一種甲醇制烯烴裝置及其開工方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及化工領域，具體而言，涉及一種甲醇制烯烴裝置及其開工方法。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)上，低碳烯烴(主要指乙烯和丙烯)主要是通過石油基原料生產的。近年來，隨著石油價格的上漲和對外依存度的逐年加大，我國開始大力發(fā)展甲醇制烯烴技術(Methanol to olefins，MT0)。甲醇制稀經技術是指由甲醇制取低碳稀經(乙稀、丙稀等)的技術，主要反應原理是甲醇首先脫水生成二甲醚(DME)，然后二甲醚與原料甲醇的平衡混合物脫水繼續(xù)轉化為以乙烯、丙烯為主的混合烴類。MTO技術可以避開對石油資源的依賴，有助于建立適合我國能源結構的烯烴生產路線。
[0003]2010年8月，甲醇制烯烴技術在世界范圍內首次實現工業(yè)化，開辟了一條嶄新的現代煤化工技術路線，該路線具有資源優(yōu)勢和經濟優(yōu)勢，對降低我國對進口石油的依賴具有重要意義。甲醇制烯烴裝置目前的開工技術存在問題主要有兩方面，一是開工周期長，一般在I到2天左右；二是開工初期由于產品氣的選擇性不能滿足下游烯烴分離單元進料要求，因此這部分產品氣通常輸入火炬燒掉。這種將不合格產品燒掉的方式會造成原料甲醇、潛在產品低碳烯烴的浪費，使得開工經濟性差。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種甲醇制烯烴裝置及其開工方法，以改善現有開工技術經濟性差的冋題。
[0005]為了實現上述目的，根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種甲醇制烯烴裝置，該甲醇制烯烴裝置包括:甲醇制烯烴反應器，具有原料氣入口和產品氣出口 ；烯烴分離單元，具有產品氣進口，產品氣出口與產品氣進口之間設置有產品氣輸送管線，產品氣輸送管線上設有可開關的返料口，返料口與原料氣入口之間設置有產品氣返料管線。
[0006]進一步地，上述甲醇制烯烴裝置還包括急冷塔，急冷塔設置在返料口與甲醇制烯烴反應器之間的產品氣輸送管線上。
[0007]進一步地，上述甲醇制烯烴裝置還包括水洗塔，水洗塔設置在返料口和急冷塔之間的產品氣輸送管線上。
[0008]進一步地，上述甲醇制烯烴裝置還包括壓縮機，壓縮機設置在返料口和水洗塔之間的產品氣輸送管線上。
[0009]進一步地，上述甲醇制烯烴裝置還包括產品氣分析裝置，產品氣分析裝置設置在壓縮機和水洗塔之間的產品氣輸送管線上。
[0010]進一步地，上述甲醇制烯烴裝置還包括汽提塔，汽提塔與急冷塔的液相出口相連，汽提塔上設有塔頂氣出口，塔頂氣出口與原料氣入口連通。
[0011]進一步地，上述甲醇制烯烴裝置還包括加熱爐，加熱爐設置在產品氣返料管線上，優(yōu)選塔頂氣出口與產品氣返料管線連通且連通點位于加熱爐與返料口之間。
[0012]進一步地，上述甲醇制烯烴裝置還包括:甲醇供應部，與原料氣入口之間設置進料管線，且進料管線與產品氣返料管線在加熱爐匯合。
[0013]進一步地，上述甲醇制烯烴裝置還包括換熱器，換熱器設置在進料管線上，產品氣輸送管線與進料管線交匯于換熱器中。
[0014]進一步地，上述甲醇制烯烴裝置還包括再生器，再生器與甲醇制烯烴反應器之間設置有第一催化劑輸送管線和第二催化劑輸送管線，第一催化劑輸送管線上設置有待生滑閥，第二催化劑輸送管線上設置有再生滑閥。
[0015]根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種上述的甲醇制烯烴裝置的開工方法，該開工方法包括:利用產品氣返料管線將產品氣輸送管線中的產品氣輸送至甲醇制烯烴反應器中，產品氣中二甲醚和甲醇的總體積含量低于1%時，停止將產品氣輸送至甲醇制烯烴反應器中。
[0016]甲醇制烯烴裝置的開工前期，甲醇制烯烴反應器I產生的產品氣不能滿足烯烴分離單元2的分離要求，而將其送火炬燒掉將造成極大的浪費，降低了開工過程的經濟性。應用本發(fā)明的技術方案，通過在甲醇制烯烴反應器和烯烴分離單元之間的產品氣輸送管線上設有可開關的返料口，且將返料口與甲醇制烯烴反應器的原料氣入口相連，實現將上述不合格產品氣返送回甲醇制烯烴反應器進行回煉，進而實現產品氣中低碳烯烴的產品化，提高甲醇制烯烴裝置開工的經濟性。
【附圖說明】
[0017]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0018]圖1示出了根據本發(fā)明一種典型實施方式提供的甲醇制烯烴裝置的結構示意圖；
[0019]圖2示出了根據本發(fā)明一種優(yōu)選實施例提供的甲醇制烯烴裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結合本發(fā)明實施方式的附圖，對本發(fā)明的實施例中的技術方案進行詳細的說明，需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0021]正如【背景技術】部分所介紹的，現有技術在甲醇制備烯烴的前期開工過程中存在原料甲醇、潛在產品低碳烯烴的浪費和開工技術經濟性差的問題。為了解決這一問題，本發(fā)明發(fā)明人提供了一種甲醇制烯烴裝置。如圖1所示，該甲醇制烯烴裝置包括甲醇制烯烴反應器I和烯烴分離單元2，該甲醇制烯烴反應器I具有原料氣入口和產品氣出口，該烯烴分離單元2具有產品氣進口，產品氣出口與產品氣進口之間設置有產品氣輸送管線100，且產品氣輸送管線100上設有返料口，返料口與原料氣入口之間設置有產品氣返料管線200。
[0022]甲醇制烯烴裝置的開工前期，甲醇制烯烴反應器I產生的產品氣不能滿足烯烴分離單元2的分離要求，而將其送火炬燒掉將造成極大的浪費，降低了開工過程的經濟性。而在上述甲醇制烯烴裝置中，通過在甲醇制烯烴反應器I和烯烴分離單元2之間的產品氣輸送管線100上設有可開關的返料口，且將返料口與甲醇制烯烴反應器I的原料氣入口相連，實現將上述不合格產品氣返送回甲醇制烯烴反應器I進行回煉，進而實現產品氣中低碳烯烴和未轉化原料的產品化，提高甲醇制烯烴裝置開工的經濟性。
[0023]在具體實施過程中，在開工前期由于催化劑活性等問題，甲醇進入甲醇制烯烴反應器I后不能進行充分反應，導致產品氣中含有過量的二甲醚和甲醇，此時需切斷產品氣到達下游烯烴分離單元2的流路，本申請利用上述甲醇制烯烴裝置將不滿足烯烴分離單元2進料要求的產品氣通過在產品氣輸送管線100上設置的返料口與產品氣返料管線200輸送進甲醇制烯烴反應器1，使未反應的原料進一步參與反應生成烯烴。而隨著積碳含量的增加，催化劑的選擇性和轉化率迅速提高，當產品氣中二甲醚和甲醇的含量低于1% (體積含量)時，及時關閉返料口，切斷返料口與產品氣返料管線到原料氣入口的流通，打開甲醇制烯烴反應器I和烯烴分離單元2之間的流路，使合格的產品氣進入下游烯烴分離單元2。
[0024]優(yōu)選地，上述甲醇制烯烴裝置還包括急冷塔3，如圖2所示，急冷塔3設置在返料口與甲醇制烯烴反應器I之間的產品氣輸送管線100上。設置的急冷塔3可以對產品氣進行降溫并脫除其攜帶的微量催化劑，避免催化劑在輸送過程中對管道造成阻塞或對設備造成傷害。
[0025]更優(yōu)選地，上述甲醇制烯烴裝置還包括水洗塔4，如圖2所示，該水洗塔4設置在返料口和急冷塔3之間的所述產品氣輸送管線100上，利用水洗塔對由急冷塔3進入水洗塔4的產品氣進行水洗降溫并進一步脫除其攜帶的微量催化劑，減少進入烯烴分離單元2或返回甲醇制烯烴反應器I的產品氣中催化劑等顆粒雜質的含量，同時急冷塔3和水洗塔4可以將絕大部分反應生成的水洗脫下來。
[0026]為了使產品氣更順暢地返回甲醇制烯烴反應器1，優(yōu)選上述甲醇制烯烴裝置還包括壓縮機5，如圖2所示，該壓縮機5設置在返料口和水洗塔4之間的產品氣輸送管線100上。
[0027]進一步地，優(yōu)選上述甲醇制烯烴設備中還包括產品氣分析裝置6，如圖2所示，該產品氣分析裝置6設置在壓縮機5和水洗塔4之間的產品氣輸送管線100上。利用產品氣分析裝置6實時地檢測產品氣中二甲醚、甲醇的含量，當產品氣中二甲醚含量達到烯烴分離單元2的要求時，即可關閉返料口，將產品氣的輸送流路由經產品氣輸送管線100和產品氣返料管線200至甲醇制烯烴反應器I切換至經產品氣輸送管線100輸送至烯烴分離單元2。
[0028]比如，開工初期切斷產品氣去烯烴分離單元2的流路，打開返料口到原料氣入口的流路，讓此時的產品氣全部通過返料口進入反應器，進行進一步地充分反應。而當產品氣中的二甲醚含量小于1^%時，關閉返料口，切斷產品氣去甲醇制烯烴反應器I的流路并打開產品氣去烯烴分離單元2的流路，產品氣進入烯烴分離單元2。
[0029]優(yōu)選地，甲醇制烯烴裝置還包括汽提塔7，如圖2所示，汽提塔7與急冷塔3的液相出口相連，汽提塔7上設有塔頂氣出口，塔頂氣出口與原料氣入口連通，且濃縮水出口與原料氣入口連通。通過汽提塔7可以脫出來自急冷塔3的急冷水中含氧有機物。
[0030]具有上述結構的甲醇制烯烴裝置，通過急冷塔3上的液相出口將部分急冷水排入至汽提塔7，在汽提塔7中這股水被蒸發(fā)汽提，有機含氧化合物被分離出來，這部分有機含氧化合物攜帶部分的水，其經過汽提塔7塔頂氣出口返回至甲醇制烯烴反應器1，進行進一步的反應；而汽提塔7塔底除去含氧化合物的水作為凈化水排出裝置或返回急冷塔3作為急冷水進行循環(huán)利用。此外，水洗塔4也可以通過其液相出口與汽提塔7相連，利用汽提塔7脫出來自水洗塔4的水洗水中含氧有機物。為了進一步節(jié)約水資源，優(yōu)選急冷塔3和水洗塔4塔底的急冷水與水洗水在界區(qū)外換熱降溫后經由循環(huán)栗分別返回急冷塔3和水洗塔4。因此，利用上述裝置回收再利用了有機含氧化合物，提高了低碳烯烴的收率并降低了水處理裝置的負荷。
[0031]在本申請一種優(yōu)選的實施例中，上述甲醇制烯烴裝置還包括加熱爐8，如圖2所示，加熱爐8設置在產品氣返料管線2