CN211385035U - 一种甲醇制烯烃装置配套的分子筛再生利用系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种甲醇制烯烃装置配套的分子筛再生利用系统，其特征在于包括装填有分子筛的吸附装置、冷凝器、停留罐和循环压缩机，所述吸附装置的出气口依次通过冷凝器、停留罐和循环压缩机与吸附装置的进气口由管路连接，形成再生气循环回路；所述吸附装置的进气口还通接有再生气进气管，所述吸附装置的出气口与冷凝器之间的管路上设有第一出气支管，所述停留罐和循环压缩机之间的管路上设有第二出气支管，相应管路上均设置有控制阀。通过本申请的再生活化系统，能够对吸附装置装填的分子筛采用再生气进行很好的脱附再生，整体通入的新鲜再生气和排出的再生气尾气的流量较小，由此整体过程中再生气的流量较为稳定，再生气的使用量少。

Description

一种甲醇制烯烃装置配套的分子筛再生利用系统

技术领域

本申请涉及一种甲醇制烯烃装置配套的分子筛再生利用系统。

背景技术

甲醇催化脱水制丙烯、乙烯技术是一种最有竞争力的以煤为原料的乙烯、丙烯生产方法。由于甲醇来源的广泛性，再加上转化生成低碳烯烃工艺的经济性，所以由甲醇转化制烯烃（MTO）的工艺受到越来越多的重视。

甲醇制烯烃反应的气体产物中除含有烯烃主产物外，还含有水和含氧化合物（含氧化合物如甲醇等醇类物质、醛类物质和酸类物质）等杂质，化工企业通常将甲醇制烯烃反应的气体产物通过装有分子筛的干燥器的方式，以除去气体产物中的水和含氧化合物等杂质。但是分子筛长时间的吸附工作，不可避免地出现吸附失活的技术问题，所以分子筛的活化再生是技术人员研究的一个重点。

为了为确保分子筛干燥器的稳定运行，化工企业采用大流量的氮气作为再生气对分子筛进行脱附再生，再生后的氮气送往火炬系统进行燃烧。本申请人采用大流量的氮气作为再生气对分子筛进行脱附再生时，经检测再生后的氮气中VOC含量为200~30000mg/L不等，在再生后的氮气中的VOC含量较低时，送往火炬系统不能正常完全燃烧，导致火炬系统下风向异味很大，随着环保要求越来越高，有必要进行改造。技术人员解决此项难题的常规思路是：在再生后的氮气中的VOC含量较低时，向其中掺杂补充一定量的燃料气，使之能够自然燃烧。但是通过掺杂补充燃料气的方式，会存在以下技术问题：1、燃料用量巨大；2、本申请人采用大流量的氮气作为再生气对分子筛进行脱附再生时，再生氮气平均用量8000m³/h、峰值用量1.6万m³/h，在氮气的大流量用量下，化工企业的技术条件不能保证再生氮气的用量保持稳定，这无疑增加了掺杂补充燃料气的操作难度，进一步增加了成本。因此，如何使甲醇制烯烃反应中的分子筛活性再生，是一个亟需解决的技术难题。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本申请的目的在于提供一种甲醇制烯烃装置配套的分子筛再生利用系统。

所述的一种甲醇制烯烃装置配套的分子筛再生活化系统，其特征在于包括装填有分子筛的吸附装置、冷凝器、停留罐和循环压缩机，所述吸附装置的出气口依次通过冷凝器、停留罐和循环压缩机与吸附装置的进气口由管路连接，形成再生气循环回路；所述吸附装置的进气口还通接有再生气进气管，所述吸附装置的出气口与冷凝器之间的管路上设有第一出气支管，所述停留罐和循环压缩机之间的管路上设有第二出气支管，相应管路上均设置有控制阀；由再生气进气管通入的再生气与自循环压缩机排出的气体混合后一并通入吸附装置内进行脱附再生，吸附装置排出的再生气尾气分为两路流动过程，一路经冷凝除水后由循环压缩机加压并重新返回吸附装置内，形成再生气的循环流动；另一路由第一出气支管排出，或者经冷凝除水后由第二出气支管排出。

所述的一种甲醇制烯烃装置配套的分子筛再生活化系统，其特征在于所述吸附装置包括并联设置的第一吸附塔和第二吸附塔，第一吸附塔和第二吸附塔内部均填充有分子筛。冷凝器的再生气进口分为两路，冷凝器的两路再生气进口分别与第一吸附塔顶部的出气口和第二吸附塔顶部的出气口由管路连接；冷凝器的再生气出口通过停留罐与循环压缩机的再生气进口由管路连接，所述循环压缩机的再生气出口分为两路，循环压缩机的两路再生气出口分别与第一吸附塔底部的进气口和第二吸附塔底部的进气口由管路连接，分别形成再生气循环回路；第一吸附塔顶部的出气口和第二吸附塔顶部的出气口分别通过设有控制阀的支管通接有反应尾气出气管，第一吸附塔底部的进气口和第二吸附塔底部的进气口分别通过设有控制阀的支管通接有反应气进气管；通过以上结构的设计，第一吸附塔和第二吸附塔交替吸附和再生，一台处于吸附状态来吸收反应气中的水分和含氧化合物时，另一台循环通入再生气加热再生释放分子筛中的水分和含氧化合物。

所述的一种甲醇制烯烃装置配套的分子筛再生活化系统，其特征在于所述吸附装置装填的分子筛为3A分子筛。

所述的一种甲醇制烯烃装置配套的分子筛再生活化系统，其特征在于所述停留罐和循环压缩机之间的管路上还设有粉尘过滤器。

所述的一种甲醇制烯烃装置配套的分子筛再生活化系统，其特征在于还包括洗涤塔和循环泵，所述第一出气支管的出口端与洗涤塔的下部进气口连接，洗涤塔的底部出液口通过所述循环泵由管路连接至洗涤塔的上部进液口，形成液路循环系统；所述洗涤塔的上部进液口还通接有用于补加洗涤液的补液进液管，循环泵与洗涤塔的上部进液口之间的管路上还设有出液管，洗涤塔的顶部出气口排出经吸附去除含氧化合物后的再生气；所述再生气为氮气。

所述的一种甲醇制烯烃装置配套的分子筛再生活化系统，其特征在于所述再生气为甲烷氢，所述吸附装置排出的再生气尾气经冷凝除水后由第二出气支管排出，并输送至燃烧锅炉进行燃烧。

相对于现有技术，本申请取得的有益效果：

1）通过本申请的装置能够很好地解决现有技术中分子筛进行加热再生时所遇到的技术难题，通过本申请的装置对分子筛进行加热再生时，可采用两种技术方案。第一种技术方案是采用甲烷氢作为再生气进行循环再生，甲醇制烯烃反应的气体产物进行分离即可得到所述甲烷氢气体副产物，甲烷氢将分子筛中的含氧化合物脱附出来后，即可燃气锅炉用于发气，这可完全解决现有技术中再生气尾气送往火炬燃烧时可能出现异味的问题，所有的异味都通过燃烧变成了热量，大幅度减少氮气的使用，节约成本。第二种技术方案是采用氮气作为再生气进行循环再生，氮气使用量大幅下降，洗涤塔可将氮气尾气中的少量含氧化合物洗涤下来，这可有效解决现有技术中再生气尾气送往火炬燃烧时可能出现异味的问题，处理后的氮气可送往火炬进行燃烧，氮气的使用量由原先的大幅度波动，变为稳定值。

2）本申请的装置设置有循环压缩机，在循环压缩机的运行作用下，再生气以较大流量从第一吸附塔或第二吸附塔内流过，易于将第一吸附塔或第二吸附塔内分子筛吸附的杂质脱附出来，但是整体通入的新鲜再生气和排出的再生气尾气的流量较小，由此整体过程中再生气的流量较为稳定。

附图说明

图1为本申请的再生活化系统的结构示意图；

图2本申请的再生活化系统采用甲烷氢作为再生气进行脱附再生时的工艺流程图；

图3为本申请的再生活化系统采用氮气作为再生气进行脱附再生时的工艺流程图；

图中：1-第一吸附塔，2-第二吸附塔，3-冷凝器，4-停留罐，5-粉尘过滤器，6-循环压缩机，7-洗涤塔，8-循环泵，Y-再生气进气管，U-第一出气支管，X-第二出气支管，Q-反应气进气管，P-反应尾气出气管。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例：对照图1

一种甲醇制烯烃装置配套的分子筛再生活化系统，包括装填有分子筛的吸附装置、冷凝器3、停留罐4和循环压缩机6，所述吸附装置的出气口依次通过冷凝器3、停留罐4和循环压缩机6与吸附装置的进气口由管路连接，形成再生气循环回路；所述吸附装置的进气口还通接有再生气进气管Y，所述吸附装置的出气口与冷凝器3之间的管路上设有第一出气支管U，所述停留罐4和循环压缩机6之间的管路上设有第二出气支管X，相应管路上均设置有控制阀。

本申请采用氮气或甲烷氢作为再生气，利用本申请的装置对吸附装置装填的分子筛进行活化再生时，整体过程为：由再生气进气管Y通入的再生气与来自循环压缩机6的气体混合后，一并通入吸附装置内进行脱附再生，吸附装置排出的再生气尾气分为两路流动过程，一路经冷凝除水后由循环压缩机6加压并重新返回吸附装置内，形成再生气的循环流动；另一路由第一出气支管U排出，或者经冷凝除水后由第二出气支管X排出。

对照图1，本申请的吸附装置包括并联设置的第一吸附塔1和第二吸附塔2，第一吸附塔1和第二吸附塔2内部均填充有分子筛（填充的分子筛均为3A分子筛）。

本申请设计第一吸附塔1和第二吸附塔2通过管路并联设置目的在于：第一吸附塔1和第二吸附塔2交替吸附和再生；一台处于吸附状态来吸收反应气中的水分和含氧化合物时，另一台循环通入再生气加热再生释放分子筛中的水分和含氧化合物。

对照图1可以看出，冷凝器3的再生气进口分为两路，并分别与第一吸附塔1顶部的出气口和第二吸附塔2顶部的出气口由管路连接。冷凝器3的再生气出口通过停留罐4与循环压缩机6的再生气进口由管路连接，所述循环压缩机6的再生气出口分为两路，并分别与第一吸附塔1底部的进气口和第二吸附塔2底部的进气口由管路连接，分别形成再生气循环回路。

对照图1可以看出，第一吸附塔1顶部的出气口和第二吸附塔2顶部的出气口分别通过设有控制阀的支管通接有反应尾气出气管P，第一吸附塔1底部的进气口和第二吸附塔2底部的进气口分别通过设有控制阀的支管通接有反应气进气管Q。

本申请的第一吸附塔1和第二吸附塔2工作运行时，第一吸附塔1和第二吸附塔2交替吸附和再生。例如：甲醇制烯烃反应的气体产物由反应气进气管Q通入第一吸附塔1内进行吸附，气体产物中的水分和含氧化合物等杂质均被吸附在第一吸附塔1内的分子筛上，去除杂质后的气体产物从反应尾气出气管P排出后，再分离出甲烷氢气体副产物，即能得到烯烃产物。而第二吸附塔2内通过再生气进行加热脱附再生。具体设计装置时，可通过管路上设置的控制阀，分别控制第一吸附塔1和第二吸附塔2内通入两股气体的流向，使两台吸附塔可切换使用。

在本申请中，停留罐4可起到气液分离的作用，从第一吸附塔1或第二吸附塔2流出的再生气尾气经冷凝器3冷凝除水后，形成的气液混合物进入停留罐4内，水分沉积在停留罐4底部并排除，气体从停留罐4顶部排出。

由于甲醇制烯烃反应的气体产物中可能夹带少量的固体颗粒物，对气体产物进行吸附时，该少量的固体颗粒物停留在第一吸附塔1或第二吸附塔2中，之后通入再生气进行活化时，再生气可能会夹带出少量的固体颗粒物，本申请在停留罐4和循环压缩机6之间的管路上还设置粉尘过滤器5，以提高再生脱附效果。

当本申请的再生气采用氮气时，本申请的再生活化系统还包括洗涤塔7和循环泵8，第一出气支管U的出口端与洗涤塔7的下部进气口连接，洗涤塔7的底部出液口通过所述循环泵8由管路连接至洗涤塔7的上部进液口，形成液路循环系统；所述洗涤塔7的上部进液口还通接有用于补加洗涤液的补液进液管，循环泵8与洗涤塔7的上部进液口之间的管路上还设有出液管，洗涤塔7的顶部出气口排出经吸附去除含氧化合物后的再生气。由第一吸附塔1或第二吸附塔2内排出的再生气尾气，分出小流量的气体由第一出气支管U排出，并送往洗涤塔7进行洗涤去除其中夹带的少量含氧化合物（如甲醇等醇类物质、醛类物质和酸类物质等含氧化合物），再送往火炬系统进行燃烧。通过这种方案，由第一出气支管U排出的再生气尾气流量小，且流量稳定容易控制，可有效减少氮气使用量，且解决送往火炬燃烧时可能会存在的燃烧异味的问题。洗涤液可采用水溶剂。

本申请的再生活化系统也可采用甲烷氢作为再生气，由第一吸附塔1或第二吸附塔2内排出的再生气尾气，经冷凝除水后由第二出气支管X排出并输送至燃烧锅炉进行燃烧，由于甲烷氢的燃烧性能较好，即使其中夹带少量的含氧化合物（如甲醇等醇类物质、醛类物质和酸类物质等含氧化合物），也能够很好地进行燃烧，避免燃烧不充分可能导致的出现异味的技术问题。

图2为本申请的再生活化系统采用甲烷氢作为再生气进行脱附再生时的工艺流程图，图3为本申请的再生活化系统采用氮气作为再生气进行脱附再生时的工艺流程图。从图2和图3均可以看出，通过吸附装置的再生气流量较大，但是整体排出的再生气尾气的流量较小。

本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。

Claims (6)

1.一种甲醇制烯烃装置配套的分子筛再生利用系统，其特征在于包括装填有分子筛的吸附装置、冷凝器（3）、停留罐（4）和循环压缩机（6），所述吸附装置的出气口依次通过冷凝器（3）、停留罐（4）和循环压缩机（6）与吸附装置的进气口由管路连接，形成再生气循环回路；所述吸附装置的进气口还通接有再生气进气管（Y），所述吸附装置的出气口与冷凝器（3）之间的管路上设有第一出气支管（U），所述停留罐（4）和循环压缩机（6）之间的管路上设有第二出气支管（X），相应管路上均设置有控制阀；

由再生气进气管（Y）通入的再生气与自循环压缩机（6）排出的气体混合后一并通入吸附装置内进行脱附再生，吸附装置排出的再生气尾气分为两路流动过程，一路经冷凝除水后由循环压缩机（6）加压并重新返回吸附装置内，形成再生气的循环流动；另一路由第一出气支管（U）排出，或者经冷凝除水后由第二出气支管（X）排出。

2.如权利要求1所述的一种甲醇制烯烃装置配套的分子筛再生利用系统，其特征在于所述吸附装置包括并联设置的第一吸附塔（1）和第二吸附塔（2），第一吸附塔（1）和第二吸附塔（2）内部均填充有分子筛；

冷凝器（3）的再生气进口分为两路，冷凝器（3）的两路再生气进口分别与第一吸附塔（1）顶部的出气口和第二吸附塔（2）顶部的出气口由管路连接；冷凝器（3）的再生气出口通过停留罐（4）与循环压缩机（6）的再生气进口由管路连接，所述循环压缩机（6）的再生气出口分为两路，循环压缩机（6）的两路再生气出口分别与第一吸附塔（1）底部的进气口和第二吸附塔（2）底部的进气口由管路连接，分别形成再生气循环回路；

第一吸附塔（1）顶部的出气口和第二吸附塔（2）顶部的出气口分别通过设有控制阀的支管通接有反应尾气出气管（P），第一吸附塔（1）底部的进气口和第二吸附塔（2）底部的进气口分别通过设有控制阀的支管通接有反应气进气管（Q）；

第一吸附塔（1）和第二吸附塔（2）交替吸附和再生；一台处于吸附状态来吸收反应气中的水分和含氧化合物时，另一台循环通入再生气加热再生释放分子筛中的水分和含氧化合物。

3.如权利要求1所述的一种甲醇制烯烃装置配套的分子筛再生利用系统，其特征在于所述吸附装置装填的分子筛为3A分子筛。

4.如权利要求1所述的一种甲醇制烯烃装置配套的分子筛再生利用系统，其特征在于所述停留罐（4）和循环压缩机（6）之间的管路上还设有粉尘过滤器（5）。

5.如权利要求1所述的一种甲醇制烯烃装置配套的分子筛再生利用系统，其特征在于还包括洗涤塔（7）和循环泵（8），所述第一出气支管（U）的出口端与洗涤塔（7）的下部进气口连接，洗涤塔（7）的底部出液口通过所述循环泵（8）由管路连接至洗涤塔（7）的上部进液口，形成液路循环系统；所述洗涤塔（7）的上部进液口还通接有用于补加洗涤液的补液进液管，循环泵（8）与洗涤塔（7）的上部进液口之间的管路上还设有出液管，洗涤塔（7）的顶部出气口排出经吸附去除含氧化合物后的再生气；所述再生气为氮气。

6.如权利要求1所述的一种甲醇制烯烃装置配套的分子筛再生利用系统，其特征在于所述再生气为甲烷氢，所述吸附装置排出的再生气尾气经冷凝除水后由第二出气支管（X）排出，并输送至燃烧锅炉进行燃烧。

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