CN210141579U - 一种甲醇制丙烯装置高温反应气的热量回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于煤基烯烃生产领域，提供一种甲醇制丙烯装置高温反应气的热量回收装置，包括MTP反应产物气体烟道、中压蒸汽发生器、甲醇蒸发器，中压蒸汽发生器、甲醇蒸发器按MTP反应产物气体的流向依次排布在MTP反应产物气体烟道中；MTP反应产物气体烟道的内壁和中压蒸汽发生器之间、MTP反应产物气体烟道的内壁和甲醇蒸发器之间分别设有气体导流组件；MTP反应产物气体烟道中，间隔设有两组以上用于延长MTP反应产物气体在烟道内停留时间的错流隔板墙组，错流隔板墙组包含多块隔板墙。该装置能够有效降低MTP装置产品气体烟道的出口温度超出设计指标的现象，同时还可以降低烟道运行设备的安全隐患。

Description

一种甲醇制丙烯装置高温反应气的热量回收装置

技术领域

本实用新型属于煤基烯烃生产领域，具体涉及一种甲醇制丙烯装置高温反应气的热量回收装置。

背景技术

甲醇转化制丙烯具有原料来源广泛、丙烯收率高及运行成本低的优点，特别适合我们国家缺油、少气及富煤的现状，具有重要的战略意义。

甲醇制丙烯工艺(MTP)技术是将甲醇转化为二甲醚，配置适量的工艺蒸汽和循环烃C2/C4/C5/C6，在460～480℃反应条件下进入MTP反应器，使混合物进一步转化为丙烯，同时副产乙烯、液化石油气(LPG)、汽油以及燃料气等。MTP反应器采用中间激冷的固定床多级绝热反应器，保证在相同的反应条件下得到最高的丙烯收率。

从MTP反应器出来的反应气(反应气主要是低碳烃类产物，如甲醇、二甲醚、甲烷，乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、C4-C9烃类等)温度高达480℃，在进入烃压缩机之前其温度需要降低到40℃左右，如何充分合理地回收反应气的余热，对降低整个装置的能耗具有重要的意义。因原料甲醇进入绝热式固定床DME反应器之前，需要汽化并过热到260～280℃左右才进入DME反应器，因此，可利用MTP反应器出来的反应气的余热来汽化甲醇，多余的余热还可以用来发生中压蒸汽。MTP反应器出来的反应气在余热回收系统出口的温度设为190℃，以防止设备发生露点腐蚀(露点温度为150℃)。

在现有生产中，MTP装置会设置数个产品气体烟道，其作用是尽可能将MTP反应器出口高温工艺气的热量进行回收利用，提升装置能量利用效率，降低装置能耗成本。但是，经现有的热量回收系统回收后，产品气体烟道出口温度还是均严重超出设计指标(甲醇处理负荷为208t/h 时设计温度为190℃)，超标范围在35℃～70℃，不仅极大的增加了后续急冷水系统热负荷，导致预急冷塔及急冷塔顶部出口温度偏高且难以控制，造成装置工况的波动，同时使得烟道运行的设备安全存在隐患。

由此可知，当甲醇制丙烯的生产过程中，设计的MTP装置反应混合气余热回收系统不尽合理时，不仅能效利用率低，而且流程复杂，能耗成本较高。例如，在余热回收系统设置两段换热器，其中中压蒸汽发生器用于发生中压蒸汽(3.4MPa，240℃)，甲醇蒸发器用于汽化甲醇(温度160℃)，汽化后的甲醇蒸汽通入蒸汽发生器的列管中过热到194℃后送出。因DME反应器入口要求甲醇蒸汽温度为260～280℃，还要设计一台甲醇过热器，用高压蒸汽加热到所需温度。这种设计使MTP装置余热回收系统没有将甲醇过热到所需温度，没有真正实现能量的合理利用，这是致使整个MTP装置能耗偏高的重要原因之一。因此，需要迫切地对现有MTP装置余热回收系统进行优化，以更合理地回收余热，得到能效利用率更高的MTP反应混合气余热回收系统。

发明内容

本实用新型的目的在于，针对现有MTP热量回收装置余热回收不充分、混合气烟道出口温度过高的问题，提供一种甲醇制丙烯装置高温反应气的热量回收装置，该装置能够有效解决MTP装置产品气体烟道的出口温度超出设计指标的问题，同时还可以降低烟道运行设备出现安全隐患的风险。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种甲醇制丙烯装置高温反应气的热量回收装置，包括MTP反应产物气体烟道1、中压蒸汽发生器2、甲醇蒸发器3，

所述中压蒸汽发生器2、甲醇蒸发器3按MTP反应产物气体的流向依次排布在所述MTP反应产物气体烟道1中；

所述MTP反应产物气体烟道1的内壁和所述中压蒸汽发生器2之间、所述MTP反应产物气体烟道1的内壁和所述甲醇蒸发器3之间分别设有对MTP反应产物气体烟道1中的MTP反应产物气体起导流作用的气体导流组件，用于增加流入所述中压蒸汽发生器2的MTP反应产物气体换热通道及所述甲醇蒸发器3的MTP反应产物气体换热通道中的MTP反应产物气体量；

所述MTP反应产物气体烟道1中，间隔设有两组以上用于延长MTP 反应产物气体在烟道内停留时间的错流隔板墙组，所述错流隔板墙组包含多块隔板墙7。

根据本实用新型提供的热量回收装置，优选地，所述气体导流组件包括多块挡板8。更优选地，在中压蒸汽发生器2的MTP反应产物气体换热通道入口的四周与烟道内壁之间的空隙内，及在所述甲醇蒸发器3 的MTP反应产物气体换热通道入口的四周与烟道内壁之间的空隙内，分别设置多块所述挡板8，用于填充所述空隙以防止MTP反应产物气体从空隙流出(或者从空隙直接流出烟道出口)。

根据本实用新型提供的热量回收装置，优选地，所述MTP反应产物气体烟道1的入口和所述中压蒸汽发生器2之间，中压蒸汽发生器2和甲醇蒸发器3之间，及甲醇蒸发器3和MTP反应产物气体烟道1的出口之间，分别各设有至少一组所述错流隔板墙组。

优选地，所述MTP反应产物气体烟道1的入口附近处、中间位置处和出口附近处分别设置一组所述错流隔板墙组。

更优选地，每组所述错流隔板墙组均包含多块隔板墙7，且所述隔板墙7的一端与所述MTP反应产物气体烟道的内壁相连接，另一端与所述 MTP反应产物气体烟道的内壁之间留有间隙。

更优选地，各个所述隔板墙7沿着所述MTP反应产物气体烟道的轴向错流交替排布，使所述MTP反应产物气体烟道在其轴向形成迷宫通道。

更优选地，在每组所述错流隔板墙组内，相邻两块隔板墙7之间的间距相等，其间距为0.3-1m；每块所述隔板墙7的长度为0.3-0.8m，宽度为0.1-0.3m，厚度为0.03-0.05m；且每块所述隔板墙7上开设有多个大小相同的开孔7-0。

根据本实用新型提供的热量回收装置，优选地，所述中压蒸汽发生器2和甲醇蒸发器3均为板式换热器。

根据本实用新型提供的热量回收装置，优选地，所述热量回收装置还包括：中压蒸汽包4、甲醇汽包5和甲醇过热器6，

所述中压蒸汽包4的液相出口与所述中压蒸汽发生器2的液相入口相通，所述中压蒸汽发生器2的蒸汽出口与所述中压蒸汽包4的蒸汽入口相连接，所述中压蒸汽包4的蒸汽出口连接到中压蒸汽管网；

所述甲醇汽包5的液态甲醇入口与液态甲醇输入管线9相连，甲醇汽包5的第一蒸汽出口与所述甲醇蒸发器3的蒸汽入口相连接，所述甲醇蒸发器3的蒸汽出口与所述甲醇汽包5的蒸汽入口相连接，所述甲醇汽包5的第二蒸汽出口与所述甲醇过热器6的入口相通。

根据本实用新型提供的热量回收装置，优选地，所述隔板墙7和挡板8均选自普通钢板、碳钢板或不锈钢板。

优选地，所述MTP反应产物气体烟道1的内壁与多块所述挡板8、多块所述隔板墙7的连接方式为焊接。更优选地，所述焊接为满焊。

在一些示例中，通过本实用新型所述热量回收装置进行MTP反应混合气余热回收的过程为：

从MTP反应器出来的高温反应气(即MTP反应产物气体，其主要是低碳烃类产物，如甲醇、二甲醚、甲烷，乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、 C4-C9烃类等，其温度高达480℃)进入MTP反应产物气体烟道1内，与烟道内依次布置的中压蒸汽发生器2、甲醇蒸发器3逐级进行换热，实现热量回收。液态甲醇通过液态甲醇输入管线9进入甲醇汽包5，其中的液态甲醇通过辅助甲醇蒸发器10汽化，汽化后的甲醇(其还未达到MTP 反应所需的温度)进入甲醇蒸发器3并通过与烟道内的高温反应气热交换进行进一步加热，经此加热后的甲醇蒸汽再一次进入甲醇汽包5加热后再经甲醇过热器6的加热作用，产生甲醇过热蒸汽供给一下工序使用。中压蒸汽包4气液分离后的液相进入中压蒸汽发生器2并通过与高温反应气热交换实现汽化，产生的蒸汽进入中压蒸汽包4后，一部分用于提供甲醇过热器6进行热交换的热量，另一部分通入中压蒸汽网。

在高温反应气进入MTP反应产物气体烟道1后，例如经过烟道的入口附近、出口附近和中间位置处设置的错流隔板墙组，可以使得气体的流动速度减缓，实现反应气与各级换热器(中压蒸汽发生器2、甲醇蒸发器3)之间的充分接触和热交换。同时，在中压蒸汽发生器2的MTP反应产物气体换热通道入口四周、甲醇蒸发器3的MTP反应产物气体换热通道入口四周与烟道内壁之间的空隙内设置多个挡板8，能够有效填充这些空隙，减少在反应气与中压蒸汽发生器2、甲醇蒸发器3接触的过程中产生的“跑损”，实现各级换热器管束内热量的充分传递。经MTP反应器出来的高温反应气与中压蒸汽发生器2、甲醇蒸发器3逐级进行换热后，烟道出口的反应气温度会大幅降低，回收的热量可将中压蒸汽包4 的液相汽化而生产中压蒸汽、可将甲醇汽包5内的甲醇蒸汽加热到MTP 反应所需温度，最终提升整个MTP装置的能量利用率。

相对于现有技术，本实用新型技术方案的有益效果在于以下几个方面：

(1)本实用新型的装置可以有效降低MTP反应产物气体烟道的出口温度，在一定程度上解决了因烟道出口温度高导致急冷水系统负荷过大的问题；应用本实用新型的装置进行生产的一些示例中，装置负荷可稳定在110％；(2)该装置使MTP系统的生产成本、运行成本显著降低，工艺条件和技术指标得到了进一步的完善和优化，大大提高了产品的市场竞争力，提高了MTP装置整体运行效率。

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式中所述热量回收装置的流程示意图；

图2-1为图1中MTP反应产物气体烟道加设挡板前沿A-A线的剖视示意图；

图2-2为图1中MTP反应产物气体烟道加设挡板后沿A-A线的剖视示意图；

图3-1为图1中MTP反应产物气体烟道加设挡板前沿B-B线的剖视示意图；

图3-2为图1中MTP反应产物气体烟道加设挡板后沿B-B线的剖视示意图；

图4为图1所示一组错流隔板墙组在MTP反应产物气体烟道的入口和中压蒸汽发生器之间分布的左视示意图。

上述图中，标号说明如下：

1-MTP反应产物气体烟道，2-中压蒸汽发生器，3-甲醇蒸发器，4- 中压蒸汽包，5-甲醇汽包，6-甲醇过热器，7-隔板墙，7-0-开孔，7-1-第一隔板墙，7-2-第二隔板墙，7-3-第三隔板墙，7-4-第四隔板墙，7-5-第五隔板墙，7-6-第六隔板墙，7-7-第七隔板墙，7-8-第八隔板墙，7-9-第九隔板墙，8-挡板，9-液态甲醇输入管线，10-辅助甲醇蒸发器，11-急冷水系统， 12-MTP反应器产物；

m-空隙I，n-空隙II，m’-空隙V，n’-空隙VI，p-空隙III，q-空隙IV， p’-空隙VII，q’-空隙VIII；

a-第一管线，b-第二管线，c-第三管线，d-第四管线。

具体实施方式

为了能够详细地理解本实用新型的技术特征和内容，下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然实施例中描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。

本实用新型一种实施方式中，提供的甲醇制丙烯装置高温反应气的热量回收装置，如图1所示，包括MTP反应产物气体烟道1、中压蒸汽发生器2、甲醇蒸发器3，中压蒸汽发生器2、甲醇蒸发器3按MTP反应产物气体的流向依次排布在MTP反应产物气体烟道1中；该热量回收装置还包括：中压蒸汽包4、甲醇汽包5和甲醇过热器6，中压蒸汽包4的液相出口与中压蒸汽发生器2的液相入口相通，中压蒸汽发生器2的蒸汽出口与中压蒸汽包4的蒸汽入口相连接，中压蒸汽包4的蒸汽出口连接到中压蒸汽管网；甲醇汽包5的液态甲醇入口与液态甲醇输入管线9 相连，甲醇汽包5的第一蒸汽出口与甲醇蒸发器3的蒸汽入口相连接，甲醇蒸发器3的蒸汽出口与甲醇汽包5的蒸汽入口相连接，甲醇汽包5 的第二蒸汽出口与甲醇过热器6的入口相通。在这里，从外界来的液态甲醇预热后通过液态甲醇输入管线9进入甲醇汽包5，甲醇汽包中设有的辅助甲醇蒸发器(其通过中压蒸汽提供热源)使得液态甲醇加热到一定温度后进入到甲醇蒸发器3，再加热到一定温度后返回甲醇汽包5，并由甲醇汽包5的第二蒸汽出口输送至甲醇过热器6；甲醇过热器6输送的还是甲醇，热量由中压蒸汽包提供热量，加热到200-240℃左右后可以输送至二甲醚反应器。

这里所述的中压蒸汽包4、甲醇汽包5和甲醇过热器6的连接关系及其涉及的物料流向、物料相态和温度变化均为本领域现有技术，为本领域技术人员所知晓的，在此不做赘述。

MTP反应产物气体烟道1的内壁和中压蒸汽发生器2之间、MTP反应产物气体烟道1的内壁和甲醇蒸发器3之间分别设有气体导流组件，该气体导流组件对MTP反应产物气体烟道1中的MTP反应产物气体起导流作用，用于增加流入中压蒸汽发生器2的MTP反应产物气体换热通道中及流入甲醇蒸发器3的MTP反应产物气体换热通道中的MTP反应产物气体量；此处的“增加”是指相比于未设该气体导流组件而言的，能使更多的MTP反应产物气体在MTP反应产物气体烟道1的流动过程中，能更多的流入中压蒸汽发生器2和甲醇蒸发器3的MTP反应产物气体换热通道中。其中，所提到的MTP反应产物气体换热通道，是指在中压蒸汽发生器2或甲醇蒸发器3内设有的供MTP反应产物气体通过的通道，MTP反应产物气体在通过该通道时，与中压蒸汽发生器2或甲醇蒸发器3内的物料进行热交换；这类换热通道为换热器的现有常规结构，不作赘述。这里的气体导流组件可以是任何能够实现对烟道内的MTP反应产物气体进行导流作用的组件，其在烟道内的设置方式可以是任何能够增加流入中压蒸汽发生器2的气体换热通道及甲醇蒸发器3的气体换热通道中的MTP反应产物气体量的方式。在一种示例中，如图2-2和3-2 所示，该气体导流组件包括多块挡板8。

在一种示例中，中压蒸汽发生器2为板式换热器。在中压蒸汽发生器2的MTP反应产物气体换热通道入口的四周与烟道内壁之间的空隙内未加设挡板前的示意如图2-1所示。一种具体示例中，在中压蒸汽发生器 2的MTP反应产物气体换热通道入口的四周与烟道内壁之间的空隙内，密封设置6块挡板8，如图2-2所示。在一种具体示例中，如图2-1及图 2-2所示，所述中压蒸汽发生器2的液相入口、蒸汽出口分别设有与之相连的管线；在所述中压蒸汽发生器2未设管线的两个表面与烟道内壁之间的空隙I m和空隙II n内，分别各密封设置一块可充满所述空隙的挡板 8。所述中压蒸汽发生器2上设有管线的两个表面与烟道内壁之间的空隙 V m’和空隙VI n’内，在管线两边分别各密封设置两块可填充所述空隙的挡板8。

在另一种示例中，所述甲醇蒸发器3为板式换热器。在所述甲醇蒸发器3的MTP反应产物气体换热通道入口的四周与烟道内壁之间的空隙内未加设挡板前的示意如图3-1所示。一种具体示例中，在所述甲醇蒸发器3的MTP反应产物气体换热通道入口的四周与烟道内壁之间的空隙内，密封设置6块挡板8，如图3-2所示。一种具体示例中，如图3-1和图3-2所示，所述甲醇蒸发器3的入口、出口分别设有与之相连的管线；在所述甲醇蒸发器3未设管线的两个表面与烟道内壁之间的空隙III p和空隙IV q内，分别各密封设置一块可充满所述空隙的挡板8；所述甲醇蒸发器3上设有管线的两个表面与烟道内壁之间的空隙VII p’和空隙VIII q’内，在管线两边分别各密封设置两块可填充所述空隙的挡板8。

本实用新型中，在所述中压蒸汽发生器2的气体换热通道入口四周、甲醇蒸发器3的气体换热通道入口四周与烟道内壁形成的空隙内设置挡板8的目的是，对MTP反应产物气体起到导流作用，使其在烟道内流动过程中，在流经中压蒸汽发生器2和甲醇蒸发器3时，能更多的流入中压蒸汽发生器2的MTP反应产物气体换热通道及甲醇蒸发器3的MTP 反应产物气体换热通道内，从而尽量减少或避免MTP反应产物气体(或高温反应气)从中压蒸汽发生器、甲醇蒸发器与烟道之间空隙中流出至烟道出口，达到减少高温气体的“跑损”的作用，实现高温MTP反应产物气体与各级换热器(中压蒸汽发生器2、甲醇蒸发器3)管束内热量的充分传递。

MTP反应产物气体烟道1中，还间隔设有两组以上用于延长MTP 反应产物气体在烟道内停留时间的错流隔板墙组。错流隔板墙组在烟道内有多种间隔排布方式，任何可以实现延长MTP反应产物气体在烟道内停留时间的排布均可。在一种示例中，所述MTP反应产物气体烟道1的入口附近处、中间位置处和出口附近处分别设置一组所述错流隔板墙组。在另一种示例中，如图1所示，所述MTP反应产物气体烟道1的入口和所述中压蒸汽发生器2之间，中压蒸汽发生器2和甲醇蒸发器3之间，及甲醇蒸发器3和MTP反应产物气体烟道1的出口之间，分别各设有一组所述错流隔板墙组。每组所述错流隔板墙组均包含多块隔板墙7，且该隔板墙7的一端与MTP反应产物气体烟道的内壁相连接，另一端与MTP 反应产物气体烟道的内壁之间留有间隙。在一种具体示例中，每组所述错流隔板墙组均包含3-5块隔板墙7；例如，每个所述错流隔板墙组均包含3块、4块或5块隔板墙7。一些优选实施方式中，各个所述隔板墙7 沿着烟道的轴向错流交替排布，使烟道在其轴向形成迷宫通道。在烟道内设置错流隔板墙组的目的是，为了减缓气体的流动速度，实现气体与各级换热器(中压蒸汽发生器2、甲醇蒸发器3)之间的充分接触。例如，每个所述错流隔板墙组均包含3块隔板墙7，各个所述隔板墙7沿着烟道的轴向错流交替排布，使烟道在其轴向形成迷宫通道。

在一些优选方式中，在每组所述错流隔板墙组内，相邻两块隔板墙7 之间的间距相等，其间距为0.3-1m(例如，0.5m、0.8m)；每块所述隔板墙7的长度为0.3-0.8m(例如，0.4m、0.6m)，宽度为0.1-0.3m(例如， 0.2m)，厚度为0.03-0.05m(例如，0.04m)；且每块所述隔板墙7上开设有多个大小相同的开孔7-0，如图4所示。在所述隔板墙7上开设大小相同的开孔，可以保证烟道内的MTP反应产物气体穿过隔板墙的阻力相同。

隔板墙7和挡板8的材质可以有多种选择。在一种示例中，隔板墙7 和挡板8均选自普通钢板、碳钢板或不锈钢板。MTP反应产物气体烟道 1的内壁与多块所述挡板8、多块所述隔板墙7的连接方式均为满焊。在具体实施操作的过程中，例如，所述错流隔板墙组中的各块隔板墙7以及挡板8根据其排布在烟道内的不同位置提前预制好；并且按照不同形状、排布的不同位置在烟道外部进行编号、拼接。

下面提供一个具体应用例对本实用新型的热量回收装置做进一步的说明，当不应理解，本实用新型的方案仅限于此。

实施例：

选用的MTP装置共有三个MTP反应产物气体烟道(分别是烟道A、烟道B和烟道C)。该MTP装置自开车运行以来，三个MTP反应产物气体烟道1的出口温度均严重超出设计指标(甲醇处理量的设计值是 208t/h，对应的烟道出口的产品气温度设计值为190℃，由于烟道内热量无法充分被利用，导致出口的工艺气温度大约在220-260℃，比设计值高出35-70℃)，不仅极大的增加了后续急冷水系统的热负荷，导致预急冷塔及急冷塔顶部出口温度偏高且难以控制，造成装置工况的波动，同时还会使得烟道运行的设备安全存在隐患。

经过发明人仔细分析和研究后发现，烟道内热量无法充分被利用是因为烟道内的高温反应气存在“跑损”情况。高温反应气“跑损”就是它没有与烟道内的中压蒸汽发生器和甲醇蒸发器的管束进行充分换热 (MTP反应器产生的产物气体温度高达480℃，这种高温反应气是给中压蒸汽发生器和甲醇蒸发器物料提供热量的，对高温反应气来说是通过提供热量的方式降低它的温度)，而是从这两个换热器四周与烟道内壁之间的空隙快速跑掉。因此，烟道出口的产物气体温度就会超高，部分高温反应气未经烟道管束换热冷却而直接进入后续预急冷塔系统并通过预急冷塔顶部进行气液分离，从而导致预急冷塔系统能耗偏高。

为了解决上述MTP装置在余热回收过程中出现的问题，在本实用新型的一种示例中，提供一种甲醇制丙烯装置高温反应气的热量回收装置，其主要改进在于对三个烟道内的结构进行改进，下面以其中一个烟道为例进行介绍。如图1所示，包括MTP反应产物气体烟道1、中压蒸汽发生器2、甲醇蒸发器3、中压蒸汽包4、甲醇汽包5和甲醇过热器6：所述中压蒸汽发生器2、甲醇蒸发器3按MTP反应产物气体的流向依次排布在所述MTP反应产物气体烟道1中。

所述中压蒸汽包4的液相出口与所述中压蒸汽发生器2的液相入口相通，所述中压蒸汽发生器2的蒸汽出口与所述中压蒸汽包4的蒸汽入口相连接，所述中压蒸汽包4的蒸汽出口连接到中压蒸汽管网。这里所述的中压蒸汽管网是一个全厂中压蒸汽管路的统称，作用是为各个装置输送所需的中压蒸汽。

所述甲醇汽包5的液态甲醇入口与液态甲醇输入管线9相连，可将提前预热后的液态甲醇输送至甲醇汽包中。所述甲醇汽包5内还设有辅助甲醇蒸发器10(其通过中压蒸汽提供热源)，用于将通入甲醇汽包的液态甲醇进行汽化后进入到甲醇蒸发器3。甲醇汽包5的第一蒸汽出口与所述甲醇蒸发器3的入口相连接，即液态甲醇汽化后的产物从第一蒸汽出口排出后进入甲醇蒸发器；所述甲醇蒸发器3的出口与所述甲醇汽包5 的蒸汽入口相连接，即汽化后的甲醇在甲醇蒸发器中进行热交换后返回甲醇汽包进行进一步加热，得到进一步加热后的甲醇蒸汽(温度约为 160℃)；所述甲醇汽包5的第二蒸汽出口与所述甲醇过热器6的入口相通，即进一步加热后的甲醇蒸汽从第二蒸汽出口排出后进入甲醇过热器 6，并对进入其中的甲醇蒸汽进行加热，甲醇过热器6的热量由中压蒸汽包提供热量，将甲醇蒸汽加热到200-240℃左右，最终加热完成后的甲醇蒸汽可以输送至二甲醚反应器。

所述中压蒸汽发生器2和甲醇蒸发器3均为板式换热器。在中压蒸汽发生器2的MTP反应产物气体换热通道入口的四周与烟道内壁之间的空隙内，及在所述甲醇蒸发器3的MTP反应产物气体换热通道入口的四周与烟道内壁之间的空隙内，分别设置多块所述挡板8，用于填充所述空隙以尽量减少MTP反应产物气体从空隙流出，从而增加流入中压蒸汽发生器2的MTP反应产物气体换热通道及甲醇蒸发器3的MTP反应产物气体换热通道中的MTP反应产物气体量。例如，挡板8的设置方式具体如下：

(1)所述中压蒸汽发生器2的液相入口、蒸汽出口分别设有与之相连的第一管线a和第二管线b；在所述中压蒸汽发生器2的MTP反应产物气体换热通道入口的四周与烟道内壁之间的空隙内，密封设置6块挡板8。如图2-1和图2-2所示，在所述中压蒸汽发生器2未设管线的两个表面与烟道内壁之间的空隙I m和空隙II n(如图2-1所示)内，分别各密封设置一块可充满空隙I m和空隙II n的挡板8，共设置2块挡板；在中压蒸汽发生器2上设有管线的两个表面与烟道内壁之间的空隙V m’和空隙VI n’(如图2-1所示)内，在第一管线a和第二管线b两边分别各密封设置两块可填充空隙V m’和空隙VI n’的挡板8，共设置4块挡板。

(2)所述甲醇蒸发器3的入口、出口分别设有与之相连的第三管线c 和第四管线d；在所述甲醇蒸发器3的MTP反应产物气体换热通道入口的四周与烟道内壁之间的空隙内，密封设置6块挡板8。如图3-1和图3-2 所示，在所述甲醇蒸发器3未设管线的两个表面与烟道内壁之间的空隙 III p和空隙IV q(如图3-1所示)内，分别各密封设置一块可充满空隙III p和空隙IV q的挡板8，共设置2块挡板；在甲醇蒸发器3上设有管线的两个表面与烟道内壁之间的空隙VII p’和空隙VIII q’(如图3-1所示) 内，在第三管线c和第四管线d两边分别各密封设置两块可填充空隙VII p’和空隙VIII q’的挡板8，共设置4块挡板。

所述MTP反应产物气体烟道1中，在MTP反应产物气体烟道1的入口和所述中压蒸汽发生器2之间，中压蒸汽发生器2和甲醇蒸发器3 之间，及甲醇蒸发器3和MTP反应产物气体烟道1的出口之间，分别各设有一组包含多块隔板墙7的错流隔板墙组，用于延长MTP反应产物气体(高温反应气)在烟道内的停留时间。例如，如图1所示，所述MTP 反应产物气体烟道1内，每个错流隔板墙组均包含3块隔板墙(在MTP 反应产物气体烟道1的入口和所述中压蒸汽发生器2之间设置的隔板墙组包括第一隔板墙7-1、第二隔板墙7-2、第三隔板墙7-3，在中压蒸汽发生器2和甲醇蒸发器3之间设置的隔板墙组包括第四隔板墙7-4、第五隔板墙7-5、第六隔板墙7-6，在甲醇蒸发器3和MTP反应产物气体烟道1 的出口之间设置的隔板墙组包括第七隔板墙7-7、第八隔板墙7-8、第九隔板墙7-9)，且九块所述隔板墙的一端均与烟道内壁相连接，另一端与内壁之间留有间隙。各个隔板墙沿着烟道的轴向错流交替排布，使烟道在其轴向形成迷宫通道。例如，如图4所示，在MTP反应产物气体烟道 1的入口和中压蒸汽发生器2之间，第一隔板墙与烟道入口的距离小于第二隔板墙与烟道入口的距离、第二隔板墙与烟道入口的距离小于第三隔板墙与烟道入口的距离，且第二隔板墙一端与烟道顶部的内壁相连、第一隔板墙和第三隔板墙的一端与烟道底部的内壁相连；在甲醇蒸发器3 和MTP反应产物气体烟道1的出口之间，第九隔板墙与烟道出口的距离小于第八隔板墙与烟道出口的距离、第八隔板墙与烟道出口的距离小于第七隔板墙与烟道出口的距离，且第八隔板墙一端与烟道顶部的内壁相连、第七隔板墙和第九隔板墙的一端与烟道底部的内壁相连；在中压蒸汽发生器2和甲醇蒸发器3之间，第四隔板墙和第六隔板墙的一端与烟道顶部的内壁相连，第五隔板墙的一端与烟道底部的内壁相连。

通过在烟道内设置错流隔板墙组，使烟道在其轴向形成迷宫通道，高温反应气在烟道内的流动时间延缓，减缓了气体的流动速度，从而实现气体与各级换热器(中压蒸汽发生器2、甲醇蒸发器3)之间的充分接触。

在每个错流隔板墙组内，相邻两块隔板墙7之间的间距相等，例如，其间距为0.3m；每块所述隔板墙7的长度为0.4m，宽度为0.2m，厚度为 0.03m；如图4所示，每块所述隔板墙7上均匀地开设有5个大小相同的开孔7-0且每个开孔7-0的直径为0.05m。

隔板墙7和挡板8均选自不锈钢板。为保证换热效果，MTP反应产物气体烟道1的内壁与多块所述挡板8、多块隔板墙7的连接方式例如可以为满焊。

按照图1示出的流程示意图，从MTP反应器产物12出来的MTP反应产物气体(温度高达480℃左右)进入MTP反应产物气体烟道1，经过MTP反应产物气体烟道1的入口和所述中压蒸汽发生器2之间设置的隔板墙组后，流经中压蒸汽发生器2的MTP反应产物气体换热通道，与烟道内的中压蒸汽发生器2内的物料进行热交换后，高温反应气的温度降低至300℃；然后再经过中压蒸汽发生器2和甲醇蒸发器3之间设置的隔板墙组后，流经甲醇蒸发器3的MTP反应产物气体换热通道，与甲醇蒸发器3内的物料进行热交换；最后经过甲醇蒸发器3和MTP反应产物气体烟道1的出口之间设置的隔板墙组后，烟道出口的反应气温度降低至190℃；降温后的反应气进入急冷水系统11。

如上所述，通过设置隔板墙7和挡板8对烟道进行改造后，烟道A 出口的反应气温度平均下降幅度为27℃，烟道B出口的反应气温度平均下降幅度为22℃，烟道C出口的反应气温度平均下降幅度为22℃；后续的急冷水系统中，急冷水温度平均降7℃。烟道A、B、C改造前、后出口的反应气温度详细数据对比见下表1：

表1三个烟道改造前、后，其出口反应气温度数据

表1中，改造前后温度差值＝改造后烟道出口的实际运行值-改造前烟道出口的实际运行值。

本实施例中MTP反应器共有三台，对应三个烟道A、B、C，按照两开一备的方式运行，例如，当反应器A、B运行时，反应器C处于再生阶段，再生是指当MTP催化剂活性降低时，采取高温烧炭的方式使催化剂的活性恢复的一种方式。在一些情况下，再生阶段也需要将反应器切换出来进行检修。因此，表1中“/”表示反应器C处于再生阶段，其对应的烟道C没有试验数据。

由表1的数据可知，MTP反应产物气体烟道A、B、C安装隔板墙7 及挡板8后，其出口温度较之前有所下降。例如，装置中甲醇处理负荷为230t/h时，其出口温度平均下降22-27℃，极大地缓解了MTP装置中急冷水系统负荷过高问题。目前，MTP装置中每台急冷水空冷器可降低急冷水0.5℃，若急冷水温度下降7℃则急冷水系统中需14台空冷器，一台空冷器每小时耗电37KW，14台空冷器每小时耗电518KW，每天耗电 12432KW，每月耗电372960KW，每年耗电4475520KW。若电按每度1 元计算，则14台空冷器每天花费12432元，每月花费372960元，每年花费4475520元。本实用新型经改造后的MTP装置中，若急冷水温度同等下降7℃，则可每天节约12432元，每月节约372960元，每年节约 4475520元。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种甲醇制丙烯装置高温反应气的热量回收装置，包括MTP反应产物气体烟道(1)、中压蒸汽发生器(2)、甲醇蒸发器(3)，其特征在于，

所述中压蒸汽发生器(2)、甲醇蒸发器(3)按MTP反应产物气体的流向依次排布在所述MTP反应产物气体烟道(1)中；

所述MTP反应产物气体烟道(1)的内壁和所述中压蒸汽发生器(2)之间、所述MTP反应产物气体烟道(1)的内壁和所述甲醇蒸发器(3)之间分别设有对MTP反应产物气体烟道(1)中的MTP反应产物气体起导流作用的气体导流组件，用于增加流入所述中压蒸汽发生器(2)的MTP反应产物气体换热通道及所述甲醇蒸发器(3)的MTP反应产物气体换热通道中的MTP反应产物气体量；

所述MTP反应产物气体烟道(1)中，间隔设有两组以上用于延长MTP反应产物气体在烟道内停留时间的错流隔板墙组，所述错流隔板墙组包含多块隔板墙(7)。

2.根据权利要求1所述的热量回收装置，其特征在于，所述气体导流组件包括多块挡板(8)；

在中压蒸汽发生器(2)的MTP反应产物气体换热通道入口的四周与烟道内壁之间的空隙内，及在所述甲醇蒸发器(3)的MTP反应产物气体换热通道入口的四周与烟道内壁之间的空隙内，分别设置多块所述挡板(8)。

3.根据权利要求1所述的热量回收装置，其特征在于，所述MTP反应产物气体烟道(1)的入口和所述中压蒸汽发生器(2)之间，中压蒸汽发生器(2)和甲醇蒸发器(3)之间，及甲醇蒸发器(3)和MTP反应产物气体烟道(1)的出口之间，分别各设有至少一组所述错流隔板墙组。

4.根据权利要求1所述的热量回收装置，其特征在于，所述MTP反应产物气体烟道(1)的入口附近处、中间位置处和出口附近处分别设置一组所述错流隔板墙组。

5.根据权利要求3或4所述的热量回收装置，其特征在于，每组所述错流隔板墙组均包含多块隔板墙(7)，且所述隔板墙(7)的一端与所述MTP反应产物气体烟道的内壁相连接，另一端与所述MTP反应产物气体烟道的内壁之间留有间隙；

各个所述隔板墙(7)沿着所述MTP反应产物气体烟道的轴向错流交替排布，使所述MTP反应产物气体烟道在其轴向形成迷宫通道。

6.根据权利要求3或4所述的热量回收装置，其特征在于，在每组所述错流隔板墙组内，相邻两块隔板墙(7)之间的间距相等，其间距为0.3-1m；每块所述隔板墙(7)的长度为0.3-0.8m，宽度为0.1-0.3m，厚度为0.03-0.05m；且每块所述隔板墙(7)上开设有多个大小相同的开孔(7-0)。

7.根据权利要求1所述的热量回收装置，其特征在于，所述中压蒸汽发生器(2)和甲醇蒸发器(3)均为板式换热器。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的热量回收装置，其特征在于，所述热量回收装置还包括：中压蒸汽包(4)、甲醇汽包(5)和甲醇过热器(6)，

所述中压蒸汽包(4)的液相出口与所述中压蒸汽发生器(2)的液相入口相通，所述中压蒸汽发生器(2)的蒸汽出口与所述中压蒸汽包(4)的蒸汽入口相连接，所述中压蒸汽包(4)的蒸汽出口连接到中压蒸汽管网；

所述甲醇汽包(5)的液态甲醇入口与液态甲醇输入管线(9)相连，甲醇汽包(5)的第一蒸汽出口与所述甲醇蒸发器(3)的蒸汽入口相连接，所述甲醇蒸发器(3)的蒸汽出口与所述甲醇汽包(5)的蒸汽入口相连接，所述甲醇汽包(5)的第二蒸汽出口与所述甲醇过热器(6)的入口相通。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的热量回收装置，其特征在于，所述隔板墙(7)和挡板(8)均选自普通钢板、碳钢板或不锈钢板；

所述MTP反应产物气体烟道(1)的内壁与多块所述挡板(8)、多块所述隔板墙(7)的连接方式为焊接。

10.根据权利要求9所述的热量回收装置，其特征在于，所述焊接为满焊。

Images