一種含氧化合物制丙烯反應生成氣的初分離工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于烯烴制備技術領域，涉及一種以含氧化合物(主要包括甲醇、乙醇、二甲醚、C4-C10醇類化合物或其混合物)為原料，在生成以丙烯為主的連續反應和再生過程中反應生成氣的預處理方法。
【背景技術】
[0002]乙烯和丙烯是重要的石油化工基礎原料，其主要來源于原油的催化裂解和石腦油的蒸汽裂解。隨著石油資源儲量的持續下降，石油價格不斷攀升，石油路線生成乙烯丙烯的原料成本持續上升。而且丙烯主要是作為副產獲得的，所以丙烯產量受到限制。近年來丙烯需求一直高于乙烯，因此為了生產和增產丙烯而開發新型工藝路線具有重要工業前景。
[0003]以甲醇或二甲醚為代表的含氧化合物是典型的含氧有機化合物，以甲醇為代表的含氧化合物為原料生產丙烯，如甲醇制烯烴(Methanol to Olefin, MT0)和甲醇制丙烯(Methanol to Propylene,MTP)技術,則解決了石油化工原料乙烯和丙烯的來源問題，同時也拓寬了煤制甲醇的下游產業鏈，其成功地將煤化工和石油化工緊密連接起來，具有重要的經濟和工業應用價值。
[0004]為了獲得比較純凈的烯烴產品氣，含氧有機化合物制丙烯反應氣在進行輕烴分離前需要進行預處理，一般地預處理過程首先需要進行急冷，脫除反應產物中含有的大量水分和有機酸組分。
[0005]專利US6121504和CN1210236C公開了一種采用直接產物急冷回收熱量的含氧有機物轉化烯烴的方法。該專利通過急冷介質與烯烴產物接觸，從反應物混合物中撤出熱量，使沸點較高的組分如水和不希望的含氧有機物進料冷凝下來，從而與氣態烴組分如輕質烯烴在內輕質產物進行分離。但是該方法未考慮實際烯烴產物中的催化劑細粉、含氧化合物以及有機酸的影響，長期操作運行的話會導致設備的腐蝕堵塞和換熱器效率的下降等問題。
[0006]專利CN101544529B公開了一種含氧化合物制烯烴工藝反應生成氣預處理方法和設備，針對現有含氧化合物制烯烴反應生成氣溫度較高，且含有少量催化劑的特點，通過急冷液與反應生成氣在急冷塔內逆流接觸，洗滌反應生成氣中攜帶的催化劑粉塵，同時最大程度降低反應生成氣的溫度，回收高溫熱能。該專利中的急冷和水洗設備使用的急冷水和水洗水來自急冷塔底和水洗塔底水，不需要其它冷卻介質，同時可以回收急冷塔底和水洗塔底水的低溫熱能，降低裝置的能耗。該專利的預處理方法未考慮到反應生成氣中的有機酸組分會對設備造成腐蝕，且急冷過程中使用水作為冷卻介質，消耗量大。該專利中冷卻水直接過濾再利用，其中的有機酸和含氧有機物沒有處理與回收，會導致設備的不斷腐蝕和管線堵塞。
[0007]專利CN102190183B公開了一種含氧化合物制烯烴物流中脫除和回收水的方法，尤其涉及一種從甲醇制烯烴流化催化反應產物中脫除和回收水的方法。該專利主要解決以往技術在回收含氧化合物制取烯烴物流所含的大量水的過程中易造成設備堵塞腐蝕等問題，通過分階段進行催化劑細粉、有機酸和水的脫除，并對脫除的含催化劑細粉的水和不含催化劑細粉的水分別處理的特點，有效避免設備結垢、堵塞和腐蝕，降低廢水處理負荷。但是該專利沒有考慮到急冷操作中加堿處理會導致含氧化合物的損失增大，同時，將冷凝水分三批單獨處理存在設備投入大和操作流程復雜的問題。
[0008]反應生成的高溫氣體含有大量熱能，但現有流程均是通過急冷手段將反應氣體自200°C以上的高溫冷卻到100°C以下，造成大量100°C以上較高溫位熱能資源的浪費。造成高溫熱能資源浪費的主要原因在于反應產物中含微量有機酸，易造成設備腐蝕。如果反應氣體在冷卻過程中析出液體，則會腐蝕設備。現有流程為避免酸性腐蝕，采用在急冷塔中加堿液的辦法中和有機酸，但急冷手段導致流程中能量損失過大。因此，如何合理的避免酸性腐蝕，并回收生成氣攜帶的高溫熱能，對于維持甲醇制丙烯裝置的長期運轉以及工藝經濟性與節能節水方面，都具有重要的意義。
【發明內容】
[0009]本發明的目的是針對現有技術中含氧化合物制丙烯氣體產物在后續冷卻工序中對設備造成腐蝕，以及使用急冷塔預處理時產生大量工藝廢水和回收困難，且能量利用率低等問題，而提供一種含氧化合物制丙烯反應生成氣的初分離工藝。該工藝首先能有效脫除含氧化合物制丙烯反應器出口產物中的有機酸，避免產物中有機酸對后續冷卻分離設備的腐蝕。并且通過脫酸氣體后續的多級換熱、反應氣分離器的分離，能有效利用含氧化合物制丙烯反應器出口氣體能量，實現節水節能的目標。
[0010]本發明提供一種含氧化合物制丙烯反應生成氣的初分離工藝，其特征在于該工藝包含下述步驟:
[0011]I)從含氧化合物制丙烯反應器出來的含氧化合物制丙烯反應生成氣，經換熱冷卻后，進入脫酸反應器與脫酸催化劑接觸進行脫酸反應，所述的脫酸溫度為270?470°C ；
[0012]2)來自步驟I)的脫酸后的產物流經過進料/產物換熱器與預反應器出口產物換熱后，依次經過預反應進料換熱器和原料汽化器與含氧化合物進料進行換熱，再進入循環水預熱器與循環水換熱，經冷卻換熱后溫度為30?55°C，之后進入反應產物分離器進行分離，分離出氣烴產物、油相產物和水相產物，其中分離出的水相產物經過循環水預熱器，送入循環水蒸發器回收處理，回收的水蒸汽再送入含氧化合物制丙烯反應器。
[0013]本發明進一步技術特征在于:所述步驟I)中的脫酸反應器為固定床反應器、流化床反應器和移動床反應器中的一種。
[0014]本發明進一步技術特征在于:所述步驟I)中的脫酸催化劑為Ca0、Mg0、Zn0、Al203、X型分子篩和Y型分子篩中的一種以上。
[0015]本發明進一步技術特征在于:所述步驟I)中脫酸反應器的出口產物流中有機酸含量小于50ppm。
[0016]本發明進一步技術特征在于:所述步驟2)中原料汽化器出口含氧化合物溫度為100?200°C，預反應器入口含氧化合物溫度為120?300°C。
[0017]本發明進一步技術特征在于:所述步驟2)中氣烴產物中水相含量小于5重量％，油相產物中水含量小于3重量％。
[0018]本發明進一步技術特征在于:所述步驟2)中循環水蒸發器入口溫度為100?200。。。
[0019]本發明通過控制各設備進出口溫度一方面合理利用反應產物的高溫熱能，另一方面提高含氧化合物制丙烯反應的丙烯收率，提高脫酸反應器的轉化率。與現有技術相比本發明具有的優點如下:
[0020]I)采用本發明中所述的工藝，對含氧化合物制丙烯產物直接進行脫酸，脫除含氧化合物制丙烯產物中的有機酸組分，避免了后續熱量回收過程中對換熱設備的腐蝕；
[0021]2)采用本發明中所述的工藝，脫酸后的氣體組分直接經過多級換熱回收熱量，對反應器進料進行逐步預熱，與傳統工藝相比，簡化了能量回收形式，能耗降低；
[0022]3)采用本發明中所述的工藝，脫酸后的氣體組分經過多級換熱回收熱量后，進入反應氣分離器進行分離，得到氣烴產物，油相以及水相，與傳統的急冷工藝相比，一方面不需要通過加入大量冷卻水來處理反應氣,而且傳統急冷工藝中須加入堿液來脫除有機酸，這也同時會導致反應氣中含氧有機物的損失。另一方面省去急冷設備也減少了設備投入。
[0023]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步的詳細說明。但并不限制本發明的范圍。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發明一種含氧化合物制丙烯反應生成氣的初分離工藝的原則流程圖。
[0025]圖中所示附圖標記為:
[0026]1-預處理的原料，2-原料汽化器，3-預反應進料換熱器，4-預反應器，5-進料/產物換熱器，6-進料加熱爐，7-含氧化合物制丙烯反應器，8-脫酸反應器，9-循環水預熱器，10-反應產物分離器，11-水相產物，12-去循環水蒸發器水，13-氣烴產物，14-油相產物。
【具體實施方式】
[0027]圖1省略了脫酸反應器出口換熱器和所有的泵設備。
[0028]如圖1所示，預處理的原料I經過原料汽化器2，與具有一定高溫熱能的反應產物氣體進行間接換熱，達到原料汽化目的。原料汽化器2的出口氣體進入預反應進料換熱器3，與溫度較高的反應產物氣進行進一步間接換熱，從而達到預反應的溫度，進入預反應器4進行預反應。預反應器4出口氣體進入進料/產物換熱器5，與脫酸反應器出口的高溫氣體進行間接換熱，充分利用其高溫熱能。進料