本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種連續(xù)再生移動(dòng)床甲醇制輕烴工藝方法和一種連續(xù)再生移動(dòng)床甲醇制輕烴生產(chǎn)系統(tǒng)，該方法以相互串聯(lián)的多級(jí)連續(xù)再生移動(dòng)床合成反應(yīng)器組成合成反應(yīng)系統(tǒng)，以甲醇或含水甲醇為原料并與循環(huán)氣混合，通入合成反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行催化反應(yīng)，生成包含C1-C11輕烴的反應(yīng)產(chǎn)物，將反應(yīng)產(chǎn)物中的油相進(jìn)一步分離出穩(wěn)定輕烴餾分，以循環(huán)氣作為反應(yīng)生成熱的載熱體，控制合成反應(yīng)溫度以控制產(chǎn)物組分分布及目標(biāo)產(chǎn)物的收率，使烴類收率不低于42%，穩(wěn)定輕烴餾分占烴類的質(zhì)量比不低于77%；該系統(tǒng)包括相應(yīng)的合成反應(yīng)系統(tǒng)、三相分離罐和輕烴分離系統(tǒng)。本發(fā)明專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了以甲醇制輕烴的連續(xù)生產(chǎn)，工藝條件穩(wěn)定且易于控制，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)出的穩(wěn)定輕烴符合國V標(biāo)準(zhǔn)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種連續(xù)再生移動(dòng)床甲醇制輕烴工藝方法，還涉及一種采用該方法的 連續(xù)再生移動(dòng)床甲醇制輕烴生產(chǎn)系統(tǒng)，屬化工
技術(shù)介紹
原油是一種重要的不可再生資源，是一種關(guān)系到國計(jì)民生的戰(zhàn)略資源。中國是一 個(gè)原油消費(fèi)大國，目前原油大量進(jìn)口，中國的原油對(duì)外依存度繼續(xù)增高不下。我國煤炭資源 相對(duì)豐富，近年來煤化工的快速興起，特別是通過煤制備燃料穩(wěn)定輕烴，為緩解石油短缺狀 況提供了一條切實(shí)可行的途徑。由煤出發(fā)，經(jīng)過中間產(chǎn)品甲醇，再合成穩(wěn)定輕烴(汽油調(diào)和 組分)，并副產(chǎn)液化石油氣、高熱值燃料氣和高附加值的化工產(chǎn)品。相比于煤直接液化制汽 油和煤氣化合成氣經(jīng)費(fèi)托合成制汽油，甲醇制輕烴產(chǎn)生的汽油調(diào)和組分苯含量低、產(chǎn)品品 質(zhì)高，越來越得到廣泛的重視。 現(xiàn)有以甲醇制備輕烴的方法是以甲醇作為原料，采用固定床反應(yīng)器，在催化劑的 催化下，甲醇脫水形成生成二甲醚，二甲醚進(jìn)一步脫水生成烴類。這種甲醇制備輕烴方法的 缺陷一是固定床反應(yīng)器不能連續(xù)操作，催化劑結(jié)焦快，需要頻繁再生；二是反應(yīng)熱不能很好 移除，僅靠冷甲醇進(jìn)料來控制反應(yīng)溫度，可控性差，不能保證穩(wěn)定的工藝條件，難以控制反 應(yīng)過程和產(chǎn)物組成，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本專利技術(shù)提供了一種連續(xù)再生移動(dòng)床甲醇制輕烴工 藝方法，還涉及一種采用該方法的連續(xù)再生移動(dòng)床甲醇制輕烴生產(chǎn)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)甲醇制輕 烴的連續(xù)生產(chǎn)，并且工藝條件穩(wěn)定且易于控制，產(chǎn)品質(zhì)量好。 本專利技術(shù)的技術(shù)方案是： 一種連續(xù)再生移動(dòng)床甲醇制輕烴工藝方法，以裝有催化劑的移動(dòng)床反應(yīng)器為合成反應(yīng) 器，以相互串聯(lián)的多級(jí)合成反應(yīng)器組成合成反應(yīng)系統(tǒng)，以甲醇或含水甲醇為原料并與循環(huán) 氣混合，通入反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行催化反應(yīng)，反應(yīng)溫度為240-430°C，壓力為0. 1-2. 0MPaG，生成包 含C1-C11輕烴的反應(yīng)產(chǎn)物，將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行氣液液三相分離，分離出不凝氣體、水和油三 相，將三相分離出來的大部分不凝氣體加壓后作為所述循環(huán)氣返回合成反應(yīng)系統(tǒng)，油相經(jīng) 乙烷吸收脫吸系統(tǒng)、脫丁烷系統(tǒng)和脫重芳烴系統(tǒng)得到高辛烷值穩(wěn)定輕烴餾分，甲醇和循環(huán) 氣在進(jìn)入合成反應(yīng)系統(tǒng)的第一合成反應(yīng)器之前單獨(dú)加熱和/或混合后一同加熱，使其與第 一合成反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)溫度相同或相仿，在各合成反應(yīng)器之間采用級(jí)間取熱方式移除前級(jí) 合成反應(yīng)器的部分或全部反應(yīng)生成熱，以循環(huán)氣作為反應(yīng)生成熱的載熱體，控制合成反應(yīng) 溫度以控制合成反應(yīng)產(chǎn)物的組分分布及目標(biāo)產(chǎn)物的收率，使反應(yīng)產(chǎn)物中C5+穩(wěn)定輕烴組分 占烴類的質(zhì)量比不低于75%。 所述催化劑可以為改性ZSM-5分子篩催化劑，所述ZSM-5分子篩催化劑的硅鋁比 為20-80,孔徑為0. 2-0. 6nm，粒徑為1. 0-2. 5mm，所述ZSM-5分子篩催化劑含有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑 或增強(qiáng)劑，分子篩上負(fù)載或不負(fù)載金屬組分，負(fù)載金屬為鋅、鉑、鉬、銅、鐵等副族元素，所述 合成反應(yīng)系統(tǒng)的重時(shí)空速為0. 2-8hri。 合成反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)有移動(dòng)床反應(yīng)再生系統(tǒng)，所述反應(yīng)再生系統(tǒng)為可連續(xù)生產(chǎn)的反應(yīng) 再生系統(tǒng)，從移動(dòng)床反應(yīng)器出來的待再生催化劑連續(xù)進(jìn)入再生系統(tǒng)再生，再生完成后連續(xù) 進(jìn)入移動(dòng)床反應(yīng)器，所述反應(yīng)再生系統(tǒng)中合成反應(yīng)器數(shù)量為2-4個(gè)，再生反應(yīng)器1-2個(gè)。 再生溫度為400-600°C，壓力0? 1-2.OMPaG，再生氣為氧含量為0? 1-21%的惰性氣 體，當(dāng)催化劑負(fù)載金屬組分時(shí)，再生器燒焦氣中CO、C02含量〈3%。 進(jìn)入第一合成反應(yīng)器的甲醇先經(jīng)過甲醇醚化反應(yīng)器反應(yīng)后再進(jìn)入第一合成反應(yīng) 器或者不經(jīng)過甲醇醚化反應(yīng)器直接進(jìn)入第一合成反應(yīng)器，所述甲醇醚化反應(yīng)器為固定床反 應(yīng)器。 控制反應(yīng)器溫度通過調(diào)節(jié)總循環(huán)氣量、進(jìn)入每個(gè)反應(yīng)器循環(huán)氣量和反應(yīng)器間級(jí)間 取熱三種方法來實(shí)現(xiàn)。 進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)的總循環(huán)氣與甲醇的摩爾比例為0-10,循環(huán)氣和甲醇混合后全部從 第一合成反應(yīng)器進(jìn)入合成反應(yīng)系統(tǒng)，或者循環(huán)氣分為若干股，分別從各合成反應(yīng)器進(jìn)入合 成反應(yīng)系統(tǒng)，以起到控制反應(yīng)溫度的作用。 合成反應(yīng)器之間級(jí)間取熱方式為：先將甲醇與合成反應(yīng)系統(tǒng)輸出的反應(yīng)合成氣進(jìn) 行熱交換，再與合成反應(yīng)器間輸送的反應(yīng)物料進(jìn)行熱交換并通過這種熱交換方式實(shí)現(xiàn)所述 的級(jí)間取熱，在甲醇的加熱路徑中引入循環(huán)氣，使其與甲醇混合后一同進(jìn)行后續(xù)的加熱設(shè) 備，引入循環(huán)氣的位置至少在第一級(jí)間冷卻器之前。 采用下列方式進(jìn)行三相分離后的油相分離，以制取高純度的穩(wěn)定輕烴餾分：三相 分離出的油相送入脫乙烷塔進(jìn)行C2-和C3+的分離，脫乙烷塔塔頂排出C2-氣相，塔底排出 C3+液相，將脫乙烷塔塔底排出的C3+液相送入脫丁烷塔進(jìn)行C4-和C5+的分離，脫丁烷塔 塔頂排出C4-氣相，塔底排出C5+液相，將脫丁烷塔塔底排出的C5+液相送入穩(wěn)定塔脫除重 芳烴，穩(wěn)定塔塔頂排出脫除重芳烴后的C5+混合物，塔底送出含重芳烴組分的混合物。 一種連續(xù)再生移動(dòng)床甲醇制輕烴生產(chǎn)系統(tǒng)，包括用于甲醇反應(yīng)生成輕烴的合成反 應(yīng)系統(tǒng)和用于制取C5+穩(wěn)定輕烴餾分的輕烴分離系統(tǒng)，所述合成反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)有依次串聯(lián)的 合成反應(yīng)器，還設(shè)有催化劑連續(xù)再生系統(tǒng)，所述催化劑連續(xù)再生系統(tǒng)主要包括催化劑連續(xù) 再生器和催化劑提升系統(tǒng)，所述合成反應(yīng)器為裝有催化劑的移動(dòng)床反應(yīng)器，各所述合成反 應(yīng)器之間設(shè)有級(jí)間冷卻器，所述級(jí)間冷卻器的放熱介質(zhì)通道串接在相應(yīng)合成反應(yīng)器之間的 物料輸送管道上，所述合成反應(yīng)系統(tǒng)中最后一級(jí)合成反應(yīng)器的輸出管道經(jīng)反應(yīng)合成氣冷卻 器連接所述的三相分離罐，所述合成反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)有用于連接甲醇源的進(jìn)料輸送管道，所述 進(jìn)料輸送管道上串接所述反應(yīng)合成氣冷卻器和所述級(jí)間冷卻器中的部分或全部冷卻器的 放熱介質(zhì)通道，當(dāng)所述進(jìn)料輸送管道上串接多個(gè)級(jí)間冷卻器的放熱介質(zhì)管道時(shí)，所串接的 多個(gè)級(jí)間冷卻器的吸熱介質(zhì)通道在所述進(jìn)料輸送管道上的串接順序?yàn)槟嫘?，所述進(jìn)料輸送 管道連接第一合成反應(yīng)器的進(jìn)口，所述進(jìn)料輸送管道還設(shè)有或者不設(shè)有連接除第一合成反 應(yīng)器之外的其他合成反應(yīng)器的相應(yīng)進(jìn)料輸送支管，所述三相分離罐的氣相輸出管道分為兩 路，一路連接氣體壓縮機(jī)的進(jìn)口，另一路接入所述輕烴分離系統(tǒng)參與分離，所述氣體壓縮機(jī) 的輸出管道接入所述進(jìn)料輸送管道，接入位置至少位于一個(gè)冷卻器之前。 本專利技術(shù)的有益效果：由于采用了以合成反應(yīng)器的級(jí)間冷卻器和反應(yīng)合成氣冷卻器 對(duì)原料進(jìn)行加熱，充分利用了反應(yīng)產(chǎn)熱，在不需要加熱能耗的情況下，使進(jìn)入合成反應(yīng)器的 原料具有適宜的溫度，有利于反應(yīng)的順利進(jìn)行，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器級(jí)間取熱，將反應(yīng)熱從反 應(yīng)體系中移除，由此避免了過熱帶來的危害，特別是由于相關(guān)反應(yīng)的放熱強(qiáng)度較高，溫度控 制難度較大，往往因?yàn)闇囟瓤刂撇涣紝?dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)，而且采用級(jí)間取熱后，降低了循 環(huán)氣用量，降低了裝置能耗，采用級(jí)間取熱和循環(huán)氣進(jìn)行溫度控制后，極大地降低了控制難 度，有利于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定且適宜的反應(yīng)條件，特別是可以有效地控制反應(yīng)產(chǎn)物的組分分布及目 標(biāo)產(chǎn)物的收率，能夠使產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性得到較大幅度的提升，還有利于減少 催化劑的積碳和結(jié)焦，提高生產(chǎn)效率，延長催化劑的再生周期和使用壽命，減輕催化劑再生 系統(tǒng)的負(fù)荷；和可以連續(xù)再生的其他反應(yīng)器相比，由于移動(dòng)床反應(yīng)器對(duì)不同機(jī)械性能的催 化劑機(jī)械性能要求不高，對(duì)不同種催化劑有較好的適用性，增加了移動(dòng)床反應(yīng)再生系統(tǒng)對(duì) 各種催化劑的適本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種連續(xù)再生移動(dòng)床甲醇制輕烴工藝方法，其特征在于以裝有催化劑的移動(dòng)床反應(yīng)器為合成反應(yīng)器，以相互串聯(lián)的多級(jí)合成反應(yīng)器組成合成反應(yīng)系統(tǒng)，以甲醇或含水甲醇為原料并與循環(huán)氣混合，通入反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行催化反應(yīng)，反應(yīng)溫度為240?430℃，壓力為0.1?2.0?MPaG，生成包含C1?C11輕烴的反應(yīng)產(chǎn)物，將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行氣液液三相分離，分離出不凝氣體、水和油三相，將三相分離出來的大部分不凝氣體加壓后作為所述循環(huán)氣返回合成反應(yīng)系統(tǒng)，油相經(jīng)乙烷吸收脫吸系統(tǒng)、脫丁烷系統(tǒng)和脫重芳烴系統(tǒng)得到高辛烷值穩(wěn)定輕烴餾分，甲醇和循環(huán)氣在進(jìn)入合成反應(yīng)系統(tǒng)的第一合成反應(yīng)器之前單獨(dú)加熱和/或混合后一同加熱，使其與第一合成反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)溫度相同或相仿，在各合成反應(yīng)器之間采用級(jí)間取熱方式移除前級(jí)合成反應(yīng)器的部分或全部反應(yīng)生成熱，以循環(huán)氣作為反應(yīng)生成熱的載熱體，控制合成反應(yīng)溫度以控制合成反應(yīng)產(chǎn)物的組分分布及目標(biāo)產(chǎn)物的收率，使反應(yīng)產(chǎn)物中C5+穩(wěn)定輕烴組分占烴類的質(zhì)量比不低于75%。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：許賢文，于海斌，豐存禮，劉林洋，王銀斌，黃科，臧甲忠，郭敬，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國昆侖工程公司，中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11
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