[發(fā)明專利]甲醇制烯烴裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710285981.2
• 申請(qǐng)日: 2017-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN107081116B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 文堯順;閆國(guó)春;關(guān)豐忠;南海明;盧衛(wèi)民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 神華集團(tuán)有限責(zé)任公司;中國(guó)神華煤制油化工有限公司
• 主分類號(hào): B01J8/26
• 分類號(hào): B01J8/26;C07C1/24;C07C11/04;C07C11/06
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 韓建偉;謝湘寧

本發(fā)明提供了一種甲醇制烯烴裝置及方法。該裝置包括至少兩個(gè)反應(yīng)器、再生器及急冷水洗裝置，各反應(yīng)器設(shè)置有待生催化劑出口、再生催化劑入口及產(chǎn)品氣出口；再生器設(shè)置有待生催化劑入口和再生催化劑出口，且待生催化劑入口分別與各待生催化劑出口連通，再生催化劑出口分別與各再生催化劑入口連通；急冷水洗裝置上設(shè)置有產(chǎn)品氣入口，且產(chǎn)品氣入口分別與各產(chǎn)品氣出口連通。本發(fā)明上述裝置，充分利用了甲醇制烯烴過程中再生器負(fù)荷小、反應(yīng)器負(fù)荷大、催化劑循環(huán)量小的特點(diǎn)，將多個(gè)反應(yīng)器共用一個(gè)再生器。這樣可以大幅提高甲醇制烯烴單套裝置的產(chǎn)能。且利用多個(gè)反應(yīng)器配合一個(gè)再生器和一個(gè)急冷水洗裝置，還能夠節(jié)省設(shè)備和占地面積，也有利于節(jié)約成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種甲醇制烯烴裝置及方法。

背景技術(shù)

乙烯、丙烯等低碳烯烴是最基本的化工原料，尤其是乙烯的生產(chǎn)能力是衡量一個(gè)國(guó)家和地區(qū)化工水平的標(biāo)志之一。目前主要的乙丙烯生產(chǎn)方式有以石油為原料的裂解技術(shù)、甲醇制烯烴技術(shù)、甲醇制丙烯技術(shù)、丙烷脫氫技術(shù)等，均已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化。我國(guó)石油資源嚴(yán)重短缺，2015年石油對(duì)外依存度達(dá)到60％，嚴(yán)重影響我國(guó)能源戰(zhàn)略安全。以石油基為來源的乙丙烯生產(chǎn)路線要消耗寶貴的石油資源，我國(guó)煤炭資源豐富，開展煤基烯烴生產(chǎn)路線具有重要意義。一方面減少石油資源消耗，另一方面提高煤炭利用效率和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。煤基烯烴的技術(shù)路線為：煤氣化、合成氣凈化、合成氣制甲醇、甲醇制烯烴、烯烴分離、烯烴聚合生產(chǎn)聚乙烯和聚丙烯。目前我國(guó)甲醇產(chǎn)量相對(duì)過剩，甲醇市場(chǎng)低迷，利用甲醇轉(zhuǎn)化生產(chǎn)低碳烯烴不僅能緩解乙丙烯市場(chǎng)短缺，同時(shí)提高甲醇生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

甲醇轉(zhuǎn)化制低碳烯烴(甲醇制烯烴)通常采用磷酸硅鋁分子篩微球型催化劑，其主要活性組分為SAPO-34分子篩，催化劑在反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生積碳，堵塞分子篩孔道，造成分子篩催化活性降低。催化劑需要周期性的再生，燒掉催化劑表面的積炭，恢復(fù)催化劑活性。因此，甲醇制烯烴過程均需要反應(yīng)器和再生器組合。國(guó)內(nèi)外專利報(bào)道了多種甲醇制烯烴的方法和裝置，大多采用流化床反應(yīng)器和流化床再生器。

目前，運(yùn)行、在建和設(shè)計(jì)的甲醇制烯烴裝置最大加工能力為180萬噸甲醇/年，烯烴生產(chǎn)能力為60萬噸/年。設(shè)置了碳四烯烴裂解或者烯烴歧化的甲醇制烯烴裝置的烯烴生產(chǎn)能力達(dá)到68萬噸/年，難以達(dá)到百萬噸級(jí)的生產(chǎn)規(guī)模，無法進(jìn)一步發(fā)揮裝置大型化的規(guī)模效益和經(jīng)濟(jì)效益。石油化工中一般千萬噸煉油裝置配置百萬噸規(guī)模乙烯裝置，我國(guó)已經(jīng)建成多個(gè)百萬噸級(jí)乙烯生產(chǎn)基地。例如國(guó)內(nèi)目前單套乙烯裝置產(chǎn)能最大的上海賽科90萬噸乙烯裝置，2007年產(chǎn)量突破100萬噸，2010年突破120萬噸，達(dá)到129.43萬噸。

石油化工中百萬噸級(jí)的乙烯工程的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)表明，通過裝置大型化和集約化，能夠降低能耗、提高能效和經(jīng)濟(jì)效益。甲醇制烯烴裝置一般采用流化床反應(yīng)再生系統(tǒng)，同為采用流化床反應(yīng)再生系統(tǒng)的催化裂化裝置國(guó)內(nèi)規(guī)模最大規(guī)模達(dá)到350萬噸/年，例如廣西石化、大連石化和蘭州石化的催化裂化裝置。美國(guó)貝湯煉油廠催化裂化裝置單套規(guī)模達(dá)到600萬噸/年。

甲醇制烯烴工藝和催化裂化工藝均采用流化床反應(yīng)再生系統(tǒng)，由于甲醇制烯烴裝置原料為甲醇，分子量為32，遠(yuǎn)小于催化裂化裝置原料平均分子量200左右。同時(shí)，對(duì)于反應(yīng)產(chǎn)物，甲醇制烯烴主要產(chǎn)物為乙烯、丙烯等低碳烴，根據(jù)反應(yīng)原理，生成水基本占產(chǎn)品氣組成的一半左右，產(chǎn)品氣平均分子量較小。催化裂化裝置主要產(chǎn)品為汽油(C5-C11烴)、柴油(C11-C20)，平均分子量較大。由于甲醇裝置進(jìn)料和產(chǎn)品氣物料性質(zhì)，導(dǎo)致目前甲醇制烯烴的裝置規(guī)模難以進(jìn)一步擴(kuò)大。從設(shè)備大型化看，甲醇制烯烴裝置反應(yīng)器已經(jīng)接近目前國(guó)內(nèi)最大的流化床反應(yīng)器尺寸(300萬噸催化裂化裝置再生器直徑為12m)。這表明，在目前技術(shù)條件下，通過增大反應(yīng)器尺寸，從反應(yīng)器設(shè)備制造、裝置流態(tài)化和穩(wěn)定性方面存在限制。因此，受制于甲醇制烯烴反應(yīng)器處理能力限制，要進(jìn)一步顯著提高甲醇制烯烴裝置規(guī)模難度較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種甲醇制烯烴裝置及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中甲醇制烯烴裝置處理能力不足的問題。