CN202246473U

CN202246473U - 一种煤基甲醇制丙烯工艺系统

Info

Publication number: CN202246473U
Application number: CN2011202301560U
Authority: CN
Inventors: 张玉柱; 张来勇; 焦洪桥; 王勇; 张勇; 张伟; 袁玉龙; 王军; 马文瑞; 黄文�; 陈四仿; 曹新波; 张晨露; 张堃
Original assignee: Shenhua Group Corp Ltd; China Huanqiu Engineering Co Ltd; Shenhua Ningxia Coal Industry Group Co Ltd
Current assignee: Shenhua Group Corp Ltd; China Huanqiu Contracting and Engineering Corp; China Huanqiu Engineering Co Ltd; Shenhua Ningxia Coal Industry Group Co Ltd
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2021-06-30

Abstract

一种煤基甲醇制丙烯工艺系统，包括MTP反应器、热回收系统、急冷系统、压缩分离单元、脱丙烷塔、干燥单元、脱乙烷塔、C3组分分离塔、氧化物抽提塔、脱丁烷塔以及用于连接上述单元设备的物流输送管线；所述脱丙烷塔顶部C3及C3以下组分出口管线与干燥单元相连，而经干燥的C3及C3以下组分输送管线与所述脱乙烷塔进料管线相连；所述氧化物抽提塔顶部C4及C4以上组分输出管线与所述脱丁烷塔进料管线相连；所述氧化物抽提塔内部设有液体收集装置。采用本实用新型改造的分离系统分离精制所得到的丙烯产品的水含量能够符合聚合级丙烯的标准。

Description

一种煤基甲醇制丙烯工艺系统

技术领域

本实用新型涉及一种改进的煤基甲醇制丙烯工艺系统。

背景技术

低碳烯烃之一的丙烯是化学工业中重要的基本有机化工原料，长期以来国内外丙烯的来源主要依靠石脑油裂解技术。近十年来，随着石油资源的逐渐减少、国际原油价格不断上涨，丙烯的生产成本不断升高，极大程度上制约了丙烯工业的发展。于是，国内外的一些研究学者努力寻找以非石油资源为原料生产丙烯的新方法。随着甲醇装置工业化生产技术的日趋成熟，以煤或天然气资源生成甲醇再制取丙烯的生产路线越来越受到人们的关注。

作为世界首套50万吨/年煤基丙烯装置，MTP工艺技术的工业化应用是首次尝试。装置开车过程没有类似经验可以借鉴，装置在开车期间丙烯产品各项指标除了水含量超标外，其它指标均达到甚至优于聚合级丙烯产品规格要求。但产品中水含量超标导致MTP装置丙烯产品无法直接用于聚丙烯装置。

对于丙烯产品中水含量超标的问题，分析主要有以下两点的原因：(1)由于氧化物抽提塔液位控制困难，出口水含量超标，带有大量游离水的液烃组分进入干燥器，很快就使干燥器内分子筛吸附饱和失效。水含量超标的液烃进入脱丁烷塔，在脱丁烷塔顶，气相-小于C4的烃类中夹带超标的水又进入脱丙烷塔。在含有过量水的脱丙烷塔顶气相-C3及小于C3的烃类进入脱乙烷塔，过量的水继续残留在脱乙烷塔底C3液相中进入C3分离塔，导致丙烯产品中水含量超标。(2)由烃压缩机四段出口分离罐罐底出来的液态烃产物进入液烃干燥器后，含有C6以上的重烃，由于重烃的存在导致分子筛吸水能力迅速下降，而且分子筛表面吸附重烃后由于再生温度的限制不易再生完全，影响吸水效果。

为了解决上述问题，需要对煤基甲醇制丙烯的有关工艺流程进行改造，以使所得到的丙烯产品的水含量能够符合聚合级丙烯的标准。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种可有效控制煤基甲醇制丙烯工艺中丙烯产品水含量的工艺系统，以使所得到的丙烯产品达到聚合级丙烯的标准。

本实用新型所提供的煤基甲醇制丙烯工艺系统包括：MTP反应器、热回收系统、急冷系统、压缩分离单元、脱丙烷塔、干燥单元、脱乙烷塔、C3组分分离塔、氧化物抽提塔、脱丁烷塔以及用于连接上述单元设备的物流输送管线；其中，所述脱丙烷塔顶部C3及C3以下组分出口管线与干燥单元相连，而经干燥的C3及C3以下组分输送管线与所述脱乙烷塔进料管线相连；所述氧化物抽提塔顶部C4及C4以上组分输出管线与所述脱丁烷塔进料管线相连；所述氧化物抽提塔内部设有液体收集装置。

优选地，所述干燥单元包括3个或3个以上的干燥器，且所述干燥器之间以并联与串联相结合方式连接。

优选地，所述干燥器内分子筛床层的长径比为1-5，进一步优选为1.2-4，更进一步优选为2-3。

优选地，在所述氧化物抽提塔顶部C4及C4以上组分输出管线至所述脱丁烷塔进料管线之间设有液体收集装置；进一步优选地，在所述氧化物抽提塔顶部C4及C4以上组分输出管线至所述脱丁烷塔进料管线之间设有脱水罐。

优选地，所述氧化物抽提塔内部设有一层或一层以上的液体收集装置，进一步优选地，所述氧化物抽提塔内部设有一层或一层以上的聚结器。

与现有技术相比，本实用新型所提供的煤基甲醇制丙烯工艺系统易于实施，尤其是对现有工艺系统的改动小、改造成本低。通过本实用新型可有效地解决了丙烯产品中水含量超标的问题。所得到的丙烯产品的水含量在5ppm以下，可满足聚合级丙烯的标准。此外，本实用新型所提供的工艺改进易于实施，装置改造成本低。

附图说明

图1是本实用新型所涉及的MTP工艺过程的原则流程图；

图2是本实用新型优选实施方式之一的氧化物抽提塔的流程示意图；

图3是本实用新型优选实施方式之一的干燥单元的流程示意图。

具体实施方式

下面进一步详细说明本实用新型所提供的工艺系统，但本实用新型并不因此而受到任何限制。

在本实用新型中，需通过提高干燥器内分子筛床层的长径比，改善干燥效果。优选地，所述干燥器内分子筛床层的长径比为1-5，进一步优选为1.2-4，更进一步优选为2-3。可采用任何本领域常用手段提高干燥器内分子筛床层的长径比，例如，增加分子筛填装量或装填瓷球等均可。

在本实用新型中，还可增加干燥器数量，并使各干燥器之间以并联与串联相结合方式连接。通常情况下，液态烃干燥器和气态烃干燥器的设计再生周期为48小时。对于已经被水饱和的干燥器，干燥器的再生时间通常需要41小时。在干燥器再生之前，干燥器的退料和置换还需要6-8小时；再生完成后，对干燥器进行充填也需要5-8小时。因此，为了避免丙烯产品水含量超标，设置足够数量的干燥器是非常必要的。为了达到更好的干燥效果，需确保烃类产物在分子筛吸附剂中的停留时间足够长。因此，在增加干燥器数量的前提下，使各干燥器之间以并联与串联相结合方式连接。这样，既可确保干燥过程和再生过程顺利地切换进行，也可使烃类物料在干燥器中有足够的停留时间。本领域技术人员可根据具体工艺要求，通过常规工艺计算确定所需干燥器数量及其具体设置方式。例如，可以设置四个干燥器，每二个串联的干燥器为一组，两组干燥器并联连接，以方便切换操作。

本实用新型调整了来自压缩机四段出口分离罐底部的原液态烃干燥器的位置。由于烃压缩机四段出口分离罐罐底出来的液态烃中含有C6以上的重烃，而重烃会导致分子筛吸水能力迅速下降。按照原有设备布置和配管走向，本实用新型将压缩机四段出口分离罐下游的原液态烃干燥单元调整至脱丙烷塔塔顶冷凝器去脱乙烷塔的气相进料线上，从而使分子筛的吸水效果能很好地发挥出来，同时还可延长干燥器的活性周期。

在本实用新型中，需在氧化物抽提塔和/或氧化物抽提塔至脱丁烷塔之间增设液体收集装置，如聚结器或/和脱水罐，使得氧化物抽提塔中的液烃，经聚结器和脱水罐分离出大量的游离水，以确保下游装置的稳定操作。

所述的液体收集装置可设置在氧化物抽提塔的顶部或中部，也可设置在氧化物抽提塔的下游，还可在氧化物抽提塔的顶部或中部和氧化物抽提塔的下游同时设置。在具体工艺改造过程中，可根据分离的产物的特点，选择增加水聚结器或脱水罐，或同时增加两种液体收集装置。根据本实用新型优选的实施方案，聚结器可设置在氧化物抽提塔的塔顶或中部，脱水罐可设置在氧化物抽提塔出口至下游装置之间。

在本实用新型中，所述聚结器可选用适于液-液分离的聚结器中的任意一种，采用聚结滤芯，除去固体杂质，并将极小的水滴聚结成较大的水珠。绝大部分聚结后的水珠可以靠自重从油中分离除去，沉降到集水槽中。

在本实用新型所提供的工艺系统实施过程中，最好根据氧化物抽提塔出口物料中的水、甲醇、二甲醚的含量，调整氧化物抽提塔进料水量，使抽提塔的液位控制在-15％-15％范围内；优选地，液位控制在-10％-10％范围内；进一步优选地，液位控制在-5％-5％范围内。具体调节方法与本领域常规方法相同，例如，根据氧化物抽提塔进出口的物料分析数据，调整氧化物抽提塔的水烃界位，同时调整进料洗涤水的量(例如，设计洗涤水量12t/h)。当物料中氧化物含量较低时，适当增加物料进量；如果物料中氧化物含量较高时，适当减少物料进量；物料进量范围控制在塔容量的43.50％-72.12％范围内。

在本实用新型中，优选地，对氧化物抽提塔的液位控制通过增设远程界位计和液位计实现。同时，对界位计进行调校，以达到中控控制和现场操作数据一致的效果。通过调整氧化物抽提塔界面计及液位计量程范围，并调整液位控制高度，减少塔顶出口夹带的水含量。

如图1所示，来自MTP反应器10的产品气经过热回收系统11进入急冷系统12进行冷却，冷却后的产品气进入压缩分离单元13，分离出气态烃(C4以下组分)和液态烃(C4和C4以上组分)。气态烃经干燥后进入脱丙烷塔14，使C3和C3以下组分与C4和C4以上组分以及作为吸附剂的甲醇、二甲醚等相分离。脱丙烷塔顶部的气态烃(C3和C3以下组分)经本实用新型所述干燥单元15进行干燥后进入脱乙烷塔16。在脱乙烷塔中，分离C2以下组分和C3组分。所得到的C3组分送入C3组分分离塔17，以实现丙烯和丙烷的分离。而压缩分离单元分离出的液态烃(C4和C4以上组分)，经过氧化物抽提塔1后，进入后续脱丁烷塔19进行处理。

通过上述对于改造后的MTP工艺流程的描述可以看出，进入本实用新型所述干燥单元的物流为C4以下的轻烃。因此，分子筛的吸水效果能很好地发挥出来，以确保从脱乙烷塔底进入C3组分分离塔的C3组分含水量不超标，从而得到完全合格的聚合级丙烯产品。

如图2所示，原氧化物抽提塔1中设置有液体收集装置2，例如，可以采用不锈钢材质的聚结器，其作用是除去物料中的泡沫，并将极小的水滴聚结成较大的水珠。绝大多数聚结的水珠靠自身重力作用分离出来，沉降到集水槽中。在本实用新型中，对氧化物抽提塔进行了改造，在原液体收集装置2的下方增设了第二层液体收集装置2’。此外，作为本实用新型优选的实施方式，氧化物抽提塔1的下游工段中增设第三液体收集装置3；进一步优选地，所述第三液体收集装置3为脱水罐。

如图3所示，原干燥单元包括并联连接的第一干燥器4和第二干燥器5。本实用新型在原干燥单元的基础上，增设第三干燥器6，并改变干燥器之间的连接方式，使得这三台干燥器两两串联，与第三台并联，两开一备。例如，第一干燥器4与新增的第三干燥器6串联，以提高干燥效率；当第一干燥器4需要再生时，切换阀门，使得第二干燥器5与新增的第三干燥器6串联，并对第一干燥器4焙烧再生。本实用新型所述干燥单元的设置方式并不局限于图3所示形式。图3仅用于举例说明本实用新型所述干燥单元。本实用新型所述干燥单元设置于脱丙烷塔塔顶冷凝器至脱乙烷塔的气相进料管线上。

通过试验证明，采用本实用新型所提供的煤基甲醇制丙烯工艺系统后，来自脱丙烷塔塔顶的物流(C3和C3以下组分)经所述干燥单元干燥后，其水含量可降至3ppm，符合聚合级丙烯的要求。

Claims

1.一种煤基甲醇制丙烯工艺系统，包括：MTP反应器、热回收系统、急冷系统、压缩分离单元、脱丙烷塔、干燥单元、脱乙烷塔、C3组分分离塔、氧化物抽提塔、脱丁烷塔以及用于连接上述单元设备的物流输送管线；其特征在于，所述脱丙烷塔顶部C3及C3以下组分出口管线与干燥单元相连，而经干燥的C3及C3以下组分输送管线与所述脱乙烷塔进料管线相连；所述氧化物抽提塔顶部C4及C4以上组分输出管线与所述脱丁烷塔进料管线相连；所述氧化物抽提塔内部设有液体收集装置。

2.根据权利要求1所述的工艺系统，其特征在于，所述干燥单元包括3个或3个以上的干燥器，且所述干燥器之间以并联与串联相结合方式连接。

3.根据权利要求2所述的工艺系统，其特征在于，所述干燥器内分子筛床层的长径比为1-5∶1。

4.根据权利要求3所述的工艺系统，其特征在于，所述干燥器内分子筛床层的长径比为1.2-4∶1。

5.根据权利要求4所述的工艺系统，其特征在于，所述干燥器内分子筛床层的长径比为2-3∶1。

6.根据权利要求5所述的工艺系统，其特征在于，在所述氧化物抽提塔顶部C4以上组分输出管线至所述脱丁烷塔进料管线之间设有液体收集装置。

7.根据权利要求6所述的工艺系统，其特征在于，在所述氧化物抽提塔顶部C4及C4以上组分输出管线至所述脱丁烷塔进料管线之间设有脱水罐。

8.根据权利要求7所述的工艺系统，其特征在于，所述氧化物抽提塔内部设有一层以上的液体收集装置。

9.根据权利要求8所述的工艺系统，其特征在于，所述氧化物抽提塔内部设有一层以上的聚结器。

10.根据权利要求6所述的工艺系统，其特征在于，所述液体收集装置为聚结器和/或脱水罐。