CN203782054U - 甲醇制烯烃系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种甲醇制烯烃系统。该甲醇制烯烃系统包括：甲醇合成单元；甲醇缓冲单元，与甲醇合成单元连接；脱轻单元，与甲醇缓冲单元连接；反应器，与脱轻单元连接；第一换热单元，设置在甲醇缓冲单元与脱轻单元之间，对从甲醇缓冲单元输入脱轻单元的甲醇的温度进行调节；第二换热单元，设置在脱轻单元和反应器之间，对经脱轻单元处理后的甲醇进行换热以使甲醇达到制烯烃的反应温度。本实用新型的甲醇制烯烃系统，能够简化甲醇制烯烃工艺流程，达到降低工程投资、缩短建设周期、降低设备维护成本和生产运行节能降耗的目的。

Description

甲醇制烯烃系统

技术领域

本实用新型涉及甲醇制烯烃工艺技术领域，更具体地，涉及一种甲醇制烯烃系统。

背景技术

现有的甲醇制烯烃系统中，首先是将合成气在催化剂的作用下反应生成粗甲醇，合成气与气态的甲醇经过冷却器冷却至45℃后，液态甲醇排入闪蒸槽，后经脱轻塔脱除轻组分在MTO级甲醇冷却器冷却至45℃，送入MTO级甲醇储罐；MTO装置入料通过储罐出口泵将MTO级甲醇送入MTO装置后，经过一系列的换热器和设备，即两台甲醇-凝结水换热器、一台甲醇-汽提气换热器、两台甲醇升压泵再将甲醇升温至100℃，再经汽化器、甲醇—反应气换热器加热后进入反应器。可见，目前甲醇制烯烃系统为两个单独的装置，前者属于煤化工装置，后者属于石化装置，虽二者为上下游关系，但二者的结合不够紧密，各自设计没有兼顾两者共同点，造成了两者工艺上的使用性的重复，能源利用较不经济，也造成了投资成本的增加。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种甲醇制烯烃系统，以解决现有技术中的甲醇制烯烃系统成本高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种甲醇制烯烃系统，该甲醇制烯烃系统包括：甲醇合成单元；甲醇缓冲单元，与甲醇合成单元连接；脱轻单元，与甲醇缓冲单元连接；反应器，与脱轻单元连接；第一换热单元，设置在甲醇缓冲单元与脱轻单元之间，对从甲醇缓冲单元输入脱轻单元的甲醇的温度进行调节；第二换热单元，设置在脱轻单元和反应器之间，对经脱轻单元处理后的甲醇进行换热以使甲醇达到制烯烃的反应温度。

进一步地，甲醇合成单元包括新鲜气分离器、压缩机、中间换热器、合成塔、水冷器以及甲醇分离器，其中，新鲜气分离器、压缩机以及中间换热器依次相连，且中间换热器具有两个出口和两个入口，中间换热器的第一个入口与压缩机连接，中间换热器的第一个出口与合成塔的入口连接，中间换热器的第一个入口与中间换热器的第一个出口相连通，中间换热器的第二个入口与合成塔的出口连接，中间换热器的第二个出口的下游依次连接有水冷器和甲醇分离器，中间换热器的第二个入口与中间换热器的第二个出口相连通。

进一步地，甲醇合成单元还包括甲醇闪蒸罐；甲醇分离器具有两个出口，甲醇分离器的第一个出口设置在甲醇分离器的顶端，并通过第一管道与新鲜气分离器和压缩机之间的管道连通，甲醇分离器的第二个出口与甲醇闪蒸罐的入口连接；甲醇闪蒸罐的出口与甲醇缓冲单元连接。

进一步地，，甲醇缓冲单元包括：甲醇储存罐，与甲醇合成单元连接；甲醇外送泵，与甲醇储存罐连接，用于将甲醇储存罐中的甲醇泵送至脱轻单元。

进一步地，第一换热单元包括控制阀、甲醇-净化水预热器、以及甲醇-汽提气换热器，控制阀、甲醇-净化水预热器以及甲醇-汽提气换热器依次设置在甲醇缓冲单元至脱轻单元之间的管道上。

进一步地，第一换热单元还包括调温结构，调温结构通过第二管道与控制阀并联。

进一步地，调温结构为内取热器。

进一步地，，脱轻单元包括：脱轻塔，脱轻塔具有两个入口和两个出口，脱轻塔的第一个入口与甲醇缓冲单元连接；冷却器，冷却器的入口与脱轻塔的第一个出口连接；储液罐，储液罐的入口与冷却器的出口连接；第一液压泵，与储液罐的出口连接，将储液罐中的甲醇从脱轻塔的第二个入口泵送至脱轻塔；第二液压泵，与脱轻塔的第二出口连接，将脱轻塔中的甲醇泵送至第二换热单元。

进一步地，第二换热单元包括：甲醇-蒸汽换热器，与脱轻单元连接；甲醇-反应气换热器，甲醇-反应气换热器的入口与甲醇-蒸汽换热器的出口连接，甲醇-反应气换热器的出口与反应器连通；甲醇-凝结水换热器，通过第三管道与甲醇-反应气换热器并联以调节输送至反应器的甲醇的温度。

进一步地，甲醇-反应气换热器上设置有换热管，换热管的入口与反应器上端的旋风分离器连接，换热管的出口与反应气激冷塔连接。

应用本实用新型的技术方案，甲醇制烯烃系统包括甲醇合成单元、甲醇缓冲单元、脱轻单元、反应器、第一换热单元以及第二换热单元。其中，甲醇缓冲单元与甲醇合成单元连接；脱轻单元与甲醇缓冲单元连接；反应器与脱轻单元连接；第一换热单元设置在甲醇缓冲单元与脱轻单元之间，对从甲醇缓冲单元输入脱轻单元的甲醇的温度进行调节；第二换热单元设置在脱轻单元和反应器之间，对经脱轻单元处理后的甲醇进行换热以使甲醇达到制烯烃的反应温度。与传统的甲醇制烯烃系统相比，本实用新型的中的脱轻单元在整个系统中的位置位于甲醇缓冲单元之后，使得经脱轻处理之后的甲醇无需冷剂冷却即可直接输送至反应器以制作烯烃，省去了冷却设备和大量的冷剂，且本实施例的甲醇制烯烃系统中无需对原料甲醇设置多个预热单元，减少了系统中的预热结构，省略了甲醇升压泵，大大降低了甲醇制烯烃系统的建设周期、投资成本和运行维护成本。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本实用新型的甲醇制烯烃系统的连接关系图。

附图标记说明：

10、甲醇合成单元；11、新鲜气分离器；12、压缩机；13、中间换热器；14、合成塔；15、甲醇分离器；16、甲醇闪蒸罐；17、第一管道；18、水冷器；20、甲醇缓冲单元；21、甲醇储存罐；22、甲醇外送泵；30、脱轻单元；31、脱轻塔；32、冷却器；33、储液罐；34、第一液压泵；35、第二液压泵；36、再沸器；40、反应器；50、第一换热单元；51、控制阀；52、甲醇-净化水预热器；53、调温结构；54、第二管道；55、甲醇-汽提气换热器；60、第二换热单元；61、甲醇-蒸汽换热器；62、甲醇-反应气换热器；63、甲醇-凝结水换热器；64、换热管；65、第三管道。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1所示，图中箭头所指方向为管道中的流体的流动方向，且本实施例中的图1仅示出了甲醇制烯烃系统中的甲醇合成和MTO装置的部分结构。

根据本实用新型的实施例，提供了一种甲醇制烯烃系统。该甲醇制烯烃系统包括甲醇合成单元10、甲醇缓冲单元20、脱轻单元30、反应器40、第一换热单元50以及第二换热单元60。其中，甲醇缓冲单元20与甲醇合成单元10连接；脱轻单元30与甲醇缓冲单元20连接；反应器40与脱轻单元30连接；第一换热单元50设置在甲醇缓冲单元20与脱轻单元30之间，对从甲醇缓冲单元20输入脱轻单元30的甲醇的温度进行调节；第二换热单元60设置在脱轻单元30和反应器40之间，对经脱轻单元30处理后的甲醇进行再次换热以使甲醇达到制烯烃的反应温度。与传统的甲醇制烯烃系统相比，本实施例的中的脱轻单元30在整个系统中的位置位于甲醇缓冲单元20之后，使得经脱轻处理之后的甲醇不经冷却能够直接输送至反应器40以制作烯烃，且本实施例的甲醇制烯烃系统中无需对原料甲醇设置多个预热单元，省略了甲醇升压泵，减少了系统中的预热结构，大大降低了甲醇制烯烃系统的建设周期和生产成本。

具体来说，甲醇合成单元10用于将合成气合成粗甲醇并输送至反应器40。该甲醇合成单元10包括新鲜气分离器11、压缩机12、中间换热器13、合成塔14、水冷器18、甲醇分离器15。其中，新鲜气分离器11、压缩机12以及中间换热器13依次相连，且中间换热器13具有两个出口和两个入口，中间换热器13的第一个入口与压缩机12连接，中间换热器13的第一个出口与合成塔14的入口连接，且中间换热器13的第一个入口与中间换热器13的第一个出口相连通；中间换热器13的第二个入口与合成塔14的出口连接，中间换热器13的第二个出口的下游依次俩接有水冷器18和甲醇分离器15，且中间换热器13的第二个入口与中间换热器13的第二出口相连通。在制备甲醇的过程中，新鲜气，即由CO、CO₂、H₂组成的合成气从新鲜气分离器11的入口进入后，经新鲜气分离器11的分离出去其中的液体之后，进入到压缩机12内，经压缩机12提压和中间换热器13加热之后，合成气达到制备甲醇所需的压强和温度之后，进入到合成塔14中反应生成气态的甲醇，气态甲醇携带大量热量，此时将气态甲醇输送至中间换热器13内，一方面能够对流向合成塔14的合成气进行加热，另一方面还能够被冷却，对生成的气态甲醇进行初步冷却。经中间换热器13的换热处理之后的粗甲醇进入到水冷器18，经水冷器18进行再次冷却之后，温度在45摄氏度度左右，变为液态的粗甲醇。

在本实施例中，甲醇合成单元10还包括甲醇闪蒸罐16；甲醇分离器15具有两个出口，甲醇分离器15的第一个出口设置在甲醇分离器15的顶端，并通过第一管道17与新鲜气分离器11和压缩机12之间的管道连通，甲醇分离器15的第二个出口与甲醇闪蒸罐16的入口连接；甲醇闪蒸罐16的出口与甲醇缓冲单元20连接。此时，水冷器18中的液态粗甲醇进入甲醇分离器15之后，甲醇分离器15能够将未反应完全的合成气从粗甲醇中分离出来，并再次输送至压缩机12进行处理。而留在甲醇分离器15中的液态粗甲醇则流至甲醇闪蒸罐16，进而除去溶解在液态粗甲醇中的气体。

甲醇缓冲单元20包括甲醇储存罐21和甲醇外送泵22。其中甲醇储存罐21与甲醇合成单元10连接；甲醇外送泵22与甲醇储存罐21连接以将甲醇储存罐21中的甲醇泵送至脱轻单元30。在使用的过程中，直接将甲醇储存罐21与甲醇闪蒸罐16连接，此时，可以利用甲醇闪蒸罐16中的蒸发产生的内压力将经闪蒸处理之后的甲醇压入甲醇储存罐21中，无需在设置其他泵送结构，简化了整个系统的结构，降低企业生产成本。

再次参见图1所示，本实用新型的脱轻单元30包括脱轻塔31、冷却器32、储液罐33、第一液压泵34以及第二液压泵35。其中，脱轻塔31具有两个入口和两个出口，脱轻塔31的第一个入口与甲醇缓冲单元20连接；冷却器32的入口与脱轻塔31的第一个出口连接；储液罐33的入口与冷却器32的出口连接；第一液压泵34与储液罐33的储液罐33的出口连接，将储液罐33中的甲醇从脱轻塔31的第二个入口泵送至脱轻塔31；第二液压泵35与脱轻塔31的第二出口连接，将脱轻塔31中的甲醇泵送至反应器40。根据本实用新型的实施例，当甲醇外送泵22将甲醇储存罐21中的甲醇泵送至脱轻塔31之后，脱轻塔31对甲醇进行脱轻处理，在脱轻处理的过程中，轻组分中含有一部分甲醇，当轻组分从脱轻塔31的顶端流出后，经冷却器32的冷却处理，能够将轻组分中的甲醇冷凝呈液态流至储液罐33中，还能够将轻组分从冷却器32中排至系统的外部。而储液罐33中的液态甲醇则由第一液压泵34的作用泵回至脱轻塔31。在脱轻塔31内，经脱轻处理之后的剩余的液态甲醇则从脱轻塔31的底部经第二液压泵35的作用下泵送至反应器40中进行反应以制取烯烃。在本实施例中，脱轻塔31的底部还设置有再沸器36，该再沸器36底部的甲醇蒸发为气体再次送入脱轻塔31进行处理。

根据本实用新型的实施例，由于甲醇制烯烃反应所需温度较高，所以需要对甲醇进行加热。本实用新型设置了第一换热单元50和第二换热单元60对整个系统进行加热。

优选地，第一换热单元50包括控制阀51、甲醇-净化水预热器52以及甲醇-汽提气换热器55，该控制阀51、甲醇-净化水预热器52以及甲醇-汽提气换热器55依次设置在甲醇缓冲单元20至脱轻单元30之间的管道上。更优选地，第一换热单元50还包括调温结构53，调温结构53通过第二管道54与控制阀51并联。工作过程中，当甲醇外送泵22将甲醇储存罐21中的甲醇泵送中脱轻塔31中的时候，首先经过第一换热单元50的预热处理，具体来说，当控制阀51关闭时，甲醇先从第二管道54中流过，调温结构53中流过，本实施例中的调温结构53为反应器40的内取热器，当甲醇流过调温结构时，内取热器对甲醇第二管道54中的甲醇进行加热，再流至甲醇-净化水预热器52和甲醇-汽提气换热器55进一步预热以达到脱轻处理所需要的温度，在预热过程中，还可以通过控制阀51的开度来调节预热温度的高低。

第二换热单元60包括甲醇-蒸汽换热器61、甲醇-反应气换热器62以及甲醇-凝结水换热器63。其中甲醇-蒸汽换热器61与脱轻单元30连接；甲醇-反应气换热器62的入口与甲醇-蒸汽换热器61的出口连接，甲醇-反应气换热器62的出口与反应器40连通；甲醇-凝结水换热器63通过第三管道65与甲醇-反应气换热器62并联以调节输送至反应器40的甲醇的温度。工作过程中，当第二液压泵35将脱轻塔31中的甲醇泵送至反应器40中时，首先经过第二换热单元60的换热处理，具体来说，当甲醇流至反应器40中的时候，先后经过甲醇-蒸汽换热器61、甲醇-反应气换热器62的加热处理，而将甲醇-凝结水换热器63通过第三管道65与甲醇-反应气换热器62并联是为了调节输送至反应器40的甲醇温度。

优选地，甲醇-反应气换热器62上设置有换热管64，换热管64的入口与反应器40上端的旋风分离器（图中未示出）连接，换热管64的出口与反应气激冷塔（图中未示出）连接。实现热量的循环利用。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1、本实用新型与传统的甲醇制烯烃系统相比，使得合成甲醇与甲醇制烯烃工艺流程简化，达到降低工程投资、缩短建设周期、降低设备维护成本和生产运行节能降耗的目的，同时可提高企业的市场竞争力。

2、脱轻塔采用加压工艺脱除轻组分和预热粗甲醇入料，利用加压脱轻塔塔底的第二液压泵给甲醇升压，省去脱轻塔塔底冷却器和原来的两台甲醇升压泵，从而实现反应器入料条件的目的，同时简化了甲醇装置的工艺流程，降低了投资，节约了能源消耗。

3、与传统的甲醇制烯烃系统比较，改变脱轻塔工艺操作条件，使用加压脱轻塔完成轻组分的脱除，将加压脱轻塔脱除轻组分引入到MTO装置中，同时脱轻塔的后移降低了原料突断对反应器的影响。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种甲醇制烯烃系统，其特征在于，所述甲醇制烯烃系统包括：

甲醇合成单元（10）；

甲醇缓冲单元（20），与所述甲醇合成单元（10）连接；

脱轻单元（30），与所述甲醇缓冲单元（20）连接；

反应器（40），与所述脱轻单元（30）连接；

第一换热单元（50），设置在所述甲醇缓冲单元（20）与所述脱轻单元（30）之间，对从所述甲醇缓冲单元（20）输入所述脱轻单元（30）的甲醇的温度进行调节；

第二换热单元（60），设置在所述脱轻单元（30）和所述反应器（40）之间，对经所述脱轻单元（30）处理后的甲醇进行换热以使甲醇达到制烯烃的反应温度。

2.根据权利要求1所述的甲醇制烯烃系统，其特征在于，所述甲醇合成单元（10）包括新鲜气分离器（11）、压缩机（12）、中间换热器（13）、合成塔（14）、水冷器（18）以及甲醇分离器（15），其中，

所述新鲜气分离器（11）、压缩机（12）以及中间换热器（13）依次相连，且所述中间换热器（13）具有两个出口和两个入口，所述中间换热器（13）的第一个入口与所述压缩机（12）连接，所述中间换热器（13）的第一个出口与所述合成塔（14）的入口连接，所述中间换热器（13）的第一个入口与所述中间换热器（13）的第一个出口相连通，所述中间换热器（13）的第二个入口与所述合成塔（14）的出口连接，所述中间换热器（13）的第二个出口的下游依次连接有所述水冷器（18）和所述甲醇分离器（15），所述中间换热器（13）的第二个入口与所述中间换热器（13）的第二个出口相连通。

3.根据权利要求2所述的甲醇制烯烃系统，其特征在于，所述甲醇合成单元（10）还包括甲醇闪蒸罐（16）；

所述甲醇分离器（15）具有两个出口，所述甲醇分离器（15）的第一个出口设置在所述甲醇分离器（15）的顶端，并通过第一管道（17）与所述新鲜气分离器（11）和所述压缩机（12）之间的管道连通，所述甲醇分离器（15）的第二个出口与所述甲醇闪蒸罐（16）的入口连接；

所述甲醇闪蒸罐（16）的出口与所述甲醇缓冲单元（20）连接。

4.根据权利要求1所述的甲醇制烯烃系统，其特征在于，所述甲醇缓冲单元（20）包括：

甲醇储存罐（21），与所述甲醇合成单元（10）连接；

甲醇外送泵（22），与所述甲醇储存罐（21）连接，用于将所述甲醇储存罐（21）中的甲醇泵送至所述脱轻单元（30）。

5.根据权利要求1所述的甲醇制烯烃系统，其特征在于，所述第一换热单元（50）包括控制阀（51）、甲醇-净化水预热器（52）、以及甲醇-汽提气换热器（55），所述控制阀（51）、所述甲醇-净化水预热器（52）以及所述甲醇-汽提气换热器（55）依次设置在所述甲醇缓冲单元（20）至所述脱轻单元（30）之间的管道上。

6.根据权利要求5所述的甲醇制烯烃系统，其特征在于，所述第一换热单元（50）还包括调温结构（53），所述调温结构（53）通过第二管道（54）与所述控制阀（51）并联。

7.根据权利要求6所述的甲醇制烯烃系统，其特征在于，所述调温结构（53）为内取热器。

8.根据权利要求1所述的甲醇制烯烃系统，其特征在于，所述脱轻单元（30）包括：

脱轻塔（31），所述脱轻塔（31）具有两个入口和两个出口，所述脱轻塔（31）的第一个入口与所述甲醇缓冲单元（20）连接；

冷却器（32），所述冷却器（32）的入口与所述脱轻塔（31）的第一个出口连接；

储液罐（33），所述储液罐（33）的入口与所述冷却器（32）的出口连接；

第一液压泵（34），与所述储液罐（33）的出口连接，将所述储液罐（33）中的甲醇从所述脱轻塔（31）的第二个入口泵送至所述脱轻塔（31）；

第二液压泵（35），与所述脱轻塔（31）的第二出口连接，将所述脱轻塔（31）中的甲醇泵送至所述第二换热单元（60）。

9.根据权利要求1所述的甲醇制烯烃系统，其特征在于，所述第二换热单元（60）包括：

甲醇-蒸汽换热器（61），与所述脱轻单元（30）连接；

甲醇-反应气换热器（62），所述甲醇-反应气换热器（62）的入口与所述甲醇-蒸汽换热器（61）的出口连接，所述甲醇-反应气换热器（62）的出口与所述反应器（40）连通；

甲醇-凝结水换热器（63），通过第三管道（65）与所述甲醇-反应气换热器（62）并联以调节输送至所述反应器（40）的甲醇的温度。

10.根据权利要求9所述的甲醇制烯烃系统，其特征在于，所述甲醇-反应气换热器（62）上设置有换热管（64），所述换热管（64）的入口与所述反应器（40）上端的旋风分离器连接，所述换热管（64）的出口与反应气激冷塔连接。