煤基甲醇制低碳烯烃的系统技术方案

本发明专利技术公开了一种煤基甲醇制低碳烯烃系统，该系统包括：合成气制甲醇系统；甲醇制低碳烯烃系统，与合成气制甲醇系统的甲醇出料口相连；烯烃分离系统，与甲醇制低碳烯烃系统相连；煤气化系统，与烯烃分离系统中脱甲烷塔的塔顶气出口相连；催化剂再生系统，与甲醇制低碳烯烃系统的待生催化剂出料口相连；烟气分离系统与催化剂再生系统的再生烟气出口相连，设有一氧化碳出气口；一氧化碳出气口与煤气化系统的合成气出气口和合成气制甲醇系统的合成气入气口之间的第一流路相连通。上述系统通过将甲醇制低碳烯烃催化剂再生系统所产生再生烟气中的一氧化碳经过分离后作为原料返回使用，降低了原料单耗，提高了装置运行的经济性，同时降低了环境污染。

【技术实现步骤摘要】
煤基甲醇制低碳烯烃的系统
本专利技术涉及低碳烯烃生产领域，具体而言，涉及一种煤基甲醇制低碳烯烃的系统。
技术介绍
乙烯、丙烯、丁烯等低碳烯烃是重要的石油化工基础原料。生产低碳烯烃的方法主要包括石脑油、轻柴油和加氢尾油蒸汽裂解，其中以石脑油蒸汽裂解为主。在我国，生产低碳烯烃的原料主要为石油，乙烯、丙烯、丁烯等产品的产量不能满足市场需求，不得不长期进口大量乙烯和丙烯来弥补市场缺口。随着我国经济的快速发展，石油供需矛盾日益突出，原油的对外依存度逐年增加。以煤为原料经煤气化、合成气制甲醇、再将甲醇转化为乙烯、丙烯和丁烯等低碳烯烃是一条新型的烯烃生产路线。我国煤炭资源相对丰富，采用煤制烯烃工艺可以减少生产低碳烯烃对石油资源的依赖，同时可以明显降低低碳烯烃的生产成本。这种将甲醇催化转化为低碳烯烃的新工艺还有利于解决目前国内所存在的甲醇产能过剩的问题。以煤为基础原料制取低碳烯烃的装置包括煤制合成气、合成气制甲醇、甲醇制烯烃、烯烃分离与加工等单元。在甲醇制低碳烯烃的过程中，催化剂易积碳失活，因此需频繁再生以保持反应器内的反应活性，这使得甲醇制烯烃过程的生焦率较高。甲醇制烯烃催化剂再生时一般保留少量的积碳，这种不完全再生的方式有助于避免或缩短反应的诱导期，提高低碳烯烃的收率，同时也使再生烟气中的一氧化碳含量较高。甲醇制烯烃装置再生烟气目前一般采用直接焚烧、回收热量的处理方式。这种处理方式会增大了碳的排放量，同时将烟气中的粉尘也容易随之排入大气，造成二次污染。再生烟气中含量较高的一氧化碳是合成气的主要成分之一，煤基甲醇制烯烃装置在 上游建有合成气制甲醇装置，如能将其回收利用可以进一步降低生产烯烃的原料单耗，节约资源。甲醇制烯烃产品气中含有甲烷、氢气、乙烷及丙烷等，这部分气体一般用作燃料气。甲烷和氢气返回煤气化单元，可以转化为合成气；乙烷和丙烷经催化脱氢反应可转化为乙烯、丙烯和氢气，可以在增产低碳烯烃的同时提供一部分的氢气，进一步增加一氧化碳回收利用的经济性。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种煤基甲醇制低碳烯烃的系统，以降低煤基甲醇制低碳烯烃系统运行过程中的碳排放和生产低碳烯烃的原料消耗。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种煤基甲醇制低碳烯烃系统，其特征在于，煤基甲醇制低碳烯烃系统包括:合成气制甲醇系统，设有合成气入气口和甲醇出料口 ；甲醇制低碳烯烃系统，与合成气制甲醇系统的甲醇出料口相连，设有待生催化剂出料口和MTO产品气出气口；烯烃分离系统，与甲醇制低碳烯烃系统的MTO产品气出料口相连，设有与MTO产品气出气口相连的MTO产品气入气口，以及与MTO产品气入气口相连的脱甲烷塔，脱甲烷塔设有塔顶气出口 ；煤气化系统，与烯烃分离系统中脱甲烷塔的塔顶气出口相连，设有合成气出气口，合成气出气口与合成气制甲醇系统的合成气入气口相连；催化剂再生系统，与甲醇制低碳烯烃系统的待生催化剂出料口相连，设有再生烟气出口 ；烟气分离系统，与催化剂再生系统的再生烟气出口相连，设有一氧化碳出气口 ；一氧化碳出气口与煤气化系统的合成气出气口和合成气制甲醇系统的合成气入气口之间的第一流路相连通。进一步地，上述煤气化系统与合成气制甲醇系统之间设有合成气净化装置，烟气分离系统的一氧化碳出气口与第二流路或者第三流路相连通，第二流路位于合成气出气口和合成气净化装置之间，第三流路位于合成气净化装置合成气出气口和合成气制甲醇装置的合成气入气口之间。进一步地，上述烟气分离系统包括:气固分离装置，位于催化剂再生系统与第一流路之间，设有与催化剂再生系统的再生烟气出气口相连的再生烟气入气口，以及与第一流路相连通的一氧化碳出气口。进一步地，上述一氧化碳出气口与第三流路相连通时，烟气分离系统包括:气固分离装置，位于催化剂再生系统与第三流路之间，设有与催化剂再生系统的再生烟气出气口相连的再生烟气入气口，及脱固气体出口，以及气体分离装置，位于在气固分离装置与第三流路之间，设有与脱固气体出口相连的脱固气体入口及一氧化碳出气口。进一步地，上述气固分离装置为旋风分离器和/或急冷塔。进一步地，上述气体分离装置为分子筛变压吸附装置或膜分离装置。进一步地，上述气体分离装置为分子筛变压吸附装置时，所使用的吸附剂为5A分子筛，优选为担载铜的5A分子筛。进一步地，上述烟气分离系统还包括换热装置，换热装置设置在催化剂再生系统的再生烟气出气口与气固分离装置的再生烟气入气口之间，优选地，换热装置用于加热煤基甲醇制低碳烯烃系统中待加热流路。进一步地，上述煤基甲醇制低碳烯烃的系统还包括:催化脱氢装置，其上设有乙烷入口和/或丙烷入口，以及含氢产品气出气口，含氢产品气出气口与MTO产品气出气口和MTO产品气入气口之间的流路相连通。进一步地，上述烯烃分离系统中还包括:脱乙烷塔，与脱甲烷塔的塔底液出液口相连，其上包括C2组分输出口和C3组分输出口 ；乙烯精馏塔，与脱乙烷塔的C2组分输出口相连，包括乙烯出口和乙烷出口 ；丙烯精馏塔，与脱乙烷塔的C3组分输出口相连，包括丙烯出口和丙烷出口 ；乙烯精馏塔的乙烷出口与催化脱氢装置的乙烷入口相连；丙烯精馏塔的丙烷出口与催化脱氢装置的丙烷入口相连。本专利技术所提供的煤基甲醇制低碳烯烃的系统通过将甲醇制低碳烯烃催化剂再生系统所产生再生烟气中的一氧化碳经过分离后作为原料返回使用，一方面降低了原料单耗，提高了装置运行的经济性，另一方面避免了再生烟气的焚烧排放对外部环境的影响。另外，本专利技术所提供的煤基甲醇制低碳烯烃的系统还可以进一步包括催化脱氢装置，通过将乙烷和丙烷脱氢所产生的氢气以及甲醇制烯烃过程所产生的甲烷、氢气作为原料气返回至煤气化系统进一步提高了再生烟气中一氧化碳回收利用的经济性。同时通过乙烷、丙烷脱氢生成乙烯和丙烯，提高了乙烯和丙烯的产率。【附图说明】构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:图1示出了根据本专利技术煤基甲醇制低碳烯烃系统的流程示意图；图2示出了根据本专利技术一种实施例中煤基甲醇制低碳烯烃系统的结构示意图；以及图3示出了根据本专利技术另一种实施例中煤基甲醇制低碳烯烃系统的结构示意图。【具体实施方式】需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下 面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。正如
技术介绍
部分所介绍的，甲醇制烯烃装置催化剂再生产生的烟气中含有大量的一氧化碳，这部分一氧化碳以及甲醇制烯烃过程产生的氢气、甲烷和烷烃脱氢反应产生的氢气可以回收用作制取甲醇的合成气原料，可达到降低原料消耗及碳排放并增产低碳烯烃的目的。本专利技术中提供了一种煤基甲醇制低碳烯烃的系统。如图1所示，该系统包括合成气制甲醇系统10、甲醇制低碳烯烃系统20、烯烃分离系统30、煤气化系统40、催化剂再生系统50、以及烟气分离系统60。其中合成气制甲醇系统10设有合成气入气口和甲醇出料口 ；甲醇制低碳烯烃系统20与合成气制甲醇系统的甲醇出料口相连，设有待生催化剂出料口和MTO产品气出气口 ；烯烃分离系统30与甲醇制低碳烯烃系统相连，设有与所述MTO产品气出气口相连，以及与MTO产品气入气口相连的脱甲烷塔312，脱甲烷塔312设有塔顶气出口 ；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤基甲醇制低碳烯烃系统，其特征在于，所述煤基甲醇制低碳烯烃系统包括：合成气制甲醇系统(10)，设有合成气入气口和甲醇出料口；甲醇制低碳烯烃系统(20)，与所述合成气制甲醇系统的甲醇出料口相连，设有待生催化剂出料口和MTO产品气出气口；烯烃分离系统(30)，包括脱甲烷塔(312)，所述脱甲烷塔(312)设有MTO产品气入气口，所述MTO产品气入气口与所述甲醇制低碳烯烃系统(20)的所述MTO产品气出气口相连，所述脱甲烷塔(312)还设有塔顶气出口；煤气化系统(40)，与所述烯烃分离系统中脱甲烷塔(312)的塔顶气出口相连，设有合成气出气口，所述合成气出气口与所述合成气制甲醇系统(10)的合成气入气口相连；催化剂再生系统(50)，与所述甲醇制低碳烯烃系统的待生催化剂出料口相连，设有再生烟气出口；烟气分离系统(60)，与所述催化剂再生系统(50)的再生烟气出口相连，设有一氧化碳出气口；所述一氧化碳出气口与所述煤气化系统(40)的合成气出气口和合成气制甲醇系统(10)的合成气入气口之间的第一流路相连通。

【技术特征摘要】
1.一种煤基甲醇制低碳烯烃系统，其特征在于，所述煤基甲醇制低碳烯烃系统包括: 合成气制甲醇系统(10)，设有合成气入气口和甲醇出料口 ； 甲醇制低碳烯烃系统(20)，与所述合成气制甲醇系统的甲醇出料口相连，设有待生催化剂出料口和MTO产品气出气口 ； 烯烃分离系统(30)，包括脱甲烷塔(312)，所述脱甲烷塔(312)设有MTO产品气入气口，所述MTO产品气入气口与所述甲醇制低碳烯烃系统(20)的所述MTO产品气出气口相连，所述脱甲烷塔(312)还设有塔顶气出口 ； 煤气化系统(40)，与所述烯烃分离系统中脱甲烷塔(312)的塔顶气出口相连，设有合成气出气口，所述合成气出气口与所述合成气制甲醇系统(10)的合成气入气口相连； 催化剂再生系统(50)，与所述甲醇制低碳烯烃系统的待生催化剂出料口相连，设有再生烟气出口； 烟气分离系统(60)，与所述催化剂再生系统(50)的再生烟气出口相连，设有一氧化碳出气口 ；所述一氧化碳出气口与所述煤气化系统(40)的合成气出气口和合成气制甲醇系统(10)的合成气入气口之间的第一流路相连通。2.根据所述权利要求1所述的系统，其特征在于，所述煤气化系统(40)与所述合成气制甲醇系统(10)之间设有合成气净化装置(70)，所述烟气分离系统(60)的一氧化碳出气口与第二流路或者第三流路相连通，所述第二流路位于所述合成气出气口和所述合成气净化装置(70)之间，所述第三流路位于所述合成气净化装置(70)合成气出气口和所述合成气制甲醇装置(10)的合成气入气口之间。3.根据所述权利要求2所述的系统，其特征在于，所述烟气分离系统(60)包括: 气固分离装置(61)，位于所述催化剂再生系统(50)与所述第一流路之间，设有与所述催化剂再生系统(50)的再生烟气出气口相连的再生烟气入气口，以及与所述第一流路相连通的所述一氧化碳出气口。4.根据所述权利要求2所述的系统，其特征在于，所述一氧化碳出气口与所述第三流路相连通时，所述烟气分离系统(60)包括: 气固分离装置(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴秀章，南海明，文尧顺，关丰忠，卢卫民，公磊，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，中国神华煤制油化工有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11