[發明專利]MTP工藝中脫除、循環利用DME的方法及系統

有效

• 申請號: 201410194150.0
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN103992201A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 王勇;姜南;李玉鑫;路聿軒;王峰;曹媛維;曹新波;張霄航;郭克倫;于震坤;劉曉波;石海濤
• 申請（專利權）人: 中國寰球工程公司
• 主分類號: C07C11/06
• 分類號: C07C11/06;C07C1/20;C07C43/04;C07C41/09
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;丁金玲

技術領域

本發明涉及一種甲醇制丙烯(MTP)工藝中脫除和回收利用二甲醚(DME)的方法及脫丙烷塔系統，屬于煤化工、天然氣化工領域。

背景技術

低碳烯烴(乙烯、丙烯等)作為重要的基本化工原料，主要來源與石腦油、輕柴油(均來自石油)的催化裂化/裂解。我國石油資源短缺，石油進口依存度逐年增加，在一定程度上限制了以石化路線生產乙烯和丙烯產品的發展。

我國乙烯和丙烯的市場缺口較大，目前，由于受乙烷裂解制乙烯的影響，國內乙烯的市場缺口逐漸縮小，而丙烯的市場缺口依然很大。僅靠石油裂解路線所產的丙烯已遠遠滿足不了市場的需求，因此開發增產丙烯的新技術以擴大丙烯來源迫在眉睫，甲醇制丙烯技術是解決這一現狀的重要方法之一。

由甲醇制取低碳烯烴的工藝技術主要有MTO和MTP。MTO(Methanol?to?Olefin)是指由甲醇制取低碳烯烴(乙烯和丙烯)。MTP(Methanol?to?Propylene)是指由甲醇制取丙烯。目前，兩種工藝都有工業化應用，各有其優勢。采用這些工藝技術制取低碳烯烴，作為傳統石化路線制乙烯的重要補充手段，對于多煤、貧油、少氣的中國來說將具有十分重要的戰略意義。

目前國內外報道這一領域的專利技術很多，如中國專利CN202246473,CN101050160A等，主要側重于MTP、MTO工藝技術方面。CN202246473專利解決的是丙烯產品的含水量問題，CN101050160A專利公開了將具有3個碳原子的烯烴從具有4個碳原子的烯烴分離的方法。在MTP工藝中二甲醚(DME)如何從丙烯產品中脫除及回收利用這一至關重要的問題卻未有報道。DME的沸點與丙烯、丙烷接近，很難通過傳統的精餾塔分離，如果制備的丙烯產品因含有DME雜質，將使以甲醇為源頭制備低碳烯烴技術受到巨大的限制，丙烯產品的效益將會大大減少。開發出一種簡單、高效的DME脫除及再利用的工藝系統將能夠從能耗、操作費用、設備費用等方面推進甲醇制烯烴技術的工業化進程。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種簡單高效的甲醇制丙烯(MTP)工藝中脫除和回收利用二甲醚(DME)的方法及系統。其中本發明專利中含有三個碳原子的烴類縮寫為C3烴，含有四個以上碳原子的烴類縮寫為C4⁺烴，DME/甲醇代表DME和甲醇的混合溶液。MTP工藝主要指甲醇在催化劑的作用下(在DME反應器中)生成DME，DME/甲醇在MTP催化劑的作用下(在MTP反應器中)生成不同碳原子數的烴類，烴類經過精餾塔分離得到丙烯產品，附產乙烯、LPG、汽油產品。

為達上述目的，本發明一種MTP工藝中脫除、循環利用DME的方法，來自上游含有甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、C3烴、C4+烴和未反應的DME物料進入脫丙烷塔進行精餾分離，向脫丙烷塔中直接注入甲醇溶液溶解DME，使甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、C3烴從塔頂蒸出，C4+烴和DME/甲醇從塔底餾出進入萃取分離罐。在萃取分離罐中，DME/甲醇與C4+烴分離后進入甲醇回收塔，經甲醇回收塔蒸出的精制DME/甲醇送入DME反應器，在DME反應器中將甲醇轉化為DME。甲醇溶解的DME和新生成的DME作為原料進入MTP反應器，進行循環再利用，反應生成不同碳原子數的烴類。C4+烴一部分作為循環烴返回MTP反應器進行反應，另一部分作為LPG產品輸出。MTP反應器催化劑可以將DME、C2～C6烴催化反應生成小分子烴產物。

進一步地，本發明的方法，隨著MTP反應時間的增長，催化劑活性逐漸減弱，未轉化的DME會進入丙烯產品中。當丙烯產品中DME質量含量大于5ppm，甲醇開始注入脫丙烷塔中；本發明的方法，在甲醇注入脫丙烷塔之前，增大脫丙烷塔塔頂的回流比，直到塔頂蒸出物中無C4⁺烴為止，此時固定回流比(脫丙烷塔正常操作時，回流比大于1.8)進行操作，如果C4⁺烴含量過高，則甲醇和水將從塔頂蒸出影響丙烯純度。

本發明的方法，在甲醇注入脫丙烷塔之前，調整塔的操作溫度和操作壓力。根據物質的相對揮發度差異，要想達到C3和C4+烴的分離要求，塔的操作壓力和溫度有一定匹配要求，其中優選所述脫丙烷塔的操作壓力為1.88～2.28MPaG，塔底溫度95～120℃。

本發明的方法，在甲醇原料注入脫丙烷塔之前，穩定丙烯塔操作，并將丙烯塔塔頂產品線下游作為保護裝置的再生保護床投入運行。再生保護床內裝有分子篩類吸附劑，可以有效吸收上游產品線丙烯產品中可能混入的DME、水和甲醇。