催化轻汽油醚化装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种催化轻汽油醚化装置及方法，属于石油化工领域。所述装置包括：由上至下顺次设置的第一反应段、换热段以及第二反应段；换热段用于预热醚化原料，且冷却来自于第一反应段的一级醚化产物；第一反应段用于使预热后的醚化原料反应生成一级醚化产物；第二反应段用于使冷却后的一级醚化产物反应生成二级醚化产物。本发明专利技术仅通过第一反应段、换热段、第二反应段的配合作用即可实现对催化轻汽油的醚化处理，避免了额外使用加热器、冷却器等设备，不仅节省了设备成本、操作费用，且降低了能量消耗，减少了占地面积。

【技术实现步骤摘要】
催化轻汽油醚化装置及方法
本专利技术涉及石油化工领域，特别涉及一种催化轻汽油醚化装置及方法。
技术介绍
催化轻汽油作为石油催化裂化的产物之一，常用于制备车用汽油。然而，催化轻汽油中含有大量的C4～C6烯烃，这不仅影响其使用性能，还会在阳光的作用下和汽车尾气中的二氧化氮(NO2)生成弥漫于对流层的光化学烟雾，造成环境污染。目前，通常采用甲醇或乙醇对催化轻汽油中的C4～C6烯烃进行醚化来降低烯烃含量，同时提高汽油的辛烷值和氧含量，增强汽油的安定性，降低汽油的蒸汽压。基于上述可知，提供一种催化轻汽油醚化装置是十分必要的。现有技术提供了一种催化轻汽油醚化装置，如附图1所示，该装置包括：按照液体流动方向依次连通的原料预热器A、第一醚化反应器B、冷却器C、第二醚化反应器D。第一醚化反应器B用于在高温状态下提高醚化反应的反应速率，第二醚化反应器D用于在低温状态下提高催化轻汽油中C4～C6烯烃的转化率。应用时，催化轻汽油与甲醇或乙醇所组成的醚化原料进入原料预热器A内进行预热；预热后的醚化原料进入第一醚化反应器B内，生成一级醚化产物；一级醚化产物进入冷却器C内进行冷却；冷却后的一级醚化产物进入第二醚化反应器D，生成二级醚化产物，出料。专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：现有技术所提供的催化轻汽油醚化装置包含四种设备，增加了设备成本、操作费用、装置能耗以及占地面积。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种催化轻汽油醚化装置及方法，可以解决上述技术问题。所述技术方案如下：一方面，提供了一种催化轻汽油醚化装置，所述装置包括：由上至下顺次设置的第一反应段、换热段以及第二反应段；所述换热段用于预热醚化原料，且冷却来自于所述第一反应段的一级醚化产物；所述第一反应段用于使预热后的醚化原料反应生成一级醚化产物；所述第二反应段用于使冷却后的一级醚化产物反应生成二级醚化产物。在一种可能的设计中，所述第一反应段包括：顶部封闭的上壳体、第一催化剂床层；所述第一催化剂床层设置在所述上壳体内。在一种可能的设计中，所述第一反应段还包括：与所述换热段连通，并用于对所述预热后的醚化原料进行分布的进料分布器；所述进料分布器设置在所述上壳体内，并位于所述第一催化剂床层的上方。在一种可能的设计中，所述进料分布器包括：主管、多个支管；多个所述支管均与所述主管连通，且沿所述主管的轴向间隔设置；所述支管上设置有多个流体通孔，且两端口均封闭；所述主管的一个端口封闭，另一端口与所述换热段连通。在一种可能的设计中，所述换热段包括：中壳体、上隔板、下隔板、多个用于输送所述一级醚化产物的换热管；所述中壳体的壁上设置有壳程进口与壳程出口，且所述壳程出口通过外管与所述主管的另一端口连通；所述上隔板、所述下隔板分别设置在所述中壳体的上端和下端；多个所述换热管竖直设置在所述上隔板与所述下隔板之间，且上、下端口分别与所述第一反应段、所述第二反应段导通。在一种可能的设计中，所述换热段还包括：多个第一筛网、多个第二筛网；所述第一筛网设置在所述上隔板上，并与对应的所述换热管的上端口导通；所述第二筛网设置在所述下隔板上，并与对应的所述换热管的下端口导通。在一种可能的设计中，所述第二反应段包括：下壳体、第二催化剂床层；所述第二催化剂床层设置在所述下壳体内；所述下壳体的底部设置有出料口，且顶部与所述中壳体连通。在一种可能的设计中，所述出料口处设置有第三筛网。在一种可能的设计中，所述第二催化剂床层与所述第三筛网之间填充有多个惰性瓷球。另一方面，提供了一种催化轻汽油醚化方法，所述方法包括：向换热段内输送醚化原料，并将所述醚化原料与来自于第一反应段的一级醚化产物进行热交换，以预热所述醚化原料，同时冷却所述一级醚化产物；利用所述第一反应段，将预热后的醚化原料生成一级醚化产物；利用第二反应段，将冷却后的一级醚化产物生成二级醚化产物，并排出。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术实施例提供的催化轻汽油醚化装置，通过换热段预热醚化原料，冷却来自于第一反应段的上一轮一级醚化产物，通过第一反应段使预热后的醚化原料生成当前轮一级醚化产物以及通过第二反应段使冷却后的当前轮一级醚化产物生成二级醚化产物，使得该装置既具有将醚化原料转化成一级醚化产物、二级醚化产物的功能，又具有预热醚化原料、冷却一级醚化产物的功能。可见，该装置仅通过第一反应段、换热段、第二反应段的配合作用即可实现对催化轻汽油的醚化处理，避免了额外使用加热器、冷却器等设备，不仅节省了设备成本、操作费用，且降低了能量消耗，减少了占地面积。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有技术催化轻汽油醚化装置结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的催化轻汽油醚化装置结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的进料分布器结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的换热段俯视图；图5a是本专利技术实施例提供的上、下隔板在中壳体上的一种安装示意图；图5b是本专利技术实施例提供的上、下隔板在中壳体上的另一种安装示意图；图6是本专利技术实施例提供的换热段的局部放大示意图；图7是本专利技术实施例提供的第二反应段的局部放大示意图。附图标记分别表示：A-原料预热器；B-第一醚化反应器；C-冷却器；D-第二醚化反应器；1-第一反应段；101-上壳体；102-第一催化剂床层；103-进料分布器；103a-主管；103b-支管；103c-第一固定板；103d-第二固定板；103e-第三固定板103f-连接头；2-换热段；201-中壳体；201a-壳程进口；201b-壳程出口；202-上隔板；203-下隔板；204-换热管；205-外管；206-第一筛网；206a-框架；206b-筛条；206c-盖板；207-第二筛网；208a-上限位件；208b-下限位件；209a-第一密封圈；209b-第二密封圈；2010a-第一弹性挡圈；2010b-第二弹性挡圈；2011a-第三密封圈；2011b-第四密封圈；2012-第一连接件；2012a-支撑板；2012b-螺柱；2012c-螺母；2012d-垫片；3-第二反应段；3a-出料口；301-下壳体；302-第二催化剂床层；303-第三筛网；303a-筒体；303b-顶板；304-惰性瓷球；305-第二连接件；305a-垫板；305b-管体。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。需要说明的是，本专利技术实施例中，醚化原料指的是催化轻汽油与甲醇或乙醇组成的混合物。催化轻汽油中的C4～C6烯烃与甲醇或乙醇的醚化反应为一种在液相状态下进行的可逆、放热反应。其中，正、逆反应的速率常数随温度的增大而增大，但逆反应的速率常数增长幅度大于正反应的速率常数增长幅度，故在对醚化原料进行醚化处理之前，需对醚化原料进行预热，以提高正反应速率；待醚化反应达到平衡后，冷却醚化原料以及醚类化合物(即一级醚化产物)，之后继续对一级醚化产物进行醚化处理，以提高醚化原料中C4～C6烯烃的转化率。另外，本专利技术实施例所涉及的一级醚化产物与二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化轻汽油醚化装置，其特征在于，所述装置包括：由上至下顺次设置的第一反应段(1)、换热段(2)以及第二反应段(3)；所述换热段(2)用于预热醚化原料，且冷却来自于所述第一反应段(1)的一级醚化产物；所述第一反应段(1)用于使预热后的醚化原料反应生成一级醚化产物；所述第二反应段(3)用于使冷却后的一级醚化产物反应生成二级醚化产物。

【技术特征摘要】
1.一种催化轻汽油醚化装置，其特征在于，所述装置包括：由上至下顺次设置的第一反应段(1)、换热段(2)以及第二反应段(3)；所述换热段(2)用于预热醚化原料，且冷却来自于所述第一反应段(1)的一级醚化产物；所述第一反应段(1)用于使预热后的醚化原料反应生成一级醚化产物；所述第二反应段(3)用于使冷却后的一级醚化产物反应生成二级醚化产物。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一反应段(1)包括：顶部封闭的上壳体(101)、第一催化剂床层(102)；所述第一催化剂床层(102)设置在所述上壳体(101)内。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一反应段(1)还包括：与所述换热段(2)连通，并用于对所述预热后的醚化原料进行分布的进料分布器(103)；所述进料分布器(103)设置在所述上壳体(101)内，并位于所述第一催化剂床层(102)的上方。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述进料分布器(103)包括：主管(103a)、多个支管(103b)；多个所述支管(103b)均与所述主管(103a)连通，且沿所述主管(103a)的轴向间隔设置；所述支管(103b)上设置有多个流体通孔，且两端口均封闭；所述主管(103a)的一个端口封闭，另一端口与所述换热段(2)连通。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述换热段(2)包括：中壳体(201)、上隔板(202)、下隔板(203)、多个用于输送所述一级醚化产物的换热管(204)；所述中壳体(201)的壁上设置有壳程进口(201a)与壳程出口(201b)，且所述壳程出口(201b)通过外管(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘成军，温世昌，李倞琛，周璇，赵霞，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中石油华东设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11