甲醇制丙烯系统及利用其进行开车投料的方法技术方案

本发明专利技术提供一种甲醇制丙烯系统及利用其进行开车投料的方法，甲醇制丙烯系统包括第一反应器，用于进行甲醇合成二甲醚反应得到第一产物流；第二反应器，用于进行第一产物流制丙烯反应得到第二产物流；第一水蒸汽管线，用于向第一反应器提供水蒸气；加热装置，用于对部分第一产物流与循环烃产物流进行加热升温；第一、二侧线管道，用于分别将部分第一产物流和工艺水分别送至第二至最末催化剂床层；精制单元，用于对第二产物流进行分离，以得到包含C2、C4、C5和C6组分的循环烃产物流；循环烃储罐，用于向加热装置提供循环烃产物流。该甲醇制丙烯系统及方法，能够控制甚至预防第一反应器和第二反应器内的飞温情况，从而缩短开车投料时间。

Methanol to Propylene System and the Method of Start-up Feeding

【技术实现步骤摘要】
甲醇制丙烯系统及利用其进行开车投料的方法
本专利技术属于甲醇制丙烯领域，特别是甲醇制丙烯系统及利用其进行开车投料的方法。
技术介绍
丙烯是最重要的化工原料之一，目前主要来源于FCC(催化裂化)、石脑油裂解等石油路线。近年来，国内丙烯需求急剧增长，但我国石油产量已远远不能满足市场需求，进口率已超过50％，在这样的形势下，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。由天然气、煤经合成气相甲醇转化技术已经成熟，为甲醇制烯烃工艺的发展奠定了良好的基础，甲醇制丙烯工艺将成为继石油化工之后另一重要稳定来源，甲醇制烯烃催化剂是这一工艺技术的核心。甲醇制丙烯技术最具代表性的是德国Lurgi公司于20世纪90年代末成功开发的固定床MTP(甲醇制丙烯)工艺，该工艺反应单元设置DME(甲醇制二甲醚)和MTP(甲醇制丙烯)两个反应器，甲醇原料经过预热从顶部进入DME反应器，甲醇蒸汽在氧化铝基催化剂(DME-1)作用下生成DME(二甲醚)。一部分DME产物经预热后从侧面送入MTP反应器床层，另外DME产物与来自精制单元的C2-C6循环烃和部分循环水蒸汽混合后经加热炉加热后进入MTP反应器。甲醇制丙烯装置投料试车过程中经常出现反应器超温情况，超温情况严重时还会出现飞温情况，使反应器内的催化剂床层温度迅速升高，严重偏离设计值，对反应和设备都会造成很大的危害。为了降低超温及飞温对催化剂及反应器内构件的影响，需要花费较长的时间，在较缓和的操控条件下进行投料操作，反应系统的开车投料时间至少需要10-12小时，且此过程中生成的物料需放火炬处理，极大地增加了MTP装置的物料消耗和能量消耗，造成了巨大的经济损失。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种甲醇制丙烯系统，该甲醇制丙烯系统流程简单，且能够防止在快速开车投料过程中出现反应器超温情况而影响投料时长，从而缩短开车投料周期、降低开车投料过程中的物料消耗和能量消耗。本专利技术的第二个目的在于提供一种利用前述的甲醇制丙烯系统进行开车投料的方法，该方法简单，能够防止在快速开车投料过程中出现反应器超温情况而影响投料时长，从而缩短开车投料周期、降低开车投料过程中的物料消耗和能量消耗。为实现本专利技术的第一个目的，采用以下的技术方案：一种甲醇制丙烯系统，包括：第一反应器，用于进行甲醇合成二甲醚反应，以得到第一产物流；所述第一产物流包括二甲醚、水以及未反应的甲醇；所述第一产物流经第一产物流管线输出；所述第一产物流管线包括火炬管线、第一管线和第二管线，用于将来自所述第一反应器的第一产物流分别输出，且所述火炬管线用于将来自所述第一反应器的部分第一产物流输出至火炬系统；第二反应器，用于进行所述第一产物流制丙烯反应，以得到第二产物流；并且在所述第二反应器内沿纵向设有多个催化剂床层；第一水蒸汽管线，用于向所述第一反应器提供水蒸气；加热装置，用于对来自所述第一管线的第一产物流与来自循环烃产物流管线的循环烃产物流进行加热升温，以使其作为所述第二反应器的顶部进料送至第一催化剂床层；第一侧线管道，用于接收来自所述第二管线的第一产物流，并将接收的物料分别送至第二至最末催化剂床层；第二侧线管道，用于将水分别送至第二至最末催化剂床层；精制单元，用于对所述第二产物流进行分离，以得到包含C2、C4、C5和C6组分的循环烃产物流，将所述循环烃产物流至少部分通过所述循环烃产物流管线送入所述加热装置中；循环烃储罐18，用于向所述加热装置提供循环烃产物流。优选地，所述甲醇制丙烯系统还包括第二水蒸汽管线，用于自顶部向所述第二反应器提供水蒸气；所述加热装置用于对来自所述第一管线的第一产物流与来自所述第二水蒸汽管线的水蒸气以及来自所述循环烃产物流管线的循环烃产物流进行加热升温，以使其作为所述第二反应器的顶部进料送至第一催化剂床层。优选地，所述甲醇制丙烯系统还包括第一换热器，用于对来自第一水蒸汽管线的水蒸气进行升温，以使其与来自甲醇管线的甲醇一起作为所述第一反应器的顶部进料；优选地，所述第一产物流管线还包括第三管线，用于将来自所述第一反应器的部分第一产物流输出；所述甲醇制丙烯系统还包括第二换热器，用于对来自所述第三管线的第一产物流进行降温后送入所述第一侧线管道。优选地，所述甲醇制丙烯系统还包括第三水蒸汽管线，用于将水蒸气送入所述第一侧线管道。为实现本专利技术的第二个目的，本专利技术提供一种利用前述甲醇制丙烯系统进行开车投料的方法，所述方法包括如下步骤：(1)用氮气对所述甲醇制丙烯系统依次进行吹扫和升温至180-220℃，然后用所述第一水蒸汽管线向所述第一反应器提供水蒸气以将所述第一反应器内的催化剂床层升温至255-260℃，然后利用输入的甲醇在所述第一反应器内发生甲醇制二甲醚反应获得第一产物流，并利用火炬管线将来自所述第一反应器的第一产物流输出至火炬系统；(2)待所述第一反应器的进出口温度相差不超过±5℃，且其催化剂床层温度达到265-320℃时，关闭所述火炬管线，并将所述甲醇的进料空速提升为0.65-0.75h-1(此时，所述第一反应器内的压力达到1.0-1.45Mpa)后，将来自所述第一反应器的第一产物流经所述第一管线输出至所述加热装置中进行升温至420-460℃后，作为所述第二反应器的顶部进料送至第一催化剂床层，在第二反应器(2)内发生甲醇制丙烯反应获得第二产物流；然后将所述第二产物流输送至所述精制单元；(3)待所述第一反应器的出口温度达到325-345℃时，将来自循环烃储罐18的循环烃产物流输入所述加热装置中与经所述第一管线输出的第一产物流一起进行升温至420-460℃后，作为所述第二反应器的顶部进料送至第一催化剂床层，在第二反应器内继续发生甲醇制丙烯反应获得第二产物流；然后继续将所述第二产物流输送至所述精制单元进行分离，得到包含C2、C4、C5和C6组分的循环烃产物流；然后将来自所述精制单元的循环烃产物流也输入所述加热装置中与经所述第一管线输出的第一产物流和来自所述循环烃储罐18的循环烃产物流一起进行升温至420-460℃后，继续作为所述第二反应器的顶部进料送至第一催化剂床层以继续发生甲醇制丙烯反应获得第二产物流；至来自所述精制单元的循环烃产物流能够持续满足所述第二反应器的进料需求，停止向所述加热装置供给来自循环烃储罐18的循环烃产物流；(4)待所述第一反应器的出口温度达到360-375℃时，利用所述第一侧线管道接收经所述第二管线输出的第一产物流，利用第二侧线管道接收水，并分别将接收的物料作为所述第二反应器的侧线进料分别送至第二至最末催化剂床层以继续发生甲醇制丙烯反应获得第二产物流，调节所述第二反应器的催化剂床层温度至480-490℃并保持，完成开车投料过程。可以理解，输入第一反应器的甲醇是经预热处理后的，温度为250-280℃。优选地，所述甲醇的进料空速为0.5-0.6h-1。优选地，所述步骤(1)中，所述水蒸气在提供给所述第一反应器之前，利用所述第一换热器升温至200-220℃。优选地，所述步骤(3)中，所述第二反应器的顶部进料还包括水蒸气，且是通过所述第二水蒸汽管线输送至所述加热装置中，与经所述第一管线输出的第一产物流和来自循环烃产物流管线的循环烃产物流一起加热升温至420-460℃后，作为第二反应器的顶部进料送至第一催本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲醇制丙烯系统，其特征在于，包括：第一反应器(1)，用于进行甲醇合成二甲醚反应，以得到第一产物流；所述第一产物流包括二甲醚、水以及未反应的甲醇；所述第一产物流经第一产物流管线输出；所述第一产物流管线包括火炬管线(6)、第一管线(15)和第二管线(16)，用于将来自所述第一反应器(1)的第一产物流分别输出，且所述火炬管线(6)用于将来自所述第一反应器(1)的部分第一产物流输出至火炬系统；第二反应器(2)，用于进行所述第一产物流制丙烯反应，以得到第二产物流；并且在所述第二反应器(2)内沿纵向设有多个催化剂床层；第一水蒸汽管线(3)，用于向所述第一反应器(1)提供水蒸气；加热装置(7)，用于对来自所述第一管线(15)的第一产物流与来自循环烃产物流管线(8)的循环烃产物流进行加热升温，以使其作为所述第二反应器(2)的顶部进料送至第一催化剂床层；第一侧线管道(9)，用于接收来自所述第二管线(16)的第一产物流，并将接收的物料分别送至第二至最末催化剂床层；第二侧线管道(10)，用于将水分别送至第二至最末催化剂床层；精制单元(11)，用于对所述第二产物流进行分离，以得到包含C2、C4、C5和C6组分的循环烃产物流，将所述循环烃产物流至少部分通过所述循环烃产物流管线(8)送入所述加热装置(7)中；循环烃储罐(18)，用于向所述加热装置(7)提供循环烃产物流。...

【技术特征摘要】
1.一种甲醇制丙烯系统，其特征在于，包括：第一反应器(1)，用于进行甲醇合成二甲醚反应，以得到第一产物流；所述第一产物流包括二甲醚、水以及未反应的甲醇；所述第一产物流经第一产物流管线输出；所述第一产物流管线包括火炬管线(6)、第一管线(15)和第二管线(16)，用于将来自所述第一反应器(1)的第一产物流分别输出，且所述火炬管线(6)用于将来自所述第一反应器(1)的部分第一产物流输出至火炬系统；第二反应器(2)，用于进行所述第一产物流制丙烯反应，以得到第二产物流；并且在所述第二反应器(2)内沿纵向设有多个催化剂床层；第一水蒸汽管线(3)，用于向所述第一反应器(1)提供水蒸气；加热装置(7)，用于对来自所述第一管线(15)的第一产物流与来自循环烃产物流管线(8)的循环烃产物流进行加热升温，以使其作为所述第二反应器(2)的顶部进料送至第一催化剂床层；第一侧线管道(9)，用于接收来自所述第二管线(16)的第一产物流，并将接收的物料分别送至第二至最末催化剂床层；第二侧线管道(10)，用于将水分别送至第二至最末催化剂床层；精制单元(11)，用于对所述第二产物流进行分离，以得到包含C2、C4、C5和C6组分的循环烃产物流，将所述循环烃产物流至少部分通过所述循环烃产物流管线(8)送入所述加热装置(7)中；循环烃储罐(18)，用于向所述加热装置(7)提供循环烃产物流。2.根据权利要求1所述的甲醇制丙烯系统，其特征在于，所述甲醇制丙烯系统还包括第二水蒸汽管线(12)，用于自顶部向所述第二反应器(2)提供水蒸气；所述加热装置(7)用于对来自所述第一管线(15)的第一产物流与来自所述第二水蒸汽管线(12)的水蒸气以及来自所述循环烃产物流管线(8)的循环烃产物流进行加热升温，以使其作为所述第二反应器(2)的顶部进料送至第一催化剂床层；优选地，所述甲醇制丙烯系统还包括第一换热器(4)，用于对来自第一水蒸汽管线(3)的水蒸气进行升温，以使其与来自甲醇管线(5)的甲醇一起作为所述第一反应器(1)的顶部进料。3.根据权利要求2所述的甲醇制丙烯系统，其特征在于，所述第一产物流管线还包括第三管线(17)，用于将来自所述第一反应器(1)的部分第一产物流输出；所述甲醇制丙烯系统还包括第二换热器(13)，用于对来自所述第三管线(17)的第一产物流进行降温后送入所述第一侧线管道(9)。4.根据权利要求1-3中任一项所述的甲醇制丙烯系统，其特征在于，所述甲醇制丙烯系统还包括第三水蒸汽管线(14)，用于将水蒸气送入所述第一侧线管道(9)。5.一种利用如权利要求1-4中任一项所述的甲醇制丙烯系统进行开车投料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)用氮气对所述甲醇制丙烯系统依次进行吹扫和升温至180-220℃，然后用所述第一水蒸汽管线(3)向所述第一反应器(1)提供水蒸气以将所述第一反应器(1)内的催化剂床层升温至255-260℃，然后利用输入的甲醇在所述第一反应器(1)内发生甲醇制二甲醚反应获得第一产物流，并利用火炬管线(6)将来自所述第一反应器(1)的第一产物流输出至火炬系统；(2)待所述第一反应器(1)的进出口温度相差不超过±5℃，且其催化剂床层温度达到265-320℃时，关闭所述火炬管线(6)，并将所述甲醇的进料空速提升为0.65-0.75h-1、将来自所述第一反应器(1)的第一产物流经所述第一管线(15)输出至所述加热装置(7)中进行升温至420-460℃后，作为所述第二反应器(2)的顶部进料送至第一催化剂床层，在第二反应器(2)内发生甲醇制丙烯反应获得第二产物流；然后将所述第二产物流输送至所述精制...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁吉宝，张伟，张利军，方昕，伍利军，颜蜀雋，徐金华，关翀，姚强，李云，齐静，苏慧，
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：发明
国别省市：北京,11