混醇侧线进料的MTP方法技术

本发明专利技术属于煤化工和石油化工技术领域，涉及一种混醇侧线进料的MTP方法。包括以下步骤：a.在DME 反应器中，以精甲醇为原料，在氧化铝基催化剂的作用下生成DME；b. DME反应器产物DME分为三个部分，第一部分进入MTP 反应器，反应生成以丙烯为主，副产乙烯、汽油和LPG的产物；c. DME反应器产物中的第二部分DME 气体从侧线进入MTP 反应器参与反应；d. DME反应器产物中的第三部分DME分离出气液两相，气相进入MTP 反应器参与反应，液相过冷后，从侧线进入MTP 反应器；e.将混醇从侧线引至MTP 反应器参与反应。本发明专利技术使反应过程容易控制；提高乙烯、丙烯收率；降低产品制造成本。

【技术实现步骤摘要】
混醇侧线进料的MTP方法
本专利技术属于煤化工和石油化工
，涉及一种甲醇制丙烯(MTP)工艺方法的优化技术，具体是一种混醇侧线进料的MTP方法。
技术介绍
乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的有机化工基础原料，其主要来源于石脑油的裂解。近年来，国内乙烯和丙烯需求急剧增长，但我国石油产量已远远不能满足市场需求，在这样的形势下，乙烯和丙烯生产原料的多元化即成为关系国家能源结构调整的重大课题。传统工艺下，乙烯和丙烯主要来源于蒸汽裂解装置和炼油厂催化裂化(FCC)装置，目前约43％来自于蒸汽裂解装置，约57％来自FCC装置，低碳烯烃只是工艺过程的主要副产物，供需矛盾十分突出，并且随着石油资源的日益枯竭，迫切需要替代石油为生产原料的新型生产工艺。目前，煤资源的高效利用中，甲醇制烯烃(MTO)和甲醇制丙烯(MTP)为主要的两条路线。UOP公司流化床MTO工艺、大连物化所的DMTO技术、鲁奇公司固定床MTP工艺(以甲醇为原料生产丙烯)开发的成功，预示着乙烯和丙烯可以作为主产物通过反应制备。在我国，以煤炭为原料制备甲醇的技术已成熟，甲醇市场产能过剩，通过MTO和MTP工艺，可以将过剩的甲醇转变为基本原料乙烯、丙烯后，通过各种反应得到更多高价值的产物。目前主流的技术路线包括两种，即流化床反应工艺和固定床反应工艺。其中流化床工艺以中科院大连化物所的DMTO工艺和UOP公司的MTO为代表，工艺使用SAPO-34分子筛催化剂，且催化剂因失活较快需要连续再生，原料为含水量5％的甲醇，采用循环流化床反应器可以很好的解决甲醇制烯烃过程中的剧烈放热问题，可制取产量基本相当的乙烯和丙烯。固定床工艺以德国鲁奇(Lurgi)公司开发的MTP技术为代表，使用的ZSM-5型催化剂因结焦率低而失活较慢，MTP工艺基于绝热固定床系统，原料为精甲醇，首先进料甲醇在DME反应器中反应生成DME，反应产物DME在六床层的MTP反应器中选择性的转化为丙烯，同时生成乙烯，汽油和LPG等副产物。国内外目前已有多项专利涉及以甲醇为原料生产低碳烯烃特别是丙烯的技术，主要有EP0448000、WO2007/140844A1、DE10027159A1、CN101309886A、CN1431982A、CN101811920B等，均属于上述的MTP技术的范畴。这些专利的共同特点是：所采用的工艺路线都是按照德国鲁奇MTP工艺路线进行设计，均采用两段固定床进行反应，以精甲醇为原料，首先在一段DME反应器中在氧化铝催化剂作用下将甲醇转化为DME，反应产物DME与水、循环烃经混合、预热，从顶MTP反应器顶部进入绝热式固定床反应器中反应，在ZSM-5基MTP催化剂的作用下，最终生成以丙烯为主，副产少量的乙烯、一定量的汽油和LPG等副产物。甲醇制烯烃(MTP)反应为强放热反应，反应温度极难控制，为了维持温度曲线在所需的温度范围内，工艺将反应分成DME和MTP两段反应器来分散反应热，在MTP反应器顶部进料中加入水蒸气和循环烃，水蒸气可作为放热反应的吸热物料以控制催化剂床层的温升，同时水蒸气的加入能减少积炭的形成；为了提高丙烯收率和产量，精制单元循环回的C2、C4、C5/C6也一起进入反应器第一床层转化生成烯烃，同时亦可作为放热反应的吸热物料控制催化剂床层的温度。为了更好地控制反应温度，在主反应器每一床层间加入中间进料进行冷却，侧线进料的气相和液相DME混合降温后进入下一催化剂床层。大部分的冷量是由从第二至第六床层注入的过冷的富含水的液体气化提供的。传统的MTP工艺操作过程复杂，控制步骤较为繁琐，同时该工艺在工业化运行过程中，丙烯选择性和收率都偏低，产品单耗高，生产运行成本高，从而降低了装置的盈利能力；另工艺流程中采用DME凝液来作为MTP反应器各床层温度的控制手段存在一定的缺陷，由于MTP反应属于强放热反应，需要的凝液量往往很大，经常发生由于凝液不足而造成床层飞温现象，凝液泵也因长期高负荷运行，易损坏，因此，如何将工艺流程进行优化，降低操作难度，同时提高乙烯、丙烯等产品的收率是极具意义的。
技术实现思路
本专利技术的目的是：针对现有工艺技术的不足，提供一种混醇侧线进料的MTP方法，使得该方法能够从热力学源头上降低反应热，从而使率；能够降低喷嘴、膨胀节等工艺部件的运行反应过程更容易控制；能够降低原料成本，提高乙烯、丙烯等产品的收负荷，减少耗材，降低产品制造成本，解决MTP工业装置目前存在的原料单一与煤化工领域混醇净化处理方法缺失等难题。为了实现上述目的，本专利技术方法包括以下步骤：a.以精甲醇为原料，预热至250～280℃进入DME反应器中，在氧化铝基催化剂的作用下生成二甲醚(DME)和水；b.DME反应产物DME分为三个部分，第一部分DME与来自后续MTP反应器出口分离出的循环烃混合，再与工艺蒸汽混合，混合物料经加热炉加热至430-460℃进入装有ZSM-5分子筛基催化剂的MTP反应器，反应生成以丙烯为主，副产乙烯、汽油和LPG的产物；c.DME反应产物中第二部分DME气体从侧线进入MTP反应器参与反应；d.DME反应产物中第三部分DME物料在DME分离罐中分离出气液两相，其中气相富含DME，液相富含工艺水；气相部分与步骤c中的DME气体混合后直接进入MTP反应器参与反应；液相部分过冷后，经DME凝液泵加压后从侧线进入MTP反应器，起到降低反应器床层温度的作用；e.通过泵将C1～C10混醇从侧线引至MTP反应器参与反应，利用混醇在催化剂的作用下发生醇类脱水制烯烃的强吸热反应，中和MTP反应的热效应，将MTP反应器床层温度控制在所需的温度范围内。优选的，MTP反应器侧线进料的混醇来源自费托合成反应制高级烃工艺中副产的混醇，或者来源自甲醇合成工艺中精馏侧线采出含烃的混醇，或者上述两种来源的混醇经过预处理后，与水复配得到的混醇原料，含水量可在5-99％调整。(其中混醇的典型组成见表1)优选的，将MTP反应器中所有侧线进料的混醇和原有物料中的甲醇、二甲醚，均折算成甲醇计算重时空速，具体算法是1M的DME折算成2M的CH3OH；将混醇质量除以对应的摩尔质量，得到相对应的CH3OH摩尔数；MTP反应器中原料的重时空速为0.5-1.5kg甲醇/(kgcat.h)。优选的，MTP反应器侧线进料的混醇，在进料前进行预处理提纯，预处理手段包括但不限于离子交换，碱处理，吸附以及其他物理化学处理方法等，预处理步骤为：依次脱硫除臭、砂滤、强碱加热至55～60℃水解除酯、除酸、在50～80℃下用NaBH4还原处理。优选的，MTP反应器所用催化剂为ZSM-5型或改性的ZSM-5型分子筛基催化剂，其成份包括分子筛原粉、粘结剂、助剂，各成份混合后挤条成型。本专利技术的优点是：在常规的甲醇制丙烯工艺路线中，将富含C1～C10的混醇经预处理后与甲醇共同作为原料，经MTP工艺侧线液相冷料入口引入，在ZSM-5分子筛催化剂的作用下，发生脱水反应生成相应的烯烃，调变甲醇转化过程的产物分布。本专利技术方法可以通过工艺设计和理论计算，在不改变主要产物分布的前提下，从侧线引入一定量混醇来替代部分甲醇作为反应原料，进入反应器的方式通过取代原有侧线富含工艺水的DME凝液液相进料系统，进入第二至第六床层，目的在于通过混醇在催化剂床层发生醇脱水吸热反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混醇侧线进料的MTP方法，其特征是：包括以下步骤，a.以精甲醇为原料，预热至250～280℃进入DME反应器中，在氧化铝基催化剂的作用下生成DME；b.DME反应器产物DME分为三个部分，第一部分DME与来自后续MTP反应器出口分离出的循环烃混合，再与工艺蒸汽混合，混合物料经加热炉加热至430‑460℃进入装有ZSM‑5分子筛基催化剂的MTP反应器，反应生成以丙烯为主，副产乙烯、汽油和LPG的产物；c.DME反应器产物中第二部分DME气体从侧线进入MTP反应器参与反应；d.DME反应器产物中第三部分DME物料在DME分离罐中分离出气液两相，其中气相富含DME，液相富含工艺水；气相部分与步骤c中DME气体混合后直接进入MTP反应器参与反应，液相部分过冷至60℃后，经DME凝液泵加压后从侧线进入MTP反应器，起到降低反应器床层温度的作用；e.通过泵将C1～C10混醇从侧线引至MTP反应器参与反应，利用混醇在催化剂的作用下发生醇类脱水制烯烃的强吸热反应，中和MTP反应的热效应，将MTP反应器床层温度控制在所需的温度范围内。

【技术特征摘要】
1.一种混醇侧线进料的MTP方法，其特征是：包括以下步骤，a.以精甲醇为原料，预热至250～280℃进入DME反应器中，在氧化铝基催化剂的作用下生成DME；b.DME反应器产物DME分为三个部分，第一部分DME与来自后续MTP反应器出口分离出的循环烃混合，再与工艺蒸汽混合，混合物料经加热炉加热至430-460℃进入装有ZSM-5分子筛基催化剂的MTP反应器，反应生成以丙烯为主，副产乙烯、汽油和LPG的产物；c.DME反应器产物中第二部分DME气体从侧线进入MTP反应器参与反应；d.DME反应器产物中第三部分DME物料在DME分离罐中分离出气液两相，其中气相富含DME，液相富含工艺水；气相部分与步骤c中DME气体混合后直接进入MTP反应器参与反应，液相部分过冷至60℃后，经DME凝液泵加压后从侧线进入MTP反应器，起到降低反应器床层温度的作用；e.通过泵将C1～C10混醇从侧线引至MTP反应器参与反应，利用混醇在催化剂的作用下发生醇类脱水制烯烃的强吸热反应，中和MTP反应的热效应，将MTP反应器床层温度控制在所需的温度范围内。2.根据权利要求1所述的混醇侧线进料的MTP方法，其特征是：MTP反应器侧线进料的混醇来...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙先勇，郭兆民，祝宝勤，
申请(专利权)人：江苏天诺新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32