[發明專利]一種含氧化合物制丙烯工藝的能量回收方法

有效

• 申請號: 201410317158.1
• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN104086346A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 廖祖維;馮翔;蔣斌波;王靖岱;陽永榮;黃正梁;嚴麗霞;蔣云濤;陸飛鵬
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C07C1/20
• 分類號: C07C1/20;C07C11/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明屬丙烯生產領域，具體涉及一種含氧化合物制丙烯工藝的能量回收方法。

背景技術

丙烯是現代化學工業中一種重要的基礎化工原料，其總量的95％來自石腦油蒸汽裂解聯產及流化催化裂化(FCC)副產。受全球原油價格持續上漲，以及乙烯原料向乙烷等輕烴轉移趨勢的影響，全球丙烯需求缺口持續增長。同時，以煤基甲醇或天然氣/頁巖氣基甲醇為原料生產丙烯的甲醇制丙烯(MTP)工藝日益受到各國青睞。針對我國“富煤、缺油、少氣”的能源結構，開發以煤基甲醇為原料的MTP工藝具有較高的市場競爭力及深遠的戰略意義。

美國專利US2003/0139635公開了一種通過甲醇制備丙烯的方法。該方法將甲醇蒸汽首先在預反應器中轉化成含二甲醚的蒸汽混合物，隨后被加熱至380～480℃后進入反應器內轉化成富含丙烯的產物物流。該產物物流隨后經過換熱單元降溫至100～200℃后進入激冷塔水洗急冷。該專利中需要設置加熱爐對從預反應器中流出的含二甲醚的蒸汽混合物進行加熱，使其滿足含氧化合物制丙烯反應器的反應溫度，加熱爐負荷較高。同時，由于反應產物中有機酸和含氧化合物的影響，長周期運行中可能造成的設備腐蝕，換熱器效率下降等問題均未被考慮到。

中國專利CN101172918A同樣公開了一種從甲醇制備丙烯的方法。該方法將甲醇原料與稀釋氣在200～500℃下通過預反應器形成反應流出物I，反應流出物I再在400～600℃下反應生成富含丙烯的反應流出物II，預反應器和反應器之間同樣需要設置加熱爐加熱，且其能耗較高。

上述文獻中盡管都設置了產物能量回收單元，但仍存在對反應產物的能量利用不夠徹底，加熱爐負荷過高，工藝能效水平不高的問題。

本工藝通過將氣烴產物壓縮機前置，將反應器出口產物熱流壓縮升溫以提高其能量品位，并經過三級熱量回收單元逐步回收其能量，最終實現了對含氧化合物制丙烯反應器產物熱量的充分利用。通過合理地安排壓縮機位置，流程中不需設置加熱爐，含氧化合物制丙烯反應器原料可經一次換熱直接達到反應溫度。且由于壓縮機前置，產物相分離效率高，氣相產物和油相產物中水含量明顯降低。全流程能效水平高，產物能量利用充分。

發明內容

本發明所解決的技術問題是以往技術中含氧化合物制丙烯產物在后處理階段能量利用率不高，反應物流在進入反應器前需經加熱爐加熱且加熱爐負荷過大，工藝整體能效水平不高的問題，提供一種新的含氧化合物制丙烯工藝能量回收的方法。該方法具有分階段的產物能量利用，反應原料無需加熱爐加熱，通過與產物的換熱即可達到反應溫度，工藝整體能效水平高，產物分離效率高的優點。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

含氧化合物制丙烯工藝的能量回收方法包括以下步驟：

1)含氧化合物制丙烯反應器出口產物經脫酸反應器脫除小分子有機酸，得到高溫物流I；所述的高溫物流I為富含丙烯，不含甲酸、乙酸、丙酸，且包括C1～C10各碳數的烯烴、烷烴及芳烴的烴類混合物流；

2)將高溫物流I經壓縮機壓縮升溫，得到高溫物流II；

3)將高溫物流II依次通入原料氣預熱器、甲醇汽化器及循環水預熱器分別預熱原料氣、汽化甲醇和循環水，最后進入空冷器冷卻后進入相分離器分離出油、水、氣三相。

所述的高溫物流I的溫度為400～600℃，所述的高溫物流II的溫度為500～700℃。

所述的步驟1)中產物經脫酸反應器脫除的小分子有機酸為甲酸、乙酸和丙酸。所述的步驟1)中脫酸反應器操作溫度為400～600℃，操作壓力以表壓計0.1～0.5MPa。

所述的步驟2)中壓縮機的操作壓力以表壓計0.3～0.8Mpa。所述的步驟2)中壓縮機個數為1臺。

所述的步驟3)中原料氣溫度為150～350℃，經換熱器換熱后溫度為350～500℃，可直接進入含氧化合物制丙烯反應器進行反應，不需使用加熱爐加熱。所述的步驟3)中循環水預熱器入口產物流股溫度為200～300℃，出口產物流股溫度為100～200℃。所述的步驟3)中空冷器入口產物流股溫度為100～200℃，出口產物流股溫度為20～50℃。所述的步驟3)中三相分離器出口氣烴產物中水含量小于0.5wt％，油相產物中水含量小于1.0wt％。