一種穩定塔與mtbe裝置催化精餾塔聯合循環系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種穩定塔與MTBE裝置催化精餾塔聯合循環系統，涉及石油化工技術領域。其包括穩定塔系統和MTBE裝置，原料經加熱后進入穩定塔系統的穩定塔，穩定塔塔頂物料經加熱后進入MTBE裝置的催化精餾塔的塔底，甲醇物料進入催化精餾塔與塔底來的氣相物料進行醚化反應；催化精餾塔塔底物料經催化精餾塔塔底泵加壓后作為穩定塔的塔頂進料，經穩定塔進一步分離出汽油組分作為產品出裝置，催化精餾塔塔頂未反應液化氣的路徑與現有MTBE裝置的基本相同。本發明穩定塔塔頂氣不經冷卻直接到催化精餾塔作原料，不但塔頂熱量得到充分利用，減少了大量冷公用工程的投入，降低了熱源能耗，減少了設備投資，而且穩定塔壓力和塔底負荷得到降低，節省了熱源消耗。
【專利說明】
一種穩定塔與MTBE裝置催化精餾塔聯合循環系統
技術領域
[0001]本發明涉及石油化工技術領域，尤其涉及一種穩定塔與MTBE裝置催化精餾塔聯合循環系統。
【背景技術】
[0002]目前，隨著經濟的發展，人們生活水平顯著提高，汽車工業高速發展，車用高辛烷值汽油需求量不斷增加。
[0003]吸收穩定系統中穩定塔在煉廠中存在于很多地方，此塔目的是為了將汽油組分與液化氣組分進行分離，方便液化氣與汽油組分的進一步加工。
[0004]原穩定塔系統工藝流程如下:
[0005]如圖1所示，由其他裝置或單元來的穩定塔進料先經過穩定塔進料換熱器I ’與穩定塔塔底物料換熱后進入穩定塔2 '，經過傳質傳熱后穩定塔塔頂物料經穩定塔塔頂冷卻器4'冷卻后進入穩定塔塔頂回流罐5 '，罐底物料經過穩定塔塔頂產品及回流栗6 '加壓后一部分作為穩定塔回流，剩余部分作為液化氣產品出裝置；塔底物料與穩定塔進料換熱后送至本工藝外，穩定塔塔底設置穩定塔塔底再沸器3 '，熱源一般用蒸汽。
[0006]MTBE裝置也是現有煉油化工企業中比較常見的一套裝置，其特點是對液化氣中異丁烯組分與甲醇進一步醚化反應生成高辛烷值產品MTBE，設置有反應器、催化精餾塔、甲醇萃取塔、甲醇回收塔以及其它附屬設備，工藝比較成熟，催化劑選擇性高，生產出MTBE產品純度高，但是其原料、催化精餾塔及甲醇回收塔均需要高品質熱源進行加熱，能耗也很高。
[0007]原MTBE裝置工藝流程如下:
[0008]如圖2所示，原MTBE裝置原料為含有異丁烯的液化氣C4饋分與甲醇，原料C 4進入裝置后先與甲醇混合，然后經過MTBE裝置進料加熱器28 '加熱至40-75°C進入反應器7'，反應器7'出來反應產物抽出后，先經過催化精餾塔進料換熱器8 '與催化精餾塔塔底物料換熱，然后進入催化精餾塔10'反應段繼續反應，催化精餾塔10'塔底物料經催化精餾塔塔底栗9'抽出后先與催化精餾塔進料換熱，然后經過MTBE產品冷卻器29 '冷卻后出裝置，催化精餾塔10 '塔頂油氣抽出后先經過催化精餾塔塔頂冷卻系統12'冷卻后進入催化精餾塔塔頂回流罐13 '，罐底物流經過催化精餾塔塔頂產品及回流栗14'加壓后，一部分作為催化精餾塔回流，剩余部分送至甲醇萃取塔15 '，催化精餾塔塔頂回流罐13'罐頂的不凝氣正常排出。催化精餾塔10'塔底設置有催化精餾塔塔底再沸器11 ^，其熱源一般為蒸汽。
[0009]甲醇萃取塔15'內設有填料或篩板，萃取劑為水，催化精餾塔10 '塔頂未反應液化氣組分與萃取劑在甲醇萃取塔15 '內逆向傳質，將未反應甲醇溶解于水中，塔頂不含甲醇的未反應液化氣組分，作為產品出裝置，塔底含甲醇的萃取水經萃取水-甲醇回收塔進料換熱器17'與甲醇回收塔18'塔底物料換熱，然后進入甲醇回收塔18 '。
[0010]甲醇回收塔18'內設有分離塔板，塔底設有甲醇回收塔塔底再沸器20 '提供熱源，塔頂設有甲醇回收塔塔頂冷卻器21 '及甲醇回收塔塔頂回流罐22 '提供回流，含甲醇的萃取水在甲醇回收塔18 '內傳質傳熱，將萃取劑水和甲醇分離，塔頂氣相物料經甲醇回收塔塔頂冷卻器21'冷卻后進入甲醇回收塔塔頂回流罐22 '，甲醇回收塔塔頂回流罐22 ’罐底物料經甲醇回收塔塔頂產品及回流栗23 ’加壓后一部分返回甲醇回收塔18 ’塔頂作為回流，一部分作為產品返回甲醇原料罐，甲醇回收塔塔頂回流罐22丨罐頂的不凝氣正常排出，塔底水經甲醇回收塔塔底栗19 '加壓后，經萃取水-甲醇回收塔進料換熱器17'與甲醇換熱，再經過萃取水冷卻器16 '冷卻至40°C以下進入甲醇萃取塔15 '頂部作為萃取劑循環使用。
[0011]隨著現代工業快速發展，石油資源日益短缺，含有一定量丁烯的液化氣精細加工還未能覆蓋所有煉廠，即使已經設置液化氣精細加工的煉廠，其流程也較為復雜，能耗較高，并不一定適合所有煉廠。因此，立足于現有一次能源緊張的情況下，亟需提供一種新的穩定塔與MTBE裝置催化精餾塔聯合循環系統，以解決現有裝置存在的流程復雜，能耗高，生產成本高等問題。
【發明內容】
[0012]本發明的目的是提出一種流程簡單，能耗低，生產成本低的穩定塔與MTBE裝置催化精餾塔聯合循環系統。
[0013]為達此目的，本發明采用以下技術方案:
[0014]本發明提供了一種穩定塔與MTBE裝置催化精餾塔聯合循環系統，包括穩定塔系統和MTBE裝置，原料經穩定塔進料加熱器加熱后進入所述穩定塔系統的穩定塔，所述穩定塔的塔頂物料經催化精餾塔進料加熱器加熱后進入所述MTBE裝置的催化精餾塔的塔底，甲醇物料進入所述催化精餾塔的反應段與塔底來的氣相物料在反應段進行醚化反應；
[0015]所述催化精餾塔的塔底物料經催化精餾塔塔底栗加壓后作為所述穩定塔的塔頂進料，經所述穩定塔進一步分離出汽油組分作為產品出裝置；
[0016]所述催化精餾塔的塔頂未反應液化氣經冷卻加壓處理后一部分返回所述催化精餾塔塔頂作為回流，剩余部分作為中間產品進入甲醇萃取塔底部與萃取劑逆向傳質，所述甲醇萃取塔塔頂不含甲醇的未反應液化氣作為產品出裝置，塔底含甲醇的萃取劑與甲醇回收塔的塔底萃取劑換熱后進入所述甲醇回收塔將萃取劑與甲醇分離，所述甲醇回收塔塔頂氣相物料經冷卻加壓處理后一部分返回所述甲醇回收塔塔頂作為回流，剩余部分作為產品返回甲醇原料罐；
[0017]所述甲醇回收塔塔底萃取劑依次經加壓、換熱和冷卻處理后返回至所述甲醇萃取塔進行循環使用。
[0018]作為一種優選方案，所述催化精餾塔進料加熱器的熱源為溫度在60°C以上的物料或壓力在0.2MPag以上的蒸汽的一種或結合。
[0019]作為一種優選方案，所述催化精餾塔包括位于上部的精餾塔段、位于中間的反應段和位于下部的提餾段，所述精餾塔段和所述提餾段均設置有塔板，所述反應段設置有催化劑床層。
[0020]作為一種優選方案，所述反應段設置有至少兩層催化劑床層，相鄰兩層催化劑床層之間設置兩層塔板。
[0021 ] 作為一種優選方案，所述反應段的每兩層催化劑床層設置一甲醇進料口。
[0022]作為一種優選方案，所述催化精餾塔的塔頂溫度為40-60°C，塔底溫度為50-75 0C，塔頂壓力為 0.4-0.6MPag。
[0023]作為一種優選方案，所述甲醇萃取塔內設置有填料或篩板，萃取劑為水。
[0024]作為一種優選方案，所述穩定塔的塔底溫度為120-160°C，塔頂壓力比所述催化精餾塔的壓力高0.05-0.15MPag。
[0025]本發明的有益效果為:
[0026]本發明提供了一種穩定塔與MTBE裝置催化精餾塔聯合循環系統，包括穩定塔系統和MTBE裝置，原料經穩定塔進料加熱器加熱后進入所述穩定塔系統的穩定塔，所述穩定塔的塔頂物料經催化精餾塔進料加熱器加熱后進入所述MTBE裝置的催化精餾塔的塔底，甲醇物料進入所述催化精餾塔的反應段與塔底來的氣相物料在反應段進行醚化反應；所述催化精餾塔的塔底物料經催化精餾塔塔底栗加壓后作為所述穩定塔的塔頂進料，經所述穩定塔進一步分離出汽油組分作為產品出裝置；所述催化精餾塔的塔頂未反應液化氣經冷卻加壓處理后一部分返回所述催化精餾塔塔頂作為回流，剩余部分作為中間產品進入甲醇萃取塔底部與萃取劑逆向傳質，所述甲醇萃取塔塔頂不含甲醇的未反應液化氣作為產品出裝置，塔底含甲醇的萃取劑與甲醇回收塔的塔底萃取劑換熱后進入所述甲醇回收塔將萃取劑與甲醇分離，所述甲醇回收塔塔頂氣相物料經冷卻加壓處理后一部分返回所述甲醇回收塔塔頂作為回流，剩余部分作為產品返回甲醇原料罐；所述甲醇回收塔塔底萃取劑依次經加壓、換熱和冷卻處理后返回至所述甲醇萃取塔進行循環使用。
[0027]本發明的穩定塔與MTBE裝置催化精餾塔聯合循環系統的特點如下:
[0028]與現有穩定塔系統和MTBE裝置的結構相對比，本發明的穩定塔塔頂氣不經過冷卻直接到催化精餾塔作原料，省去了穩定塔塔頂冷卻器、穩定塔塔頂回流罐、穩定塔塔頂產品及回流栗和反應器等裝置，不但塔頂熱量得到了充分利用，減少了大量的冷公用工程的投入，降低了能耗，減少了大量設備的投資，而且穩定塔壓力得到大幅降低，降低了穩定塔塔底負荷，節省了熱源消耗。
[0029]本發明催化精餾塔的塔底不再設置催化精餾塔塔底再沸器，穩定塔及催化精餾塔的熱源來自穩定塔塔底再沸器，催化精餾塔處于低溫操作，其塔頂溫度在40_60°C之間，塔底溫度在50-75°C之間，減少了熱量的投入，降低了熱源能耗。
[0030]本發明取消了 MTBE裝置的反應器，催化精餾塔內反應段具有催化劑床層，其高度較現有裝置的反應段要高，如此加強了催化精餾塔內的反應，簡化了工藝流程。
【附圖說明】
[0031]圖1是現有的穩定塔的結構示意圖；
[0032]圖2是現有的MTBE裝置的結構示意圖；
[0033]圖3是本發明優選實施例提供的穩定塔與MTBE裝置催化精餾塔聯合循環系統的結構示意圖；
[0034]圖4是本發明優選實施例提供的催化精餾塔的結構示意圖。
[0035]圖中，I'、穩定塔進料換熱器；2'、穩定塔；3'、穩定塔塔底再沸器；4'、穩定塔塔頂冷卻器；5 ’、穩定塔塔頂回流罐；6 ’、穩定塔塔頂產品及回流栗；7 ’、反應器；8;、催化精餾塔進料換熱器；9 '、催化精餾塔塔底栗；10 '、催化精餾塔；11 '、催化精餾塔塔底再沸器；12 '、催化精餾塔塔頂冷卻系統；13 '、催化精餾塔塔頂回流罐；14 '、催化精餾塔塔頂產品及回流栗；15 '、甲醇萃取塔；16'、萃取水冷卻器；17'、萃取水-甲醇回收塔進料換熱器；18'、甲醇回收塔；19'、甲醇回收塔塔底栗；20 '、甲醇回收塔塔底再沸器；21'、甲醇回收塔塔頂冷卻器；22 '、甲醇回收塔塔頂回流罐；23 '、甲醇回收塔塔頂產品及回流栗；28 ’、MTBE裝置進料加熱器；29 ’、MTBE產品冷卻器；
[0036]1、穩定塔進料加熱器；2、穩定塔；3、穩定塔塔底再沸器；9、催化精飽塔塔底栗；
10、催化精餾塔；12、催化精餾塔塔頂冷卻系統；13、催化精餾塔塔頂回流罐；14、催化精餾塔塔頂產品及回流栗；15、甲醇萃取塔；16、萃取水冷卻器；17、萃取水-甲醇回收塔進料換熱器；18、甲醇回收塔；19、甲醇回收塔塔底栗；20、甲醇回收塔塔底再沸器；21、甲醇回收塔塔頂冷卻器；22、甲醇回收塔塔頂回流罐；23、甲醇回收塔塔頂產品及回流栗；24、催化精餾塔進料加熱器；25、精餾塔段；26、反應段；27、提餾段。
【具體實施方式】
[0037]為使本發明解決的技術問題、采用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施例的技術方案作進一步的詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0038]在現有穩定塔和MTBE裝置催化精餾塔的結構基礎上，將兩者相結合進行了系統改進，本發明提供的一種穩定塔與MTBE裝置催化精餾塔聯合循環系統的結構如圖3所示，在本實施例中，該穩定塔與MTBE裝置催化精餾塔聯合循環系統包括穩定塔系統和MTBE裝置，壓力為0.6MPag的原料先經穩定塔進料加熱器I加熱至泡點或微過熱狀態后進入穩定塔系統的穩定塔2，穩定塔2的塔底物料經冷卻至40°C以下作為產品出裝置，穩定塔2的塔頂壓力為0.55MPag，并于局限于此，還可以為0.55-0.8MPag中的任一數值，其壓力比催化精餾塔的壓力高0.05-0.15Mpag，塔頂氣相物料直接自壓至MTBE裝置，經催化精餾塔進料加熱器24加熱至65°C后進入MTBE裝置的催化精餾塔10的塔底作為MTBE裝置的進料，穩定塔2的塔底溫度為136°C，并于局限于此，還可以為120-160°C中的任一數值，穩定塔2的塔底設置有穩定塔塔底再沸器3，熱源為0.2MPag壓力的蒸汽，還可以為反應溫度為60°C以上的高溫物料或高溫物料與蒸汽的兩者結合。催化精餾塔10的塔頂溫度優選為40-60°C，塔底溫度還可以為50-75°C中任一數值。
[0039]甲醇作為MTBE裝置的進料，經過提壓凈化后的甲醇由催化精餾塔10的反應段進入催化精餾塔10內，優選的，在反應段26的每兩層催化劑床層設置一甲醇進料口。如圖4所示，催化精餾塔10由上到下分為三段，上部為精餾段25，中間為反應段26，下部為提餾段27，精餾塔段25和提餾段27均設置有塔板，反應段26內部裝設有多層催化劑床層，在本實施例中，催化劑床層優選且不局限為10層，相鄰兩層催化劑床層之間設置兩層分離塔板，為甲醇與塔底來的氣相物料提供反應環境，使甲醇與塔底來的氣相物料充分混合在反應段進行醚化反應，反應產生的重組分經過提餾段27與塔底來的氣相進行傳質傳熱，塔底物料以18.2t/h的速度由塔底抽出經催化精餾塔塔底栗9提壓至0.8MPag作為穩定塔2的塔頂進料，經穩定塔2進一步分離出汽油組分作為產品出裝置；反應段26的未反應液化氣組分與塔頂回流進行傳質傳熱，最終由塔頂抽出，催化精餾塔10的塔頂壓力為0.5MPag，還可以為0.4-0.6MPag中任意值，經過催化精餾塔塔頂冷卻系統12冷卻至40°C后進入催化精餾塔塔頂回流罐13，催化精餾塔塔頂回流罐13罐底經催化精餾塔塔頂產品及回流栗14以18.7t/h的速度抽出，一部分物料作為催化精餾塔10的回流，剩余部分作為中間產品以24.4t/h的速度進入甲醇萃取塔15的底部，催化精餾塔塔頂回流罐13的罐頂不凝氣正常排出。
[0040]于本實施例中，甲醇萃取塔15內設有60層篩板，還可以填充填料，采用水作為甲醇萃取塔15的萃取劑，催化精餾塔10的塔頂未反應液化氣組分與萃取劑在甲醇萃取塔15內逆向傳質，將未反應的甲醇溶解于水中，塔頂不含甲醇的未反應液化氣組分作為產品出裝置，塔底含甲醇的萃取水經萃取水-甲醇回收塔進料換熱器17與甲醇回收塔18的塔底物料換熱，換熱后溫度達到80°C進入甲醇回收塔18。
[0041 ] 甲醇回收塔18內設有40層分離塔板，塔底設有甲醇回收塔塔底再沸器20，為甲醇回收塔18提供熱源，熱源采用1.0MPag的蒸汽，塔頂設有甲醇回收塔塔頂冷卻器21及甲醇回收塔塔頂回流罐22提供回流，含甲醇的萃取水在甲醇回收塔18內傳質傳熱，將萃取劑水和甲醇分離，塔頂氣相物料經甲醇回收塔塔頂冷卻器21冷卻后進入甲醇回收塔塔頂回流罐22，甲醇回收塔塔頂回流罐22的罐頂不凝氣正常排出，罐底物料經甲醇回收塔塔頂產品及回流栗23加壓后一部分返回甲醇回收塔18塔頂作為回流，剩余部分作為產品返回甲醇原料罐，塔底萃取劑水經甲醇回收塔塔底栗19加壓后，經萃取水-甲醇回收塔進料換熱器17換熱，再經萃取水冷卻器16冷卻至40°C以下進入甲醇萃取塔15頂部作為萃取劑循環使用。
[0042]與現有穩定塔系統和MTBE裝置的結構相對比，本發明的穩定塔塔頂氣不經過冷卻直接到催化精餾塔作原料，省去了穩定塔塔頂冷卻器、穩定塔塔頂回流罐、穩定塔塔頂產品及回流栗和反應器等裝置，不但塔頂熱量得到了充分利用，減少了大量的冷公用工程的投入，降低了能耗，減少了大量設備的投資，而且穩定塔壓力得到大幅降低，降低了穩定塔塔底負荷，節省了熱源消耗。
[0043]本發明催化精餾塔的塔底不再設置催化精餾塔塔底再沸器，穩定塔及催化精餾塔的熱源來自穩定塔塔底再沸器，催化精餾塔處于低溫操作，其塔頂溫度在40_60°C之間，塔底溫度在50-75°C之間，減少了熱量的投入，降低了熱源能耗。
[0044]本發明取消了 MTBE裝置的反應器，催化精餾塔內反應段具有至少一層催化劑床層，其高度較現有裝置的反應段要高，如此加強了催化精餾塔內的反應，簡化了工藝流程。
[0045]以上結合具體實施例描述了本發明的技術原理。這些描述只是為了解釋本發明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發明保護范圍的限制。基于此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本發明的其它【具體實施方式】，這些方式都將落入本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種穩定塔與MTBE裝置催化精餾塔聯合循環系統，包括穩定塔系統和MTBE裝置，其特征在于:原料經穩定塔進料加熱器(I)加熱后進入所述穩定塔系統的穩定塔(2)，所述穩定塔(2)的塔頂物料經催化精餾塔進料加熱器(24)加熱后進入所述MTBE裝置的催化精餾塔(10)的塔底，甲醇物料進入所述催化精餾塔(10)的反應段與塔底來的氣相物料在反應段進行醚化反應； 所述催化精餾塔(10)的塔底物料經催化精餾塔塔底栗(9)加壓后作為所述穩定塔(2)的塔頂進料，經所述穩定塔(2)進一步分離出汽油組分作為產品出裝置； 所述催化精餾塔(10)的塔頂未反應液化氣經冷卻加壓處理后一部分返回所述催化精餾塔(10)塔頂作為回流，剩余部分作為中間產品進入甲醇萃取塔(15)底部與萃取劑逆向傳質，所述甲醇萃取塔(15)塔頂不含甲醇的未反應液化氣作為產品出裝置，塔底含甲醇的萃取劑與甲醇回收塔(18)的塔底萃取劑換熱后進入所述甲醇回收塔(18)將萃取劑與甲醇分離，所述甲醇回收塔(18)塔頂氣相物料經冷卻加壓處理后一部分返回所述甲醇回收塔(18)塔頂作為回流，剩余部分作為產品返回甲醇原料罐； 所述甲醇回收塔(18)塔底萃取劑依次經加壓、換熱和冷卻處理后返回至所述甲醇萃取塔(15)進行循環使用。2.根據權利要求1所述的穩定塔與MTBE裝置催化精餾塔聯合循環系統，其特征在于:所述催化精餾塔進料加熱器(24)的熱源為溫度在60°C以上的物料或壓力在0.2MPag以上的蒸汽的一種或結合。3.根據權利要求1所述的穩定塔與MTBE裝置催化精餾塔聯合循環系統，其特征在于:所述催化精餾塔(10)包括位于上部的精餾塔段(25)、位于中間的反應段(26)和位于下部的提餾段(27)，所述精餾塔段(25)和所述提餾段(27)均設置有塔板，所述反應段(26)設置有催化劑床層。4.根據權利要求3所述的穩定塔與MTBE裝置催化精餾塔聯合循環系統，其特征在于:所述反應段(26)設置有至少兩層催化劑床層，相鄰兩層催化劑床層之間設置兩層塔板。5.根據權利要求4所述的穩定塔與MTBE裝置催化精餾塔聯合循環系統，其特征在于:所述反應段(26)的每兩層催化劑床層設置一甲醇進料口。6.根據權利要求1所述的穩定塔與MTBE裝置催化精餾塔聯合循環系統，其特征在于:所述催化精餾塔(10)的塔頂溫度為40-60°C，塔底溫度為50-75°C，塔頂壓力為.0.4-0.6MPag07.根據權利要求1所述的穩定塔與MTBE裝置催化精餾塔聯合循環系統，其特征在于:所述甲醇萃取塔(15)內設置有填料或篩板，萃取劑為水。8.根據權利要求1所述的穩定塔與MTBE裝置催化精餾塔聯合循環系統，其特征在于:所述穩定塔⑵的塔底溫度為120-160°C，塔頂壓力比所述催化精餾塔(10)的壓力高.0.05-0.15MPag0
【文檔編號】B01D3/14GK105859530SQ201510035588
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年1月23日
【發明人】孫虎良, 王思玨, 羅四順, 李振峰
【申請人】上海優華系統集成技術有限公司