甲醇制烯烴系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種甲醇制烯烴系統。該甲醇制烯烴系統包括：甲醇合成單元；甲醇緩沖單元，與甲醇合成單元連接；脫輕單元，與甲醇緩沖單元連接；反應器，與脫輕單元連接；第一換熱單元，設置在甲醇緩沖單元與脫輕單元之間，對從甲醇緩沖單元輸入脫輕單元的甲醇的溫度進行調節；第二換熱單元，設置在脫輕單元和反應器之間，對經脫輕單元處理后的甲醇進行換熱以使甲醇達到制烯烴的反應溫度。本實用新型的甲醇制烯烴系統，能夠簡化甲醇制烯烴工藝流程，達到降低工程投資、縮短建設周期、降低設備維護成本和生產運行節能降耗的目的。
【專利說明】甲醇制烯烴系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及甲醇制烯烴工藝【技術領域】，更具體地，涉及一種甲醇制烯烴系統。【背景技術】
[0002]現有的甲醇制烯烴系統中，首先是將合成氣在催化劑的作用下反應生成粗甲醇，合成氣與氣態的甲醇經過冷卻器冷卻至45°C后，液態甲醇排入閃蒸槽，后經脫輕塔脫除輕組分在MTO級甲醇冷卻器冷卻至45°C，送入MTO級甲醇儲罐；ΜΤ0裝置入料通過儲罐出口泵將MTO級甲醇送入MTO裝置后，經過一系列的換熱器和設備，即兩臺甲醇-凝結水換熱器、一臺甲醇-汽提氣換熱器、兩臺甲醇升壓泵再將甲醇升溫至100°C，再經汽化器、甲醇一反應氣換熱器加熱后進入反應器。可見，目前甲醇制烯烴系統為兩個單獨的裝置，前者屬于煤化工裝置，后者屬于石化裝置，雖二者為上下游關系，但二者的結合不夠緊密，各自設計沒有兼顧兩者共同點，造成了兩者工藝上的使用性的重復，能源利用較不經濟，也造成了投資成本的增加。
實用新型內容
[0003]本實用新型旨在提供一種甲醇制烯烴系統，以解決現有技術中的甲醇制烯烴系統成本高的問題。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種甲醇制烯烴系統，該甲醇制烯烴系統包括:甲醇合成單元；甲醇緩沖單元，與甲醇合成單元連接；脫輕單元，與甲醇緩沖單元連接；反應器，與脫輕單元連接；第一換熱單元，設置在甲醇緩沖單元與脫輕單元之間，對從甲醇緩沖單元輸入脫輕單元的甲醇的溫度進行調節；第二換熱單元，設置在脫輕單元和反應器之間，對經脫輕單元處理后的甲醇進行換熱以使甲醇達到制烯烴的反應溫度。
[0005]進一步地，甲醇合成單元包括新鮮氣分離器、壓縮機、中間換熱器、合成塔、水冷器以及甲醇分離器，其中，新鮮氣分離器、壓縮機以及中間換熱器依次相連，且中間換熱器具有兩個出口和兩個入口，中間換熱器的第一個入口與壓縮機連接，中間換熱器的第一個出口與合成塔的入口連接，中間換熱器的第一個入口與中間換熱器的第一個出口相連通，中間換熱器的第二個入口與合成塔的出口連接，中間換熱器的第二個出口的下游依次連接有水冷器和甲醇分離器，中間換熱器的第二個入口與中間換熱器的第二個出口相連通。
[0006]進一步地，甲醇合成單元還包括甲醇閃蒸罐；甲醇分離器具有兩個出口，甲醇分離器的第一個出口設置在甲醇分離器的頂端，并通過第一管道與新鮮氣分離器和壓縮機之間的管道連通，甲醇分離器的第二個出口與甲醇閃蒸罐的入口連接；甲醇閃蒸罐的出口與甲醇緩沖單元連接。
[0007]進一步地，，甲醇緩沖單元包括:甲醇儲存罐，與甲醇合成單元連接；甲醇外送泵，與甲醇儲存罐連接，用于將甲醇儲存罐中的甲醇泵送至脫輕單元。
[0008]進一步地，第一換熱單元包括控制閥、甲醇-凈化水預熱器、以及甲醇-汽提氣換熱器，控制閥、甲醇-凈化水預熱器以及甲醇-汽提氣換熱器依次設置在甲醇緩沖單元至脫輕單元之間的管道上。
[0009]進一步地，第一換熱單元還包括調溫結構，調溫結構通過第二管道與控制閥并聯。
[0010]進一步地，調溫結構為內取熱器。
[0011 ] 進一步地，，脫輕單元包括:脫輕塔，脫輕塔具有兩個入口和兩個出口，脫輕塔的第一個入口與甲醇緩沖單元連接；冷卻器，冷卻器的入口與脫輕塔的第一個出口連接；儲液罐，儲液罐的入口與冷卻器的出口連接；第一液壓泵，與儲液罐的出口連接，將儲液罐中的甲醇從脫輕塔的第二個入口泵送至脫輕塔；第二液壓泵，與脫輕塔的第二出口連接，將脫輕塔中的甲醇泵送至第二換熱單元。
[0012]進一步地，第二換熱單元包括:甲醇-蒸汽換熱器，與脫輕單元連接；甲醇-反應氣換熱器，甲醇-反應氣換熱器的入口與甲醇-蒸汽換熱器的出口連接，甲醇-反應氣換熱器的出口與反應器連通；甲醇-凝結水換熱器，通過第三管道與甲醇-反應氣換熱器并聯以調節輸送至反應器的甲醇的溫度。
[0013]進一步地，甲醇-反應氣換熱器上設置有換熱管，換熱管的入口與反應器上端的旋風分離器連接，換熱管的出口與反應氣激冷塔連接。
[0014]應用本實用新型的技術方案，甲醇制烯烴系統包括甲醇合成單元、甲醇緩沖單元、脫輕單元、反應器、第一換熱單元以及第二換熱單元。其中，甲醇緩沖單元與甲醇合成單元連接；脫輕單元與甲醇緩沖單元連接；反應器與脫輕單元連接；第一換熱單元設置在甲醇緩沖單元與脫輕單元之間，對從甲醇緩沖單元輸入脫輕單元的甲醇的溫度進行調節；第二換熱單元設置在脫輕單元和反應器之間，對經脫輕單元處理后的甲醇進行換熱以使甲醇達到制烯烴的反應溫度。與傳統的甲醇制烯烴系統相比，本實用新型的中的脫輕單元在整個系統中的位置位于甲醇緩沖單元之后，使得經脫輕處理之后的甲醇無需冷劑冷卻即可直接輸送至反應器以制作烯烴，省去了冷卻設備和大量的冷劑，且本實施例的甲醇制烯烴系統中無需對原料甲醇設置多個預熱單元，減少了系統中的預熱結構，省略了甲醇升壓泵，大大降低了甲醇制烯烴系統的建設周期、投資成本和運行維護成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0016]圖1示意性示出了本實用新型的甲醇制烯烴系統的連接關系圖。
[0017]附圖標記說明:
[0018]10、甲醇合成單元；11、新鮮氣分離器；12、壓縮機；13、中間換熱器；14、合成塔；15、甲醇分離器；16、甲醇閃蒸罐；17、第一管道；18、水冷器；20、甲醇緩沖單元；21、甲醇儲存罐；22、甲醇外送泵；30、脫輕單元；31、脫輕塔；32、冷卻器；33、儲液罐；34、第一液壓泵；35、第二液壓泵；36、再沸器；40、反應器；50、第一換熱單元；51、控制閥；52、甲醇-凈化水預熱器；53、調溫結構；54、第二管道；55、甲醇-汽提氣換熱器；60、第二換熱單元；61、甲醇-蒸汽換熱器；62、甲醇-反應氣換熱器；63、甲醇-凝結水換熱器；64、換熱管；65、第三管道。【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0020]參見圖1所示，圖中箭頭所指方向為管道中的流體的流動方向，且本實施例中的圖1僅示出了甲醇制烯烴系統中的甲醇合成和MTO裝置的部分結構。
[0021]根據本實用新型的實施例，提供了一種甲醇制烯烴系統。該甲醇制烯烴系統包括甲醇合成單元10、甲醇緩沖單元20、脫輕單元30、反應器40、第一換熱單元50以及第二換熱單元60。其中，甲醇緩沖單元20與甲醇合成單元10連接；脫輕單元30與甲醇緩沖單元20連接；反應器40與脫輕單元30連接；第一換熱單元50設置在甲醇緩沖單元20與脫輕單元30之間，對從甲醇緩沖單元20輸入脫輕單元30的甲醇的溫度進行調節；第二換熱單元60設置在脫輕單元30和反應器40之間，對經脫輕單元30處理后的甲醇進行再次換熱以使甲醇達到制烯烴的反應溫度。與傳統的甲醇制烯烴系統相比，本實施例的中的脫輕單元30在整個系統中的位置位于甲醇緩沖單元20之后，使得經脫輕處理之后的甲醇不經冷卻能夠直接輸送至反應器40以制作烯烴，且本實施例的甲醇制烯烴系統中無需對原料甲醇設置多個預熱單元，省略了甲醇升壓泵，減少了系統中的預熱結構，大大降低了甲醇制烯烴系統的建設周期和生產成本。
[0022]具體來說，甲醇合成單元10用于將合成氣合成粗甲醇并輸送至反應器40。該甲醇合成單元10包括新鮮氣分離器11、壓縮機12、中間換熱器13、合成塔14、水冷器18、甲醇分離器15。其中，新鮮氣分離器11、壓縮機12以及中間換熱器13依次相連，且中間換熱器13具有兩個出口和兩個入口，中間換熱器13的第一個入口與壓縮機12連接，中間換熱器13的第一個出口與合成塔14的入口連接，且中間換熱器13的第一個入口與中間換熱器13的第一個出口相連通；中間換熱器13的第二個入口與合成塔14的出口連接，中間換熱器13的第二個出口的下游依次倆接有水冷器18和甲醇分離器15，且中間換熱器13的第二個入口與中間換熱器13的第二出口相連通。在制備甲醇的過程中，新鮮氣，即由C0、C02、H2組成的合成氣從新鮮氣分離器11的入口進入后，經新鮮氣分離器11的分離出去其中的液體之后，進入到壓縮機12內，經壓縮機12提壓和中間換熱器13加熱之后，合成氣達到制備甲醇所需的壓強和溫度之后，進入到合成塔14中反應生成氣態的甲醇，氣態甲醇攜帶大量熱量，此時將氣態甲醇輸送至中間換熱器13內，一方面能夠對流向合成塔14的合成氣進行加熱，另一方面還能夠被冷卻，對生成的氣態甲醇進行初步冷卻。經中間換熱器13的換熱處理之后的粗甲醇進入到水冷器18，經水冷器18進行再次冷卻之后，溫度在45攝氏度度左右，變為液態的粗甲醇。
[0023]在本實施例中，甲醇合成單元10還包括甲醇閃蒸罐16 ;甲醇分離器15具有兩個出口，甲醇分離器15的第一個出口設置在甲醇分離器15的頂端，并通過第一管道17與新鮮氣分離器11和壓縮機12之間的管道連通，甲醇分離器15的第二個出口與甲醇閃蒸罐16的入口連接；甲醇閃蒸罐16的出口與甲醇緩沖單元20連接。此時，水冷器18中的液態粗甲醇進入甲醇分離器15之后，甲醇分離器15能夠將未反應完全的合成氣從粗甲醇中分離出來，并再次輸送至壓縮機12進行處理。而留在甲醇分離器15中的液態粗甲醇則流至甲醇閃蒸罐16，進而除去溶解在液態粗甲醇中的氣體。
[0024]甲醇緩沖單元20包括甲醇儲存罐21和甲醇外送泵22。其中甲醇儲存罐21與甲醇合成單元10連接；甲醇外送泵22與甲醇儲存罐21連接以將甲醇儲存罐21中的甲醇泵送至脫輕單元30。在使用的過程中，直接將甲醇儲存罐21與甲醇閃蒸罐16連接，此時，可以利用甲醇閃蒸罐16中的蒸發產生的內壓力將經閃蒸處理之后的甲醇壓入甲醇儲存罐21中，無需在設置其他泵送結構，簡化了整個系統的結構，降低企業生產成本。
[0025]再次參見圖1所示，本實用新型的脫輕單元30包括脫輕塔31、冷卻器32、儲液罐33、第一液壓泵34以及第二液壓泵35。其中，脫輕塔31具有兩個入口和兩個出口，脫輕塔31的第一個入口與甲醇緩沖單元20連接；冷卻器32的入口與脫輕塔31的第一個出口連接；儲液罐33的入口與冷卻器32的出口連接；第一液壓泵34與儲液罐33的儲液罐33的出口連接，將儲液罐33中的甲醇從脫輕塔31的第二個入口泵送至脫輕塔31 ;第二液壓泵35與脫輕塔31的第二出口連接，將脫輕塔31中的甲醇泵送至反應器40。根據本實用新型的實施例，當甲醇外送泵22將甲醇儲存罐21中的甲醇泵送至脫輕塔31之后，脫輕塔31對甲醇進行脫輕處理，在脫輕處理的過程中，輕組分中含有一部分甲醇，當輕組分從脫輕塔31的頂端流出后，經冷卻器32的冷卻處理，能夠將輕組分中的甲醇冷凝呈液態流至儲液罐33中，還能夠將輕組分從冷卻器32中排至系統的外部。而儲液罐33中的液態甲醇則由第一液壓泵34的作用泵回至脫輕塔31。在脫輕塔31內，經脫輕處理之后的剩余的液態甲醇則從脫輕塔31的底部經第二液壓泵35的作用下泵送至反應器40中進行反應以制取烯烴。在本實施例中，脫輕塔31的底部還設置有再沸器36，該再沸器36底部的甲醇蒸發為氣體再次送入脫輕塔31進行處理。
[0026]根據本實用新型的實施例，由于甲醇制烯烴反應所需溫度較高，所以需要對甲醇進行加熱。本實用新型設置了第一換熱單元50和第二換熱單元60對整個系統進行加熱。
[0027]優選地，第一換熱單元50包括控制閥51、甲醇-凈化水預熱器52以及甲醇-汽提氣換熱器55，該控制閥51、甲醇-凈化水預熱器52以及甲醇-汽提氣換熱器55依次設置在甲醇緩沖單元20至脫輕單元30之間的管道上。更優選地，第一換熱單元50還包括調溫結構53，調溫結構53通過第二管道54與控制閥51并聯。工作過程中，當甲醇外送泵22將甲醇儲存罐21中的甲醇泵送中脫輕塔31中的時候，首先經過第一換熱單元50的預熱處理，具體來說，當控制閥51關閉時，甲醇先從第二管道54中流過，調溫結構53中流過，本實施例中的調溫結構53為反應器40的內取熱器，當甲醇流過調溫結構時，內取熱器對甲醇第二管道54中的甲醇進行加熱，再流至甲醇-凈化水預熱器52和甲醇-汽提氣換熱器55進一步預熱以達到脫輕處理所需要的溫度，在預熱過程中，還可以通過控制閥51的開度來調節預熱溫度的高低。
[0028]第二換熱單元60包括甲醇-蒸汽換熱器61、甲醇-反應氣換熱器62以及甲醇-凝結水換熱器63。其中甲醇-蒸汽換熱器61與脫輕單元30連接；甲醇-反應氣換熱器62的入口與甲醇-蒸汽換熱器61的出口連接，甲醇-反應氣換熱器62的出口與反應器40連通；甲醇-凝結水換熱器63通過第三管道65與甲醇-反應氣換熱器62并聯以調節輸送至反應器40的甲醇的溫度。工作過程中，當第二液壓泵35將脫輕塔31中的甲醇泵送至反應器40中時，首先經過第二換熱單元60的換熱處理，具體來說，當甲醇流至反應器40中的時候，先后經過甲醇-蒸汽換熱器61、甲醇-反應氣換熱器62的加熱處理，而將甲醇-凝結水換熱器63通過第三管道65與甲醇-反應氣換熱器62并聯是為了調節輸送至反應器40的甲醇溫度。[0029]優選地，甲醇-反應氣換熱器62上設置有換熱管64，換熱管64的入口與反應器40上端的旋風分離器(圖中未示出)連接，換熱管64的出口與反應氣激冷塔(圖中未示出)連接。實現熱量的循環利用。
[0030]從以上的描述中，可以看出，本實用新型上述的實施例實現了如下技術效果:
[0031]1、本實用新型與傳統的甲醇制烯烴系統相比，使得合成甲醇與甲醇制烯烴工藝流程簡化，達到降低工程投資、縮短建設周期、降低設備維護成本和生產運行節能降耗的目的，同時可提高企業的市場競爭力。
[0032]2、脫輕塔采用加壓工藝脫除輕組分和預熱粗甲醇入料，利用加壓脫輕塔塔底的第二液壓泵給甲醇升壓，省去脫輕塔塔底冷卻器和原來的兩臺甲醇升壓泵，從而實現反應器入料條件的目的，同時簡化了甲醇裝置的工藝流程，降低了投資，節約了能源消耗。
[0033]3、與傳統的甲醇制烯烴系統比較，改變脫輕塔工藝操作條件，使用加壓脫輕塔完成輕組分的脫除，將加壓脫輕塔脫除輕組分引入到MTO裝置中，同時脫輕塔的后移降低了原料突斷對反應器的影響。
[0034]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種甲醇制烯烴系統，其特征在于，所述甲醇制烯烴系統包括: 甲醇合成單元(10); 甲醇緩沖單元(20 )，與所述甲醇合成單元(10 )連接； 脫輕單元(30 )，與所述甲醇緩沖單元(20 )連接； 反應器(40 )，與所述脫輕單元(30 )連接； 第一換熱單元(50)，設置在所述甲醇緩沖單元(20)與所述脫輕單元(30)之間，對從所述甲醇緩沖單元(20)輸入所述脫輕單元(30)的甲醇的溫度進行調節； 第二換熱單元(60 )，設置在所述脫輕單元(30 )和所述反應器(40 )之間，對經所述脫輕單元(30)處理后的甲醇進行換熱以使甲醇達到制烯烴的反應溫度。
2.根據權利要求1所述的甲醇制烯烴系統，其特征在于，所述甲醇合成單元(10)包括新鮮氣分離器(11)、壓縮機(12)、中間換熱器(13)、合成塔(14)、水冷器(18)以及甲醇分離器(15)，其中， 所述新鮮氣分離器(11)、壓縮機(12)以及中間換熱器(13)依次相連，且所述中間換熱器(13)具有兩個出口和兩個入口，所述中間換熱器(13)的第一個入口與所述壓縮機(12)連接，所述中間換熱器(13)的第一個出口與所述合成塔(14)的入口連接，所述中間換熱器(13)的第一個入口與所述中間換熱器(13)的第一個出口相連通，所述中間換熱器(13)的第二個入口與所述合成塔(14)的出口連接，所述中間換熱器(13)的第二個出口的下游依次連接有所述水冷器(18)和所述甲醇分離器(15)，所述中間換熱器(13)的第二個入口與所述中間換熱器(13)的第二個出口相連通。
3.根據權利要求2所述的甲醇制烯烴系統，其特征在于，所述甲醇合成單元(10)還包括甲醇閃蒸罐(16)； 所述甲醇分離器(15)具有兩個出口，所述甲醇分離器(15)的第一個出口設置在所述甲醇分離器(15)的頂端，并通過第一管道(17)與所述新鮮氣分離器(11)和所述壓縮機(12)之間的管道連通，所述甲醇分離器(15)的第二個出口與所述甲醇閃蒸罐(16)的入口連接； 所述甲醇閃蒸罐(16 )的出口與所述甲醇緩沖單元(20 )連接。
4.根據權利要求1所述的甲醇制烯烴系統，其特征在于，所述甲醇緩沖單元(20)包括: 甲醇儲存罐(21)，與所述甲醇合成單元(10 )連接； 甲醇外送泵(22)，與所述甲醇儲存罐(21)連接，用于將所述甲醇儲存罐(21)中的甲醇泵送至所述脫輕單元(30)。
5.根據權利要求1所述的甲醇制烯烴系統，其特征在于，所述第一換熱單元(50)包括控制閥(51)、甲醇-凈化水預熱器(52)、以及甲醇-汽提氣換熱器(55)，所述控制閥(51)、所述甲醇-凈化水預熱器(52)以及所述甲醇-汽提氣換熱器(55)依次設置在所述甲醇緩沖單元(20 )至所述脫輕單元(30 )之間的管道上。
6.根據權利要求5所述的甲醇制烯烴系統，其特征在于，所述第一換熱單元(50)還包括調溫結構(53 )，所述調溫結構(53)通過第二管道(54 )與所述控制閥(51)并聯。
7.根據權利要求6所述的甲醇制烯烴系統，其特征在于，所述調溫結構(53)為內取熱器。
8.根據權利要求1所述的甲醇制烯烴系統，其特征在于，所述脫輕單元(30)包括: 脫輕塔(31)，所述脫輕塔(31)具有兩個入口和兩個出口，所述脫輕塔(31)的第一個入口與所述甲醇緩沖單元(20)連接； 冷卻器(32)，所述冷卻器(32)的入口與所述脫輕塔(31)的第一個出口連接； 儲液罐(33)，所述儲液罐(33)的入口與所述冷卻器(32)的出口連接； 第一液壓泵(34)，與所述儲液罐(33)的出口連接，將所述儲液罐(33)中的甲醇從所述脫輕塔(31)的第二個入口泵送至所述脫輕塔(31)； 第二液壓泵(35)，與所述脫輕塔(31)的第二出口連接，將所述脫輕塔(31)中的甲醇泵送至所述第二換熱單元(60)。
9.根據權利要求1所述的甲醇制烯烴系統，其特征在于，所述第二換熱單元(60)包括: 甲醇-蒸汽換熱器(61 )，與所述脫輕單元(30)連接； 甲醇-反應氣換熱器(62)，所述甲醇-反應氣換熱器(62)的入口與所述甲醇-蒸汽換熱器(61)的出口連接，所述甲醇-反應氣換熱器(62 )的出口與所述反應器(40 )連通；甲醇-凝結水換熱器(63)，通過第三管道(65)與所述甲醇-反應氣換熱器(62)并聯以調節輸送至所述反應器(40)的甲醇的溫度。
10.根據權利要求9所述的甲醇制烯烴系統，其特征在于，所述甲醇-反應氣換熱器(62)上設置有換熱管(64)，所述換熱管(64)的入口與所述反應器(40)上端的旋風分離器連接，所述換熱管(64)的出口與反應氣激冷塔連接。
【文檔編號】C07C11/02GK203782054SQ201420152282
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年3月31日 優先權日:2014年3月31日
【發明者】孫高攀, 張清海, 閆國富, 薛振欣, 李雪冰 申請人:神華集團有限責任公司, 中國神華煤制油化工有限公司