一种甲醇制丙烯工艺中的再生氮气回收利用装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于资源回收利用技术领域，提供一种甲醇制丙烯工艺中的再生氮气回收利用装置；该装置包括：再生气加热炉，用于对MTP反应器中催化剂再生后排出的含氮再生气的热量进行回收利用；缓冲装置，用于对来自再生气加热炉的含氮再生气进行缓冲；除尘装置，用于对来自缓冲装置的含氮再生气进行净化除杂；冷却装置，用于对来自除尘装置净化后的含氮再生气进行冷却；以及液态烃干燥器和干燥/CO2吸收保护床，液态烃干燥器、干燥/CO2吸收保护床分别与冷却装置的再生气出口相连接。本实用新型专利技术可实现MTP装置再生过程中氮气的有效回收再利用，同时节省了液态烃干燥器和干燥/CO2保护床再生过程中对空分氮气的加热，节省能源。

A Recovery and Utilization Device of Regenerated Nitrogen in Methanol to Propylene Process

The utility model belongs to the technical field of resource recovery and utilization, and provides a device for recovering and utilizing regenerated nitrogen gas in the process of methanol to propylene. The device comprises a regenerated gas heating furnace for recycling heat of nitrogen-containing regenerated gas discharged after catalyst regeneration in MTP reactor, a buffer device for buffering nitrogen-containing regenerated gas from regenerated gas heating furnace, and a dust removal device. The device is used for purifying and removing impurities from nitrogen-containing regenerated gas from buffer device, cooling device for cooling nitrogen-containing regenerated gas purified from dust removal device, and liquid hydrocarbon dryer and dry/CO2 absorption protection bed, respectively, are connected with regenerated gas outlet of cooling device. The utility model can realize the effective recovery and reuse of nitrogen gas in the regeneration process of MTP plant, save the heating of air separation nitrogen gas in the regeneration process of liquid hydrocarbon dryer and dry/CO2 protective bed, and save energy.

【技术实现步骤摘要】
一种甲醇制丙烯工艺中的再生氮气回收利用装置
本技术属于资源回收利用
，具体涉及一种甲醇制丙烯工艺中的再生氮气回收利用装置。
技术介绍
通过甲醇转化制丙烯的工艺具有原料来源广泛、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。2010年，神华宁夏煤业集团和大唐国际集团从德国Lurgi公司引进的50万吨/年煤基聚丙烯项目先后投入工业生产。这两个项目均是基于Lurgi公司的MTP工艺的一体化煤-合成气-甲醇-二甲醚-丙烯-聚丙烯综合工艺，产品为聚丙烯及副产品汽油、液化气、乙烯。MTP工艺过程主要是来自甲醇中间罐区的新鲜甲醇和由甲醇回收塔返回的循环甲醇经过一系列换热设备，将其加热到275℃。混合物料先在DME反应器中于275℃、1.6MPa以及在氧化铝基催化剂的作用下反应生产二甲醚。之后，生成的二甲醚与循环回来的C2/C4/C5/C6混合进入MTP反应器(通常设置3台，2开1备)，于480℃、0.13MPa以及在沸石基催化剂的作用下进行反应，生成以丙烯为主要产品的各种烃类，送到下一单元－气体冷却和分离单元。在甲醇制丙烯的生产过程中，MTP反应器每运行500～600小时就需要对催化剂进行一次再生，共有三个反应器，采用两开一备的运行模式。再生时，需再生的反应器停止进料后先用氮气干燥然后用氮气和空气的热混合气来烧掉积碳，再生气的总流量始终保持在85000Nm3/h。反应器再生结束后用热氮气将再生气从反应器中吹扫至大气中，直至反应器出口没有再生空气，只剩低压氮气，这时反应器进入热备状态，此时化验分析可燃气含量在100ppm以下，证明吹扫合格反应器进入恒温阶段，此时氮气流量保持在40000～50000Nm3/h，反应器床层温度控制在430℃左右，床层入口温度通过再生器加热炉出口温度控制，压力保持在微正压，恒温时间的长短由反应器上线快慢决定。当需要另一个反应器催化剂再生时，此反应器恒温即可停止并改为蒸汽吹扫。MTP工艺中的液态烃干燥器和干燥/CO2吸收保护床设置于MTP装置的精馏工段，用于将MTP反应气体产物在分离系统中的水和CO2脱除。当液态烃干燥器和干燥/CO2吸收保护床运行一段时间后，无法满足工艺所需的干燥和吸附性能，为了使精馏工段的产品达到高要求，就必须对吸附剂/干燥器床层进行再生。吸附剂/干燥器床层的再生是通过加热装置对空分装置的氮气进行加热生成热氮气后，通过空分装置的冷氮气(120℃)和加热后的热氮气(210℃)对床层进行反吹以达到再生的目的。现有技术中，MTP催化剂再生过程结束后，退出空气只剩下N2对催化剂床层进行保温热备，MTP反应器进入热备阶段时，从空分装置引入5,0000-6,0000Nm3/h氮气用于热备，为反应器的上线做好准备，热备阶段的N2经管道直接排空，排入大气，造成了此部分氮气的浪费和空气污染。目前，催化剂再生阶段用的N2来自于空分装置，平均每次再生共用低压氮气约700,0000Nm3/h，一年平均再生10～13次，干燥器平均三天再生一次，一年平均再生100～120次左右，对装置的负荷要求也较大，造成生产成本过高。如图1所示，MTP反应器再生后，进入热备阶段的氮气直接通过热量回收后排入大气中，MTP反应器再生很频繁，排放到大气中的氮气纯度也较高，但是氮气利用率不足10％。而MTP装置精馏单元的的液态干燥器和干燥/CO2保护床置换和再生时所用冷、热氮气的需求量也很大。干燥器再生共用氮气22000Nm3/h，干燥/CO2保护床再生共用氮气9000Nm3/h，这么大的需求量给空分装置带来了很大的负荷以及能量消耗。此外，目前一套MTP装置氮气供应紧张，二套MTP装置也将面临这个瓶颈问题。二套MTP装置为了降低投资成本，未能配备相应的空分装置，与一套MTP装置共用一套空分装置，势必会导致MTP反应器再生及干燥器再生的氮气不足问题严重凸显。因此，热备阶段的这部分氮气具有很大的回收价值。MTP反应器再生后的尾气气体主要成分为氮气，其含量大于99％(wt％)，一氧化碳和二氧化碳微量、几乎没有，可燃气含量小于1000ppm，氧气含量小于0.1％(wt％)；而且无需再对这部分氮气进行加热就可直接利用。目前，尚未出现对热备阶段的这部分氮气进行回收方法及装置。
技术实现思路
本技术的目的在于，针对现有甲醇制丙烯(MTP)装置再生过程中存在的氮气消耗大、回收率低、生产成本高等问题，提供一种甲醇制丙烯工艺中的再生氮气回收利用装置；可实现MTP装置再生过程中氮气的有效回收再利用，同时充分节省了液态烃干燥器和干燥/CO2保护床再生过程中氮气加热的加热炉燃料气，降低能源消耗。为了实现上述目的，本技术提供一种甲醇制丙烯工艺中的再生氮气回收利用装置，所述再生氮气回收利用装置包括：再生气加热炉，用于对MTP反应器中催化剂再生后排出的含氮再生气的热量进行回收利用；缓冲装置，用于对来自所述再生气加热炉的含氮再生气进行缓冲；除尘装置，用于对来自所述缓冲装置的含氮再生气进行净化除尘；冷却装置，用于对来自所述除尘装置净化后的含氮再生气进行冷却；以及液态烃干燥器和干燥/CO2吸收保护床，所述液态烃干燥器、干燥/CO2吸收保护床分别与所述冷却装置的含氮再生气出口相连接。本技术将MTP反应器再生结束后，对退出空气进入氮气热备阶段时消耗的氮气进行回收利用。一方面，将这部分氮气回收后用于MTP装置精馏单元液态烃干燥器和干燥/CO2保护床的置换和再生，实现了MTP装置内部氮气的回收利用，为企业解决了技术难题，降低了氮气量消耗，节约了投资成本。另一方面，采取这样的流程装置，还能充分节省氮气加热炉燃料气，降低能源消耗，节约成本，达到平稳生产的目的。现有的一套MTP装置由于冷区干燥器效果不好，导致C2分离塔出现冻堵现象，经过本技术技术方案的改造，频繁将液态烃干燥器再生，会使得液态烃中不带水，可以避免C2分离塔冻堵现象的发生，保证了乙烯和丙烯产品的质量。本生产工艺技术流程短，操作简单，容易控制，与本系统配套的装置也能很好地运用在化工企业中。本技术技术方案带来的技术效果在于：(1)将MTP反应器热备阶段的氮气回收后，用于MTP装置精馏单元液态烃干燥器和干燥/CO2保护床的置换和再生，实现了MTP装置内部氮气的回收利用，降低了氮气消耗；(2)充分利用热备阶段的氮气热量(再生气加热炉将其加热到470-490℃)，无需再另外设置加热装置对液态烃干燥器和干燥/CO2保护床所需氮气进行加热，节省氮气加热炉燃料气，降低能源消耗，节约成本，达到平稳生产的目的。附图说明图1示出了现有MTP装置中反应器再生过程的流程示意图。图2示出了本技术一种实施方式中MTP工艺中的再生氮气回收利用装置示意图。上述图中标号说明如下：1-再生气加热炉；2-缓冲装置；3-安全阀；4-除尘装置；5-循环水气体冷却器；6-循环进水；7-循环回水；8-液态烃干燥器；9-干燥/CO2吸收保护床；10-低压N2；10’-低压再生N2；11-放空管线；12-MTP反应器。具体实施方式为了能够详细地理解本技术的技术特征和内容，下面将通过附图和实施例更详细地描述本技术的优选实施方式。虽然实施例中描述了本技术的优选实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲醇制丙烯工艺中的再生氮气回收利用装置，其特征在于，所述再生氮气回收利用装置包括：再生气加热炉(1)，用于对MTP反应器中催化剂再生后排出的含氮再生气的热量进行回收利用；缓冲装置(2)，用于对来自所述再生气加热炉的含氮再生气进行缓冲；除尘装置(4)，用于对来自所述缓冲装置的含氮再生气进行净化除尘；冷却装置，用于对来自所述除尘装置净化后的含氮再生气进行冷却；以及液态烃干燥器(8)和干燥/CO2吸收保护床(9)，所述液态烃干燥器(8)、干燥/CO2吸收保护床(9)分别与所述冷却装置的含氮再生气出口相连接。

【技术特征摘要】
1.一种甲醇制丙烯工艺中的再生氮气回收利用装置，其特征在于，所述再生氮气回收利用装置包括：再生气加热炉(1)，用于对MTP反应器中催化剂再生后排出的含氮再生气的热量进行回收利用；缓冲装置(2)，用于对来自所述再生气加热炉的含氮再生气进行缓冲；除尘装置(4)，用于对来自所述缓冲装置的含氮再生气进行净化除尘；冷却装置，用于对来自所述除尘装置净化后的含氮再生气进行冷却；以及液态烃干燥器(8)和干燥/CO2吸收保护床(9)，所述液态烃干燥器(8)、干燥/CO2吸收保护床(9)...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏慧，庄壮，江永军，雍晓静，罗春桃，王东，马磊，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司，神华宁夏煤业集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京,11