CN117263884A - 一种甲醇制芳烃/烯烃联产环氧丙烷的循环耦合工艺 - Google Patents
一种甲醇制芳烃/烯烃联产环氧丙烷的循环耦合工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种甲醇制芳烃/烯烃联产环氧丙烷的循环耦合工艺,以甲醇为原料,生产芳烃/低碳烯烃,其中芳烃分离后得到苯,苯循环耦合至环氧丙烷工艺流程中,低碳烯烃分离后得到聚合级产品乙烯/丙烯,聚合级丙烯经双氧水直接氧化法生产环氧丙烷;在环氧丙烷生产装置中,双氧水、丙烯、甲醇充分混合后加入到反应单元中,反应后的物料经分离提纯后得到丙烯、甲醇‑水液相、产品环氧丙烷,其中丙烯循环利用至反应单元,甲醇‑水液相经过树脂吸附精制单元除去碱金属及有机胺类物质等杂质,本发明将芳烃/烯烃装置和环氧丙烷装置进行循环耦合,使环氧丙烷装置中回收的甲醇溶剂循环利用至芳烃/烯烃装置中,解决了现有工艺复杂、成本高的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及循环耦合工艺技术领域,具体为一种甲醇制芳烃/烯烃联产环氧丙烷的循环耦合工艺。
背景技术
现代煤化工已经广泛应用在能源生产、化学品生产、替代化石燃料、环保领域等多个方面,其中主要包括煤制油、煤制天然气等新型煤基能源以及煤制烯烃、乙二醇等新型煤基材料。现代煤化工产业具有投资大、周期长、技术含量高的特点,在实际生产中高度依赖煤炭资源,需要政府配套政策持续扶持。我国煤化工产业基本维持了发展的总基调,伴随着国家对煤化工产业内涵理解程度的深化,从原先积极倡导煤化工中试发展,到逐渐认识到低水平、小规模化工装置能效低、利用率低、环境污染高的缺点,开始慎重看待煤化工发展,逐渐走煤炭深加工、规模化的发展道路,在煤炭资源丰富、环境容量富余的地区打造现代化煤化工产业基地,由点到面带动整个现代煤化工产业链由提供初级化工产品向高端功能材料转变。煤可转化为合成气,合成气可用于制备甲醇等化工产品,甲醇深加工成高端化学品及新材料。以甲醇为原料,采用循环流化床制芳烃/低碳烯烃,其中低碳烯烃主要包括聚合级乙烯、聚合级丙烯,烯烃经分离后,通过双氧水直接氧化聚合级丙烯生产环氧丙烷(PO),该工艺方法具有产品收率较高,基本无污染特点,属于环境友好的清洁生产系统。
现有技术中,聚合级丙烯、双氧水、甲醇混合后加入到反应单元中,在催化剂TS-1的存在下进行环氧化反应,反应后的物料进一步到丙烯分离单元,丙烯经过提纯操作后循环回到反应系统中。粗产品PO经分离精制单元得到纯品环氧丙烷,送入罐组储存。生产过程产生的甲醇-水液相经溶剂回收、精制单元后分离提纯甲醇,甲醇溶剂返回环氧丙烷反应单元进行循环利用。
1.传统环氧丙烷装置中设计的甲醇-水液相需经过溶剂回收、精制单元,具有能耗大、投资成本高的缺点;
2.纯化后的甲醇直接循环回到环氧丙烷的反应单元中,需不断溶解反应过程中的副产物和杂质,当其中的杂质浓度达到一定程度后,需要用新鲜甲醇置换,置换而出的循环甲醇废料不能直接用于生产,只能作为危险废液焚烧处理,造成高额处理费,同时增加了环保风险;
3.甲醇中的水含量会影响环氧化反应的活性,必须严格控制循环甲醇中的水含量,对甲醇分离提纯要求高;
4.甲醇溶剂中的有机胺类物质会对环氧化催化剂造成不可逆转的失活,需严格把控甲醇中有机胺类物质的含量;
5.甲醇-水液相中含有对甲醇制芳烃/烯烃催化剂中毒的碱金属、有机胺等物质,通过简单的在线吸附,可以满足甲醇制芳烃/烯烃的进料要求。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种甲醇制芳烃/烯烃联产环氧丙烷的循环耦合工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种甲醇制芳烃/烯烃联产环氧丙烷的循环耦合工艺,包括以下步骤:
A、以甲醇为原料,生产芳烃/低碳烯烃,其中的低碳烯烃经过分离后得到苯、聚合级产品乙烯/丙烯;
B、聚合级丙烯采用双氧水氧化法生产环氧丙烷;
C、在环氧丙烷生产装置中,双氧水、丙烯、甲醇充分混合后加入到反应单元中,得到反应后的物料;
D、反应后的物料经分离提纯后得到丙烯、甲醇-水液相、产品环氧丙烷;
E、分离后的丙烯循环利用至环氧丙烷装置的反应单元,环氧丙烷作为产品产出;
F、由甲醇制芳烃/烯烃装置中生产分离出的苯循环耦合利用至环氧丙烷装置工艺流程中,作为分离提纯的共沸剂;
G、甲醇-水液相经过树脂吸附精制单元除去碱金属及有机胺类物质杂质,纯化后的甲醇溶剂直接循环耦合至甲醇制芳烃/烯烃反应装置中。
优选的,所述步骤E中,分离后的丙烯循环利用至环氧丙烷装置的反应单元,环氧丙烷作为产品产出。
优选的,所述步骤F中,由甲醇制芳烃/烯烃装置中生产分离出的苯循环耦合利用至环氧丙烷装置工艺流程中,作为分离提纯的共沸剂。
优选的,所述步骤G中,环氧丙烷装置中分离出的甲醇-水液相经过树脂吸附精制单元除去碱金属及有机胺类物质杂质,回收甲醇溶剂,使纯化后的甲醇直接循环耦合至甲醇制芳烃/烯烃反应装置中。
优选的,所述树脂吸附精制单元包括具备自动切换的在线再生的吸附再生筒、老化树脂的自动更换装置,整个装置设置第一吸附再生筒、第二吸附再生筒、第三吸附再生筒,所述第一吸附再生筒、第二吸附再生筒、第三吸附再生筒分别通过第二导液管、第三导液管、第四导液管与甲醇液相管道连接;所述第二导液管与所述第三导液管及所述第四导液管上分别安装有第一控制阀、第二控制阀及第三控制阀;所述第一吸附再生筒、第二吸附再生筒、第三吸附再生筒内壁均安装感应器。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明通过改善和优化环氧丙烷装置工艺流程来实现的,将芳烃/烯烃装置和环氧丙烷装置进行循环耦合,使环氧丙烷装置中回收的甲醇溶剂循环利用至芳烃/烯烃装置中,不再返回到环氧丙烷的反应单元中,解决了现有技术工艺复杂、成本高、能耗大、碳排放量大的技术问题;此外,本发明设置的树脂吸附精制单元能够进一步提高碱金属和有机胺类物质等杂质的去除效率。
附图说明
图1为本发明工作流程图;
图2为本发明工艺流程图;
图3为现有技术工艺流程图;
图4为本发明树脂吸附精制单元结构示意图;
图中:第一吸附再生筒1、第二吸附再生筒2、第三吸附再生筒3、第二导液管4、第三导液管5、第四导液管6、第一控制阀7、第二控制阀8、第三控制阀9、感应器10。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4,本发明提供一种技术方案:一种甲醇制芳烃/烯烃联产环氧丙烷的循环耦合工艺,包括以下步骤:
A、以甲醇为原料,生产芳烃/低碳烯烃,其中的低碳烯烃经过分离后得到苯、聚合级产品乙烯/丙烯;
B、聚合级丙烯采用双氧水氧化法生产环氧丙烷;
C、在环氧丙烷生产装置中,双氧水、丙烯、甲醇充分混合后加入到反应单元中,得到反应后的物料;
D、反应后的物料经分离提纯后得到丙烯、甲醇-水液相、产品环氧丙烷;
E、分离后的丙烯循环利用至环氧丙烷装置的反应单元,环氧丙烷作为产品产出;
F、由甲醇制芳烃/烯烃装置中生产分离出的苯循环耦合利用至环氧丙烷装置工艺流程中,作为分离提纯的共沸剂;
G、甲醇-水液相经过树脂吸附精制单元除去碱金属及有机胺类物质杂质,纯化后的甲醇溶剂直接循环耦合至甲醇制芳烃/烯烃反应装置中。
本发明中,所述步骤E中,分离后的丙烯循环利用至环氧丙烷装置的反应单元,环氧丙烷作为产品产出。
本发明中,所述步骤F中,由甲醇制芳烃/烯烃装置中生产分离出的苯循环耦合利用至环氧丙烷装置工艺流程中,作为分离提纯的共沸剂。
本发明中,所述步骤G中,环氧丙烷装置中分离出的甲醇-水液相经过树脂吸附精制单元除去碱金属及有机胺类物质杂质,回收甲醇溶剂,使纯化后的甲醇直接循环耦合至甲醇制芳烃/烯烃反应装置中。
本发明中,树脂吸附精制单元包括具备自动切换的在线再生的吸附再生筒、老化树脂的自动更换装置,整个装置设置第一吸附再生筒1、第二吸附再生筒2、第三吸附再生筒3,所述第一吸附再生筒1、第二吸附再生筒2、第三吸附再生筒3分别通过第二导液管4、第三导液管5、第四导液管6与甲醇液相管道连接;所述第二导液管4与所述第三导液管5及所述第四导液管6上分别安装有第一控制阀7、第二控制阀8及第三控制阀9;所述第一吸附再生筒1、第二吸附再生筒2、第三吸附再生筒3内壁均安装感应器10。本发明设置的树脂吸附精制单元能够进一步提高碱金属和有机胺类物质等杂质的去除效率。
环氧丙烷装置中设计的甲醇-水液相回收需经过树脂吸附精制单元得到高纯度的甲醇溶剂,再将其循环利用至芳烃/烯烃反应装置中,达到降低能耗、节约成本、减少碳排放量,对环境有好的目的。
本发明中甲醇溶剂可直接循环耦合回收到甲醇制芳烃/烯烃反应装置中,可继续做反应溶剂,解决现有技术产生危险废液多的缺点;由于提纯的甲醇溶剂循环到芳烃/烯烃生产装置中,环氧丙烷装置使用新鲜甲醇,因此对催化剂钛硅分子筛的催化活性影响较小;在环氧丙烷装置中,对现有技术生产的甲醇-水液相的回收、精制单元改成树脂吸附精制单元,环氧丙烷产能为10万吨/年,通过以上方法可降低能耗,节约40万吨/年的甲醇精馏成本,同时也可对环境友好,减少碳排放,符合“双碳”理念。
综上所述,本发明通过改善和优化环氧丙烷装置工艺流程来实现的,将甲醇制芳烃/烯烃装置和环氧丙烷装置进行循环耦合,使环氧丙烷装置中回收的甲醇溶剂循环利用至芳烃/烯烃装置中,不再返回到环氧丙烷的反应单元中,解决了现有技术工艺复杂、成本高、能耗大、碳排放量大的技术问题。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (5)
1.一种甲醇制芳烃/烯烃联产环氧丙烷的循环耦合工艺,其特征在于:包括以下步骤:
A、以甲醇为原料,生产芳烃/低碳烯烃,其中的低碳烯烃经过分离后得到苯、聚合级产品乙烯/丙烯;
B、聚合级丙烯采用双氧水氧化法生产环氧丙烷;
C、在环氧丙烷生产装置中,双氧水、丙烯、甲醇充分混合后加入到反应单元中,得到反应后的物料;
D、反应后的物料经分离提纯后得到丙烯、甲醇-水液相、产品环氧丙烷;
E、分离后的丙烯循环利用至环氧丙烷装置的反应单元,环氧丙烷作为产品产出;
F、由甲醇制芳烃/烯烃装置中生产分离出的苯循环耦合利用至环氧丙烷装置工艺流程中,作为分离提纯的共沸剂;
G、甲醇-水液相经过树脂吸附精制单元除去碱金属及有机胺类物质杂质,纯化后的甲醇溶剂直接循环耦合至甲醇制芳烃/烯烃反应装置中。
2.根据权利要求1所述的一种甲醇制芳烃/烯烃联产环氧丙烷的循环耦合工艺,其特征在于:所述步骤E中,分离后的丙烯循环利用至环氧丙烷装置的反应单元,环氧丙烷作为产品产出。
3.根据权利要求1所述的一种甲醇制芳烃/烯烃联产环氧丙烷的循环耦合工艺,其特征在于:所述步骤F中,由甲醇制芳烃/烯烃装置中生产分离出的苯循环耦合利用至环氧丙烷装置工艺流程中,作为分离提纯的共沸剂。
4.根据权利要求1所述的一种甲醇制芳烃/烯烃联产环氧丙烷的循环耦合工艺,其特征在于:所述步骤G中,环氧丙烷装置中分离出的甲醇-水液相经过树脂吸附精制单元除去碱金属及有机胺类物质杂质,回收甲醇溶剂,使纯化后的甲醇直接循环耦合至甲醇制芳烃/烯烃反应装置中。
5.根据权利要求4所述的一种甲醇制芳烃/烯烃联产环氧丙烷的循环耦合工艺,其特征在于:所述树脂吸附精制单元包括具备自动切换的在线再生的吸附再生筒、老化树脂的自动更换装置,整个装置设置第一吸附再生筒(1)、第二吸附再生筒(2)、第三吸附再生筒(3),所述第一吸附再生筒(1)、第二吸附再生筒(2)、第三吸附再生筒(3)分别通过第二导液管(4)、第三导液管(5)、第四导液管(6)与甲醇液相管道连接;所述第二导液管(4)与所述第三导液管(5)及所述第四导液管(6)上分别安装有第一控制阀(7)、第二控制阀(8)及第三控制阀(9);所述第一吸附再生筒(1)、第二吸附再生筒(2)、第三吸附再生筒(3)内壁均安装感应器(10)。
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