(xiàn)有工藝。為了進(jìn)一步提高反應(yīng)效果，本發(fā)明將反應(yīng)過程進(jìn)一步劃分成兩個反應(yīng)階段，又可分為兩種情形:第一種情形，即在原料甲醇過熱處理之后、等溫反應(yīng)段之前設(shè)置絕熱預(yù)反應(yīng)段，通過設(shè)置絕熱預(yù)反應(yīng)器或者在主反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置絕熱預(yù)反應(yīng)室，對等溫反應(yīng)前的原料甲醇進(jìn)行預(yù)反應(yīng)預(yù)熱，使得原料甲醇經(jīng)過絕熱預(yù)反應(yīng)之后因預(yù)反應(yīng)放熱而自然升溫至進(jìn)入等溫反應(yīng)段所需的溫度，減少了原料甲醇過熱處理所需的熱量。第二種情形，即將等溫反應(yīng)段劃分為等溫預(yù)反應(yīng)段和等溫主反應(yīng)段，在等溫預(yù)反應(yīng)段中，原料甲醇在預(yù)反應(yīng)催化劑作用下進(jìn)行脫水預(yù)反應(yīng)，再進(jìn)入等溫主反應(yīng)段中，在烴化催化劑作用下，進(jìn)一步脫水生成烴類混合物，由于甲醇脫水反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，通過設(shè)置等溫預(yù)反應(yīng)段對原料甲醇進(jìn)行預(yù)反應(yīng)脫水，有效降低等溫主反應(yīng)段的熱負(fù)荷，使得等溫反應(yīng)過程的反應(yīng)溫度更易于控制。
[0029]本發(fā)明的等溫法甲醇轉(zhuǎn)化制穩(wěn)定輕烴的工藝包括以下步驟:
[0030]步驟1:將經(jīng)過氣化、過熱處理后的原料甲醇通入主反應(yīng)器中，進(jìn)入等溫反應(yīng)段，在等溫反應(yīng)段中，原料甲醇在烴化催化劑的作用下進(jìn)行烴化反應(yīng)，控制等溫反應(yīng)段的反應(yīng)溫度為300°C?450°C。具體為:
[0031]將甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%?100 %的原料甲醇經(jīng)氣化、過熱處理后，液態(tài)的原料甲醇被氣化并被加熱至200°C?40(TC，然后通入主反應(yīng)器中，進(jìn)入等溫反應(yīng)段。根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，氣化和過熱過程可以在一個或多個換熱裝置中完成。根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，在步驟I中的主反應(yīng)器為等溫反應(yīng)器。等溫反應(yīng)器可采用繞管式反應(yīng)器或列管式反應(yīng)器。
[0032]經(jīng)過氣化、過熱處理后的原料甲醇通入至進(jìn)氣口壓力為0.1MPa?4.0MPa、反應(yīng)溫度為300°C?450°C的主反應(yīng)器中并且在烴化催化劑的作用下進(jìn)行烴化反應(yīng)。并且，通過向主反應(yīng)器內(nèi)的冷卻介質(zhì)側(cè)通入冷卻介質(zhì)，帶走反應(yīng)放出的熱量。其中，冷卻介質(zhì)為水、導(dǎo)熱油、熔鹽中的一種。
[0033]在本發(fā)明一個較佳的實施例中，本發(fā)明還包括在原料甲醇過熱處理和等溫反應(yīng)段之間進(jìn)行的絕熱預(yù)反應(yīng)段。在絕熱預(yù)反應(yīng)段中，原料甲醇在預(yù)反應(yīng)催化劑的作用下進(jìn)行預(yù)反應(yīng)，控制絕熱預(yù)反應(yīng)段的進(jìn)口溫度為200°C?3500C，通過絕熱預(yù)反應(yīng)放出的熱量預(yù)熱原料甲醇，使預(yù)反應(yīng)段出口溫度達(dá)到300?450°C。其中，預(yù)反應(yīng)催化劑為醚化催化劑或烴化催化劑。
[0034]在本發(fā)明另一個較佳的實施例中，等溫反應(yīng)段進(jìn)一步包括依次進(jìn)行的等溫預(yù)反應(yīng)段和等溫主反應(yīng)段。在等溫預(yù)反應(yīng)段，原料甲醇在預(yù)反應(yīng)催化劑作用下進(jìn)行脫水預(yù)反應(yīng)，再進(jìn)入等溫主反應(yīng)段，在烴化催化劑作用下，進(jìn)一步脫水生成烴類混合物。并且控制等溫預(yù)反應(yīng)段的反應(yīng)溫度為200°C?400°C，控制等溫主反應(yīng)段的反應(yīng)溫度為300°C?450°C。同樣的，預(yù)反應(yīng)催化劑為醚化催化劑或烴化催化劑。當(dāng)?shù)葴仡A(yù)反應(yīng)段的預(yù)反應(yīng)催化劑為烴化催化劑時，等溫預(yù)反應(yīng)段的反應(yīng)溫度低于等溫主反應(yīng)段的反應(yīng)溫度。
[0035]步驟2:對等溫反應(yīng)段出口物料進(jìn)行熱量回收和冷卻，對冷卻后的等溫反應(yīng)段出口物料進(jìn)行油、氣、水三相分離，其中，分離得到的油相為烴類混合物。
[0036]在本發(fā)明較佳的實施例中，對等溫反應(yīng)段出口物料進(jìn)行熱量回收和冷卻包括以下步驟:等溫反應(yīng)段出口物料的熱量，先用于副產(chǎn)蒸汽，再用于為原料甲醇的氣化、過熱處理提供熱量，再經(jīng)冷卻系統(tǒng)進(jìn)一步冷卻至5°C?600C。冷卻后的物料進(jìn)入分離器中進(jìn)行油、氣、水三相分離，其中分離得到的油相為烴類混合物，經(jīng)下游輕烴穩(wěn)定裝置簡單處理后即可得到穩(wěn)定輕烴產(chǎn)品，分離得到的水相作為工藝水輸出裝置，分離得到的氣相作為干氣輸出裝置。
[0037]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0038]實施例1
[0039]參見圖1，甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的原料甲醇Mll在甲醇?xì)饣^熱器110中經(jīng)氣化、過熱后，溫度升高至320°C，然后通入進(jìn)氣口壓力為0.3MPa的等溫反應(yīng)器120中。該等溫反應(yīng)器120為繞管式反應(yīng)器。
[0040]在等溫反應(yīng)器120內(nèi)，過熱甲醇M12在烴化催化劑的作用下進(jìn)行脫水烴化反應(yīng)。同時，向等溫反應(yīng)器120內(nèi)的冷卻介質(zhì)側(cè)通入高壓冷卻水Sll，通過高壓冷卻水SI I的氣化帶走烴化反應(yīng)放出的熱量，使得等溫反應(yīng)器120內(nèi)的反應(yīng)溫度始終保持在350°C?380°C范圍內(nèi)。從等溫反應(yīng)器120內(nèi)冷卻介質(zhì)側(cè)引出的水汽混合物S12進(jìn)入到汽包160進(jìn)行氣液分離，氣相為高壓蒸汽，液相為飽和水，其中，飽和水回流至等溫反應(yīng)器120繼續(xù)吸熱。
[0041]等溫反應(yīng)器120的出口物料M13進(jìn)入熱量回收系統(tǒng)，具體實施途徑為:等溫反應(yīng)器120的出口物料M13先經(jīng)蒸汽發(fā)生器130回收熱量后，獲得一級熱回收物料M14，再進(jìn)入甲醇?xì)饣^熱器110與原料甲醇Ml I進(jìn)行換熱，將原料甲醇Ml I加熱至320 °C，經(jīng)熱量回收后的二級熱回收物料M15的溫度降低至90°C。二級熱回收物料M15再進(jìn)入冷卻器140中進(jìn)一步冷卻至40°C，獲得冷卻物料M16。其中，蒸汽發(fā)生器130的蒸汽側(cè)進(jìn)口通入飽和水S13，蒸汽發(fā)生器130的蒸汽側(cè)出口為高壓蒸汽S14;冷卻器140的水側(cè)進(jìn)口通入來自循環(huán)水系統(tǒng)的冷循環(huán)水S15，冷卻器140的水側(cè)出口為熱循環(huán)水S16，進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)。
[0042]經(jīng)熱量回收和冷卻后的冷卻物料M16進(jìn)入油氣水分離器150中進(jìn)行油、氣、水三相分離，其中，分離得到的油相M17為C3?Ciq的烴類混合物，經(jīng)下游輕烴穩(wěn)定系統(tǒng)簡單處理后，即可得到穩(wěn)定輕烴產(chǎn)品(主要成分為C5?C1Q)。同時，經(jīng)油氣水分離器150分離得到的氣相M18為干氣(主要成分為C1-C2)，作為燃料氣輸出裝置;分離得到的水相M19為工藝水，輸出
目.ο
[0043]本實施例中，甲醇轉(zhuǎn)化率為100%，獲得的穩(wěn)定輕烴產(chǎn)品選擇性為92%，產(chǎn)品選擇性高于現(xiàn)有裝置的80%。本實施例與現(xiàn)有裝置采用大量循環(huán)氣帶走反應(yīng)熱相比，減少了循環(huán)氣壓縮機(jī)、循環(huán)氣換熱器等設(shè)備，設(shè)備投資節(jié)省30%?50%。同時，現(xiàn)有裝置中，單位產(chǎn)品的蒸汽消耗量為0.6t蒸汽/t產(chǎn)品，本實施例不但無蒸汽消耗，還可以副產(chǎn)高壓蒸汽2.0t蒸汽/t產(chǎn)品，經(jīng)濟(jì)性高于現(xiàn)有裝置。
[0044]實施例2
[0045]參見圖2，甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的原料甲醇M21在依次經(jīng)甲醇?xì)饣?10和甲醇過熱器220中進(jìn)行氣化和過熱處理后，液態(tài)的原料甲醇M21被氣化并被加熱至280°C。
[0046]將經(jīng)氣化、過熱處理后的過熱甲醇M22通入至絕熱預(yù)反應(yīng)器230中，并且在預(yù)反應(yīng)催化劑的作用下進(jìn)行絕熱預(yù)反應(yīng)。本實施例中，預(yù)反應(yīng)催化劑為醚化催化劑，經(jīng)絕熱預(yù)反應(yīng)后的預(yù)反應(yīng)物料M23溫度升高至380°C，然后通入至進(jìn)氣口壓力為2.0MPa的等溫反應(yīng)器240中，并且在烴化催化劑的作用下進(jìn)行烴化反應(yīng)。同時，向等溫反應(yīng)器240內(nèi)的冷卻介質(zhì)側(cè)通入低溫導(dǎo)熱油S27，通過導(dǎo)熱油帶走烴化反應(yīng)放出的熱量，使得等溫反應(yīng)器240內(nèi)的反應(yīng)溫度始終保持在380?410°C的范圍內(nèi)。出等溫反應(yīng)器240冷卻介質(zhì)側(cè)的高溫導(dǎo)熱油S28進(jìn)入到導(dǎo)熱油冷卻系統(tǒng)，回收其熱量用于副產(chǎn)高壓蒸汽。
[0047]等溫反應(yīng)器240的出口物料M24進(jìn)入熱量回收系統(tǒng)，具體實施途徑為:等溫反應(yīng)器240的出口物料M24先經(jīng)蒸汽發(fā)生器250回收熱量后，獲得一級熱回收物料M25，再依次進(jìn)入甲醇過熱器220和甲醇?xì)饣?10，與原料甲醇M21進(jìn)行換熱，將原料甲醇M21加熱至280°C。經(jīng)熱量回收后的二級熱回收物料M26溫度降低至70°C，再進(jìn)入冷卻器260中進(jìn)一步冷卻至400C后，獲得冷卻物料M27，進(jìn)入油氣水分離器270。
[0048]經(jīng)熱量回收和冷卻后的冷卻物料M27進(jìn)入油氣水分離器270中進(jìn)行油、氣、水三相分離，其中，分離得到的油相M28為C3?Ciq的烴類混合物，經(jīng)下游輕烴穩(wěn)定系統(tǒng)簡單處理后，即可得到穩(wěn)定輕烴產(chǎn)品(主要成分為C5?C1Q)。同時，經(jīng)油氣水分離器270分離得到的氣相M29為干氣(主要成分為C1-C2)，作為燃料氣輸出裝置;分離得到的水相M30為工藝水，輸出
目.ο
[0049]本實施例中，甲醇轉(zhuǎn)化率為100%，獲得的穩(wěn)定輕烴產(chǎn)品選擇性為90%，產(chǎn)品選擇性高于現(xiàn)有裝置的80%。同時，本實施例中通過設(shè)置絕熱預(yù)反應(yīng)段，利用絕熱預(yù)反應(yīng)放出的熱量對原料甲醇進(jìn)行加熱，有效降低原料甲醇在過熱處理時需要的熱量，從而使得反應(yīng)出口物料中的熱量大部分用于副產(chǎn)蒸汽，提高蒸汽產(chǎn)量。本實施例中，單位產(chǎn)品副產(chǎn)蒸汽量為2.6七蒸汽八產(chǎn)品。
[0050] 實施例3
[0051 ] 參見圖3，將甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95 %的原料甲醇M31在甲醇?xì)饣^熱器310中進(jìn)行氣化、過熱處理，液態(tài)的原料甲醇M31被氣化并被加熱至320 0C。
[0052]將經(jīng)過氣化、過熱處理后的過熱甲醇M32通入至等溫預(yù)反應(yīng)器320中，在預(yù)反應(yīng)催化劑作用下進(jìn)行等溫預(yù)反應(yīng)。等溫預(yù)反應(yīng)器320的冷卻介質(zhì)側(cè)通入預(yù)反應(yīng)段低溫導(dǎo)熱油S39，通過導(dǎo)熱油帶走預(yù)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，控制等溫預(yù)反應(yīng)器320內(nèi)的反應(yīng)溫度在350?360°C范圍內(nèi)，本實施例中預(yù)反應(yīng)催化劑為醚化催化劑。經(jīng)過等溫預(yù)反應(yīng)后的預(yù)反應(yīng)物料M33進(jìn)入等溫主反應(yīng)器330中，并且在烴化催化劑的作用下進(jìn)行烴化反應(yīng)。同時，向等溫主反應(yīng)器330內(nèi)的冷卻介質(zhì)側(cè)通入主反應(yīng)段低溫導(dǎo)熱油S37，通過導(dǎo)熱油帶走烴化反應(yīng)放出的熱量，使得等溫主反應(yīng)器330內(nèi)的反應(yīng)溫度始終保持在370?380°C的范圍內(nèi)。出等溫預(yù)反應(yīng)器320和等溫主反應(yīng)器330冷卻介質(zhì)側(cè)的預(yù)反應(yīng)段高溫導(dǎo)熱油S39和主反應(yīng)段高溫導(dǎo)熱油S38進(jìn)入到導(dǎo)熱油冷卻系統(tǒng)中，回收其熱量用于副產(chǎn)高壓蒸汽。
[0053]等溫主反應(yīng)器330的出口物料M34進(jìn)入熱量回收系統(tǒng)，具體實施途徑為:等溫主反應(yīng)器330的出口物料M34先經(jīng)蒸汽發(fā)生器340回收熱量后，獲得一級熱回收物料M35，再進(jìn)入甲醇?xì)饣^熱器310，與原料甲醇M31進(jìn)行換熱，將原料甲醇M31加熱至320°C。經(jīng)熱量回收后的二級熱回收物料M36的溫度降低至70°C，再進(jìn)入冷卻器350中進(jìn)一步冷卻至50°C后，進(jìn)入油氣水分離器360。
[0054]經(jīng)熱量回收和冷卻后的冷卻物料M37進(jìn)入油氣水分離器360中進(jìn)行油、氣、水三相分離，其中，分離得到的油相M38為C3?Ciq的烴類混合物，經(jīng)下游輕烴穩(wěn)定系統(tǒng)簡單處理后，即可得到穩(wěn)定輕烴產(chǎn)品(主要成分為C5?C1Q)。同時，經(jīng)油氣水分離器360分離得到的氣相M39為干氣(主要成分為C1-C2)，作為燃料氣輸出裝置;分離得到的水相M40為工藝水，輸出
目.ο
[0055]本實施例中，甲醇轉(zhuǎn)化率為100%，獲得的穩(wěn)定輕烴產(chǎn)品選擇性為95%，產(chǎn)品選擇性高于現(xiàn)有裝置的80 %。同時，本實施例中通過設(shè)置等溫預(yù)反應(yīng)段，利用預(yù)反應(yīng)催化劑作用下進(jìn)行的脫水預(yù)反應(yīng)，降低等溫反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)熱負(fù)荷，使得等溫反應(yīng)器內(nèi)的溫度控制更為準(zhǔn)確，從而提尚反應(yīng)廣品選擇性。
[0056]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，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)。
【主權(quán)項】
1.一種等溫法甲醇轉(zhuǎn)化制穩(wěn)定輕烴的工藝，其特征在于，所述工藝包括以下步驟: 將經(jīng)過氣化、過熱處理后的原料甲醇通入主反應(yīng)器中，進(jìn)入等溫反應(yīng)段，在所述等溫反應(yīng)段中，所述原料甲醇在烴化催化劑的作用下進(jìn)行烴化反應(yīng)，控制所述等溫反應(yīng)段的反應(yīng)溫度為300°C?450°C;以及 對所述等溫反應(yīng)段出口物料進(jìn)行熱量回收和冷卻，對冷卻后的所述等溫反應(yīng)段出口物料進(jìn)行油、氣、水三相分離，其中，分離得到的油相為烴類混合物，分離得到的水相為工藝水，分離得到的氣相為干氣。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等溫法甲醇轉(zhuǎn)化制穩(wěn)定輕烴的工藝，其特征在于，所述工藝還包括在所述過熱處理和所述等溫反應(yīng)段之間進(jìn)行的絕熱預(yù)反應(yīng)段，在所述絕熱預(yù)反應(yīng)段中，所述原料甲醇在預(yù)反應(yīng)催化劑的作用下進(jìn)行預(yù)反應(yīng)，控制所述絕熱預(yù)反應(yīng)段的進(jìn)口溫度為 200°C ?350°C。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等溫法甲醇轉(zhuǎn)化制穩(wěn)定輕烴的工藝，其特征在于，所述等溫反應(yīng)段包括依次進(jìn)行的等溫預(yù)反應(yīng)段和等溫主反應(yīng)段，所述原料甲醇先在所述等溫預(yù)反應(yīng)段內(nèi)的預(yù)反應(yīng)催化劑的作用下進(jìn)行預(yù)反應(yīng)后，再進(jìn)入所述的等溫主反應(yīng)段，并且控制所述等溫預(yù)反應(yīng)段的反應(yīng)溫度為200°C?400°C，控制所述等溫主反應(yīng)階段的反應(yīng)溫度為300°C?450。。。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等溫法甲醇轉(zhuǎn)化制穩(wěn)定輕烴的工藝，其特征在于，所述原料甲醇經(jīng)過所述過熱處理后被加熱至200°C?400°C。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等溫法甲醇轉(zhuǎn)化制穩(wěn)定輕烴的工藝，其特征在于，在所述等溫反應(yīng)段，所述主反應(yīng)器的進(jìn)口壓力為0.1MPa?4.0MPa。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等溫法甲醇轉(zhuǎn)化制穩(wěn)定輕烴的工藝，其特征在于，所述主反應(yīng)器內(nèi)包含催化劑床層側(cè)和冷卻介質(zhì)側(cè)，在所述主反應(yīng)器內(nèi)的冷卻介質(zhì)側(cè)通入冷卻介質(zhì)，以帶走反應(yīng)放出的熱量。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的等溫法甲醇轉(zhuǎn)化制穩(wěn)定輕烴的工藝，其特征在于，所述冷卻介質(zhì)為水、導(dǎo)熱油、熔鹽中的一種。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等溫法甲醇轉(zhuǎn)化制穩(wěn)定輕烴的工藝，其特征在于，對所述等溫反應(yīng)段出口物料進(jìn)行熱量回收和冷卻的方法為:等溫反應(yīng)段出口物料的熱量先用于副產(chǎn)蒸汽，再用于為原料甲醇的氣化、過熱處理提供熱量，再經(jīng)冷卻系統(tǒng)進(jìn)一步冷卻至5°C?60°C。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等溫法甲醇轉(zhuǎn)化制穩(wěn)定輕烴的工藝，其特征在于，所述原料甲醇中的甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60 %?100 %。
【文檔編號】C10G3/00GK106010626SQ201610534278
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月8日
【發(fā)明人】張驚濤, 陳小林
【申請人】成都賽普瑞興科技有限公司