CN102951983B - 一种降低含氧化合物制烯烃装置能耗的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种降低含氧化合物制烯烃装置能耗的方法，该方法为：含甲醇或二甲醚的污水进入污水汽提塔，汽提后的污水汽提塔顶汽提气经含氧化合物原料-汽提气换热器换热后进入污水汽提塔顶回流罐，从回流罐底流出的含有甲醇或二甲醚的浓缩水全部作为塔顶回流返回污水汽提塔上部，或者一部分作为塔顶冷回流返回污水汽提塔上部，另一部分与含氧化合物原料进料混合送至反应器回炼；回流罐顶的不凝气送至反应器回炼。该方法可以最大限度地回收污水汽提塔顶汽提气的高温位热能，减少蒸汽用量，减少循环冷却水用量，降低装置的总能耗。

Description

一种降低含氧化合物制烯烃装置能耗的方法
技术领域
本发明涉及一种以含氧化合物为原料、以低碳烯烃为主要生成物的连续反应和再生过程中降低装置能耗的方法。
背景技术
乙烯、丙烯、丁二烯等轻质烯烃和苯、甲苯、二甲苯等轻质芳烃是石油化工的基本原料。目前乙烯生产主要依靠以轻石脑油为原料的管式炉水蒸气裂解工艺。由于原油资源的短缺和价格的日益提高，石脑油资源已经越来越显得不足，低碳烯烃的生产成本越来越高，国内外正积极开发原料来源更丰富的乙烯生产路线。以甲醇、乙醇、二甲醚、C4～C10醇化合物或其混合物为原料的含氧化合物在催化剂磷酸硅铝分子筛(SAPO)的催化作用下生成以乙烯、丙烯为主要生成物的工艺路线正受到国内外的广泛重视。
以甲醇或二甲醚为代表的含氧有机化合物是典型的含氧有机化合物，主要由煤基或天然气基的合成气生产。用以甲醇为代表的含氧有机化合物为原料生产以乙烯和丙烯为主的低碳烯烃工艺目前主要有MTO和MTP技术。
衡量一种工艺的优劣的主要指标是设备投资、生产能耗和产品回收率，尤其是装置能耗最受关注。一般而言，上述指标是互相矛盾和制约的，因此一个好的工艺应该兼顾各方，实现灵活和低成本的生产。人们从MTO工艺技术加工流程、催化剂、工艺条件以及设备结构等方面进行了广泛的研究和探索，取得令人满意的成果，但有关如何有效降低MTO装置能耗的文献报道不多。
CN101139118A公开了一种含甲醇和二甲醚的污水处理工艺，该工艺为：含甲醇和二甲醚的污水，加压后与汽提塔塔底净化水换热，然后进入汽提塔，汽提塔顶气产生的甲醇等气体混合物经换热后进入回流罐，一部分作为回流返回汽提塔塔顶，另一部分送至装置外或作为MTO装置的原料；汽提塔塔底出净化水，与含甲醇和二甲醚的污水换热后送至装置外。在上述工艺中，污水汽提塔顶气体经过水冷器冷却后进入到塔顶回流罐，污水汽提塔顶气体温度较高，在100℃～160℃范围内，该工艺流程需要消耗大量的循环水，从而导致装置能耗的增加。
发明内容
本发明要解决的是现有技术中循环水消耗量大、装置能耗高的技术问题。为了解决上述问题，本发明提供了一种降低含氧化合物制烯烃装置能耗的方法，优化污水汽提塔顶气体换热流程，降低了装置的能耗。
本发明提供的降低含氧化合物制烯烃装置能耗的方法为：含甲醇或二甲醚的污水进入污水汽提塔，汽提后的污水汽提塔顶汽提气经含氧化合物原料-汽提气换热器换热后进入污水汽提塔顶回流罐，从回流罐底流出的含有甲醇或二甲醚的浓缩水全部作为塔顶回流返回污水汽提塔上部，或者一部分作为塔顶冷回流返回污水汽提塔上部，另一部分与含氧化合物原料进料混合送至反应器回炼；回流罐顶的不凝气送至反应器回炼。
本发明所述的污水汽提塔顶汽提气的温度范围为40～250℃，优选100～160℃，操作压力范围为0.1～1.0MPaG，优选0.25～0.5MPaG。
从回流罐顶排出的不凝气的量占污水汽提塔顶汽提气总量的质量百分比为0～50％，优选0～30％。从回流罐底流出的浓缩水占污水汽提塔顶汽提气总量的质量百分比为50～100％，优选70～100％。作为回流的浓缩水占总浓缩水的质量百分比为1～50％，优选5～40％。
本发明所述的含氧化合物原料可以选自甲醇、乙醇、二甲醚和C4～C10醇化合物中一种或一种以上混合物。
本发明所述含氧化合物原料-汽提气换热器，可以选自所有类型的换热器，优选管壳式换热器。使用的换热器可以并流、逆流或错流操作，优选逆流操作方式。
作为进一步改进的方案，污水汽提塔顶汽提气经含氧化合物原料-汽提气换热器换热后，先经污水汽提塔顶气冷却器(正常不用)冷却，再进入污水汽提塔顶回流罐。这样，可以保证装置在诸如进料出现波动等非正常工况下仍能正常运行。
本发明的方法与现有技术相比具有以下几个方面的优越性：
(1)由于本发明的方法采用了含氧化合物原料-汽提气换热器，使含氧化合物原料的换热介质可以采用高温污水汽提塔顶汽提气，故可以最大限度地回收污水汽提塔顶汽提气的高温位热能，减少蒸汽用量，降低装置的总能耗；
(2)采用本发明所述的方法，由于污水汽提塔顶汽提气冷却器正常工况下不用，只是作为非正常工况条件下的备用措施，故可以减少循环冷却水用量，降低装置的总能耗；
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的说明。但并不限制本发明的使用范围。
附图说明
图1是本发明的降低含氧化合物制烯烃装置能耗的方法的原则流程图；
图中：1-污水汽提塔，2-污水汽提塔顶汽提气，3-含氧化合物原料-汽提气换热器，4-汽提气冷却器，5-回流罐顶不凝气，6-塔顶回流罐，7-浓缩水储罐，8-出储罐的浓缩水，9-塔顶回流泵，10-回流浓缩水，11-污水。
具体实施方式
如图1所示，含甲醇或二甲醚污水11进入污水汽提塔1，汽提后的污水汽提塔顶汽提气2经含氧化合物原料-汽提气换热器3换热后进入塔顶回流罐6，从塔顶回流罐6底部排出的浓缩水经塔顶回流泵9升压后，一部分作为回流浓缩水10返回污水汽提塔1上部，另一部分进入浓缩水储罐7储存，出储罐的浓缩水8可与含氧化合物原料混合送至反应器回炼；回流罐顶不凝气5送至反应器回炼。从塔顶回流罐6底部排出的浓缩水经塔顶回流泵9升压后也可以全部作为回流浓缩水10返回污水汽提塔1上部。汽提气冷却器4在正常工况下不使用。
污水汽提塔顶汽提气2的温度范围为100～160℃，操作压力为0.25～0.5MPaG。回流罐顶不凝气5的量占污水汽提塔顶汽提气2总量的质量百分比为0～30％。从回流罐底流出的浓缩水占污水汽提塔顶汽提气2总量的质量百分比为70～100％。回流浓缩水10占总浓缩水的质量百分比为5～40％。

Claims (24)

1.一种降低含氧化合物制烯烃装置能耗的方法，其特征在于：含甲醇或二甲醚的污水进入污水汽提塔，汽提后的污水汽提塔顶汽提气经含氧化合物原料-汽提气换热器换热后进入污水汽提塔顶回流罐，从回流罐底流出的含有甲醇或二甲醚的浓缩水全部作为塔顶回流返回污水汽提塔上部，或者一部分作为塔顶冷回流返回污水汽提塔上部，另一部分与含氧化合物原料进料混合送至反应器回炼；回流罐顶的不凝气送至反应器回炼；所述的污水汽提塔顶汽提气的温度为100～160℃，操作压力为0.25～0.5MPaG。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的回流罐顶不凝气的量占污水汽提塔顶汽提气总量的质量百分比为0～50％，回流罐底流出的浓缩水占污水汽提塔顶汽提气总量的质量百分比为50～100％，回流的浓缩水占总浓缩水的质量百分比为1～50％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的回流罐顶不凝气的量占污水汽提塔顶汽提气总量的质量百分比为0～30％，回流罐底流出的浓缩水占污水汽提塔顶汽提气总量的质量百分比为70～100％，回流的浓缩水占总浓缩水的质量百分比为5～40％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的含氧化合物原料为甲醇、乙醇、二甲醚和C4～C10醇化合物中一种或一种以上的混合物。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的含氧化合物原料为甲醇、乙醇、二甲醚和C4～C10醇化合物中一种或一种以上的混合物。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的含氧化合物原料为甲醇、乙醇、二甲醚和C4～C10醇化合物中一种或一种以上的混合物。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的含氧化合物原料-汽提气换热器为管壳式换热器，操作方式为并流、逆流或错流操作。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的含氧化合物原料-汽提气换热器为管壳式换热器，操作方式为并流、逆流或错流操作。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的含氧化合物原料-汽提气换热器为管壳式换热器，操作方式为并流、逆流或错流操作。
10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的含氧化合物原料-汽提气换热器为管壳式换热器，操作方式为并流、逆流或错流操作。
11.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的含氧化合物原料-汽提气换热器为管壳式换热器，操作方式为并流、逆流或错流操作。
12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的含氧化合物原料-汽提气换热器为管壳式换热器，操作方式为并流、逆流或错流操作。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的污水汽提塔顶汽提气经含氧化合物原料-汽提气换热器换热后，先经污水汽提塔顶气冷却器冷却，再进入污水汽提塔顶回流罐。
14.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的污水汽提塔顶汽提气经含氧化合物原料-汽提气换热器换热后，先经污水汽提塔顶气冷却器冷却，再进入污水汽提塔顶回流罐。
15.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的污水汽提塔顶汽提气经含氧化合物原料-汽提气换热器换热后，先经污水汽提塔顶气冷却器冷却，再进入污水汽提塔顶回流罐。
16.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的污水汽提塔顶汽提气经含氧化合物原料-汽提气换热器换热后，先经污水汽提塔顶气冷却器冷却，再进入污水汽提塔顶回流罐。
17.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的污水汽提塔顶汽提气经含氧化合物原料-汽提气换热器换热后，先经污水汽提塔顶气冷却器冷却，再进入污水汽提塔顶回流罐。
18.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的污水汽提塔顶汽提气经含氧化合物原料-汽提气换热器换热后，先经污水汽提塔顶气冷却器冷却，再进入污水汽提塔顶回流罐。
19.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述的污水汽提塔顶汽提气经含氧化合物原料-汽提气换热器换热后，先经污水汽提塔顶气冷却器冷却，再进入污水汽提塔顶回流罐。
20.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述的污水汽提塔顶汽提气经含氧化合物原料-汽提气换热器换热后，先经污水汽提塔顶气冷却器冷却，再进入污水汽提塔顶回流罐。
21.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述的污水汽提塔顶汽提气经含氧化合物原料-汽提气换热器换热后，先经污水汽提塔顶气冷却器冷却，再进入污水汽提塔顶回流罐。
22.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：所述的污水汽提塔顶汽提气经含氧化合物原料-汽提气换热器换热后，先经污水汽提塔顶气冷却器冷却，再进入污水汽提塔顶回流罐。
23.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：所述的污水汽提塔顶汽提气经含氧化合物原料-汽提气换热器换热后，先经污水汽提塔顶气冷却器冷却，再进入污水汽提塔顶回流罐。
24.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述的污水汽提塔顶汽提气经含氧化合物原料-汽提气换热器换热后，先经污水汽提塔顶气冷却器冷却，再进入污水汽提塔顶回流罐。
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