CN205182747U - 一种用于甲醇制丙烯反应装置的催化剂再生系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于甲醇制丙烯反应装置的催化剂再生系统，涉及催化剂再生领域，用于解决现有甲醇制丙烯反应装置的催化剂再生系统的氮气消耗量过大的问题；所述催化剂再生系统包括甲醇制丙烯反应器、冷却器、第一过滤器、压缩机、空气管线、氮气管线和加热器；本实用新型的催化剂再生系统将再生废气循环使用，在不影响再生效果的前提下，减少了对氮气的需求，达到了节省氮气、降低能耗的要求。

Description

一种用于甲醇制丙烯反应装置的催化剂再生系统

技术领域

本实用新型涉及催化剂再生领域，尤其涉及一种用于甲醇制丙烯反应装置的催化剂再生系统。

背景技术

乙烯、丙烯都是重要的石油化工基础原料，年需求量巨大，尤其丙烯是目前全球需求量第二大化学品，消费量大幅提高，甚至超过了乙烯。直到目前为止，丙烯仍主要来自于石油加工中的轻油裂解/裂化工艺，而且以联产物或副产物方式得到，但随着“石油危机”问题的出现，势必会使丙烯在原料以及产量上受到很大限制。针对我国富煤、贫油、少气的能源结构，甲醇催化转化制丙烯技术具有很好的应用前景和深远的战略意义。

目前，由甲醇制低碳烯烃的工艺报道较多，其中，德国Lurgi公司的MTP技术产物以丙烯为主，并形成多项专利技术(CN1431982A、EP448000、WO20061364.33等)，已在神华宁夏煤业集团进行工业应用，正常生产时，其甲醇制丙烯反应器用于在催化剂作用下以甲醇为原料生成以丙烯为主的混合烃类产物，并伴有大量乙烯、汽油和液化石油气的生成，但该转化反应十分复杂，导致催化剂易结焦失活，为保持催化剂选择性、活性，需对MTP反应器中的催化剂进行原位再生(即所述催化剂在反应器内积碳后，在再生时无需移出所述反应器，而是在所述反应器中原位再生)。

常用的再生方法是切断甲醇进料，将利用氮气和空气的混合气作为再生气送入所述甲醇制丙烯反应器，在一定温度条件下进行烧炭及再生处理，使所述甲醇制丙烯反应器中的催化剂原位再生，然后重新投入正常生产，再生后的再生废气则被排放到大气中。由于再生需要大量新鲜氮气，这使得单位产品能耗很高，对外界的氮气需要量大；同时，由于氮气生产装置的产能限制，一旦由于生产变动使氮气供应不足，容易导致催化剂的再生气供应量低于设计值，使得催化剂再生效果达不到要求，再生效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于甲醇制丙烯装置的催化剂再生系统，以解决现有技术中催化剂再生系统的氮气消耗量过大的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于甲醇制丙烯反应装置的催化剂再生系统，所述催化剂再生系统包括：

甲醇制丙烯反应器，用于使内置的催化剂进行再生，所述甲醇制丙烯反应器的顶部设有进气口，底部设有排气口；所述进气口用于引入催化剂再生所需的再生气，所述排气口用于排出反应后的再生废气；

冷却器，用于使自所述排气口引出的再生废气冷却；

第一过滤器，用于过滤经所述冷却器冷却后的再生废气；

压缩机，用于压缩经所述第一过滤器过滤后的再生废气；

空气管线，用于为所述催化剂再生系统提供压缩空气；

氮气管线，用于为所述催化剂再生系统提供压缩氮气；

加热器，用于对来自所述压缩机、空气管线和氮气管线的气体混合所得的再生气进行加热，并通过所述进气口送入所述甲醇制丙烯反应器。

在本实用新型中，直接利用所述甲醇制丙烯反应器作为催化剂再生场所，使催化剂在再生气的作用下再生。

根据本实用新型的催化剂再生系统，优选地，所述催化剂再生系统还包括换热器，所述换热器用于使待进入所述冷却器的再生废气与待进入所述加热器的再生气换热降温。

根据本实用新型的催化剂再生系统，优选地，所述催化剂再生系统还包括第二过滤器，所述第二过滤器用于过滤待进入所述换热器的再生气。

在本实用新型中，再生废气在循环过程中会逐步累积CO和CO₂，影响催化剂的再生效果或引发安全问题，优选地，所述催化剂再生系统还设有再生废气排放管线，所述再生废气排放管线用于将部分经所述换热器换热降温后的再生废气放空。

根据本实用新型的催化剂再生系统，优选地，所述甲醇制丙烯反应器内设有多个催化剂床层，所述的多个催化剂床层之间沿纵向间隔设置，使得催化剂分开设置，进而有利催化剂再生；进一步优选地，所述的多个催化剂床层为4-8个，例如5个、6个或7个。

根据本实用新型的催化剂再生系统，优选地，所述催化剂再生系统还包括冷再生气管线，所述冷再生气管线用于将部分经所述第二过滤器过滤后的再生气送入所述甲醇制丙烯反应器，以调节催化剂床层温度。进一步优选地，当所述甲醇制丙烯反应器内设有多个催化剂床层时，所述催化剂再生系统还包括多根进气支管，所述的多根进气支管用于将来自所述冷再生气管线的再生气分别输送至各催化剂床层，以便分别调控各催化剂床层的温度，防止再生时催化剂烧结。

本实用新型打破了再生废气排放的传统做法，将再生废气循环使用，其中含有的大量氮气完全适于作为再生气的原料，从而在不影响再生效果的前提下，减少了对氮气的需求，达到了节省氮气、降低能耗的要求。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施方式的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细说明，但本实用新型并不仅限于此。

如图1所示，本实用新型的催化剂再生系统包括：甲醇制丙烯反应器1、冷却器2、第一过滤器3、压缩机4、空气管线5、氮气管线6和加热器7。其中，所述甲醇制丙烯反应器1用于使内置的催化剂进行再生，所述甲醇制丙烯反应器1的顶部设有进气口，底部设有排气口(图中未标出)；所述进气口用于引入催化剂再生所需的再生气，所述排气口用于排出反应后的再生废气。本领域技术人员理解，当不需要进行催化剂原位再生时，即所述甲醇制丙烯反应器1在用于甲醇制丙烯反应时，其同样需要设置物料进、出口，以满足反应需要，在本实用新型中，所述进气口和/或排气口显然可以直接借用所述甲醇制丙烯反应器1上已有的物料进出口。在一个优选实施方式中，所述甲醇制丙烯反应器1内设有多个催化剂床层11，所述的多个催化剂床层11之间沿纵向间隔设置，使得催化剂分开设置，进而有利催化剂再生，优选地，所述的多个催化剂床层11为4-8个，例如5个、6个或7个。

所述冷却器2用于使自所述排气口引出的再生废气冷却，例如所述冷却器2为水冷冷却器，利用冷却水使再生废气冷却至需要的温度，以便于后续的压缩处理。

所述第一过滤器3用于过滤经所述冷却器2冷却后的再生废气，本领域技术人员可以理解，所述再生废气自所述甲醇制丙烯反应器1内引出，由于与所述甲醇制丙烯反应器内1的催化剂充分接触，难免会夹带部分固相颗粒或粉尘。经所述第一过滤器3过滤可有效脱除这些固相颗粒或粉尘，以保护所述压缩机4。所述第一过滤器3可以是本领域所熟知的那些，并且通常可以设置两台，一开一备，这里不再赘述。

所述压缩机4用于压缩经所述第一过滤器3过滤后的再生废气，以使所述再生废气达到需要的压力，由于所述甲醇制丙烯反应器1在用于使内置的催化剂进行再生时，其压力较高，例如0.4MPa左右，再生废气经所述压缩机4增压后可以顺利送入所述甲醇制丙烯反应器1。

所述空气管线5用于为所述催化剂再生系统提供压缩空气；氮气管线6用于为所述催化剂再生系统提供压缩氮气；上述压缩空气和压缩氮气与来自所述压缩机4的再生废气混合后，即成为催化剂再生所需的再生气。

所述加热器7用于对来自所述压缩机4、空气管线5和氮气管线6的气体混合所得的再生气进行加热，并通过所述进气口送入所述甲醇制丙烯反应器1，由于加热器7可以将所述再生气加热至需要的温度，例如接近所述甲醇制丙烯反应器1内部的温度，从而有利于催化剂再生反应的顺利进行。所述加热器7可以是本领域技术人员所熟知的那些，例如燃气加热炉。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述催化剂再生系统还包括换热器8，所述换热器8用于使待进入所述冷却器2的再生废气与待进入所述加热器7的再生气换热降温，从而回收自所述排气口所排再生废气中的热量，有利于节能。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述催化剂再生系统还包括第二过滤器9，所述第二过滤器9用于过滤待进入所述换热器8的再生气，以脱除其中可能夹带的固相颗粒或粉尘，防止其在进入所述甲醇制丙烯反应器1后导致催化剂中毒或孔隙堵塞。所述第二过滤器9可以是本领域所熟知的那些，并且通常可以设置两台，一开一备，这里不再赘述。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述催化剂再生系统还设有再生废气排放管线13，所述再生废气排放管线13用于将部分经所述换热器8换热降温后的再生废气(例如不超过经所述换热器8换热降温后的再生废气总量的一半)放空，防止再生废气中的CO和CO₂在循环过程中累积，影响催化剂的再生效果或引发安全问题。本领技术人员理解，其排放量可以通过阀门进行调节，这里不再赘述。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述催化剂再生系统还包括冷再生气管线10，所述冷再生气管线10用于将部分经所述第二过滤器9过滤后的再生气送入所述甲醇制丙烯反应器1，由于这一部分再生气未经所述换热器8或加热器7升温，因此可以用于调节所述甲醇制丙烯反应器1内的温度。本领技术人员理解，该温度可以通过调节这一部分再生气的流量进行调控，这里不再赘述。进一步优选地，当所述甲醇制丙烯反应器1内设有多个催化剂11床层时，所述催化剂再生系统还可以包括多根进气支管12，所述的多根进气支管12(与催化剂床层11的数量相同)用于将来自所述冷再生气管线10的再生气分别输送至各催化剂床层11，以便分别调控各催化剂床层11的温度，防止催化剂床层11烧结。

运行时，自所述排气口排出的再生废气经换热器8、冷却器2冷却后，送入第一过滤器3过滤夹带的固相颗粒或粉尘，然后送入压缩机4增压；增缩后的再生废气与压缩空气、压缩氮气混合，得到再生气。所述再生气经第二过滤器9过滤后，其中一部分经换热器8和加热炉7升温，并送入甲醇制丙烯反应器1，进行催化剂再生，实现了再生废气的循环利用；另一部分经冷再生气管线10及进气支管12送入各催化剂床层11，以调节各催化剂床层11温度。

本领域技术人员可以理解，为了使本实用新型的催化剂再生系统可以正常运行，本实用新型的催化剂再生系统还可以根据需要设置多种阀门和仪表，比如温度计、流量计等，其设置为本领域所熟知，这里不再赘述。

Claims (8)

1.一种用于甲醇制丙烯反应装置的催化剂再生系统，所述催化剂再生系统包括：

甲醇制丙烯反应器，用于使内置的催化剂进行再生，所述甲醇制丙烯反应器的顶部设有进气口，底部设有排气口；所述进气口用于引入催化剂再生所需的再生气，所述排气口用于排出反应后的再生废气；

冷却器，用于使自所述排气口引出的再生废气冷却；

第一过滤器，用于过滤经所述冷却器冷却后的再生废气；

压缩机，用于压缩经所述第一过滤器过滤后的再生废气；

空气管线，用于为所述催化剂再生系统提供压缩空气；

氮气管线，用于为所述催化剂再生系统提供压缩氮气；

加热器，用于对来自所述压缩机、空气管线和氮气管线的气体混合所得的再生气进行加热，并通过所述进气口送入所述甲醇制丙烯反应器。

2.根据权利要求1所述的催化剂再生系统，其特征在于，所述催化剂再生系统还包括换热器，所述换热器用于使待进入所述冷却器的再生废气与待进入所述加热器的再生气换热降温。

3.根据权利要求2所述的催化剂再生系统，其特征在于，所述催化剂再生系统还包括第二过滤器，所述第二过滤器用于过滤待进入所述换热器的再生气。

4.根据权利要求2所述的催化剂再生系统，其特征在于，所述催化剂再生系统还设有再生废气排放管线，所述再生废气排放管线用于将部分经所述换热器换热降温后的再生废气放空。

5.根据权利要求3所述的催化剂再生系统，其特征在于，所述催化剂再生系统还包括冷再生气管线，所述冷再生气管线用于将部分经所述第二过滤器过滤后的再生气送入所述甲醇制丙烯反应器。

6.根据权利要求5所述的催化剂再生系统，其特征在于，所述甲醇制丙烯反应器内设有多个催化剂床层，所述的多个催化剂床层之间沿纵向间隔设置。

7.根据权利要求6所述的催化剂再生系统，其特征在于，所述催化剂再生系统还包括多根进气支管，所述的多根进气支管用于将来自所述冷再生气管线的再生气分别输送至各催化剂床层。

8.根据权利要求6或7所述的催化剂再生系统，其特征在于，所述的多个催化剂床层为4-8个。