一种甲醇与轻烃耦合裂解装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种甲醇与轻烃耦合裂解装置及方法，属于石油化工技术领域。该装置包括提升管反应器和流化床反应器，提升管反应器的一端设有轻烃进料口和催化剂进口，另一端与流化床反应器连通，流化床反应器与提升管反应器连通的一端设有甲醇进料口。上述装置使用提升管和流化床相结合的串联反应器，能实现轻烃裂化反应与甲醇裂化反应的耦合，确保了轻烃裂解所需的气固接触时间，提高了低碳烯烃的单程收率。采用上述装置，将轻烃与第一催化剂于提升管反应器内接触并发生裂解反应，生成的低碳烯烃与反应后的第一催化剂进入流化床反应器与甲醇接触并反应，两种反应共用一种催化剂和一个反应器，实现能量和反应的耦合，达到多产低碳烯烃的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种甲醇与轻烃耦合裂解装置及方法
本专利技术涉及石油化工
，具体而言，涉及一种甲醇与轻烃耦合裂解装置及方法。
技术介绍
乙烯、丙烯等低碳烯烃是石油化工行业的重要原料。低碳烯烃的生产技术包括蒸汽裂解、催化裂化、丙烷脱氢、甲醇制烯烃、烯烃歧化和轻烃催化裂解等技术。目前，低碳烯烃的生产主要采用蒸汽裂解工艺，其原料通常为直馏石脑油、加氢裂化石脑油、加氢轻蜡油和来自重整装置的拔头油。经过几十年的发展，蒸气裂解已经成为一项极为成熟的技术，但是仍在存在以下问题：反应能耗高，低碳烯烃产率较低。鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的之一包括提供一种甲醇与轻烃耦合裂解装置，能实现轻烃裂化反应与甲醇裂化反应的耦合，提高低碳烯烃的单程收率。本专利技术的目的之二包括提供一种甲醇与轻烃耦合裂解方法，将轻烃催化裂解反应与甲醇转化反应共同使用一种催化剂和一个反应器，实现能量和反应的耦合，达到多产低碳烯烃的目的。本专利技术是这样实现的：第一方面，本申请提供一种甲醇与轻烃耦合裂解装置，包括提升管反应器和流化床反应器。提升管反应器的一端设有轻烃进料口和催化剂进口，提升管反应器的另一端与流化床反应器连通，流化床反应器与提升管反应器连通的一端设有甲醇进料口。在可选的实施方式中，流化床反应器的直径与提升管反应器直径之比为1.2-5:1。在可选的实施方式中，甲醇与轻烃耦合裂解装置还包括沉降器以及再生器。流化床反应器的远离提升管反应器的一端与沉降器的入料口连通，沉降器的出料口与再生器连通。在可选的实施方式中，沉降器的上部设有分离段，分离段内设有与流化床反应器连通的沉降器旋风分离器，分离段的顶部设有集气室以及与集气室连通的产品物流出口。在可选的实施方式中，沉降器的下部设有汽提段，汽提段的两端分别与沉降器旋风分离器以及再生器连通。在可选的实施方式中，沉降器还设有料腿，汽提段和再生器通过料腿连通。在可选的实施方式中，甲醇与轻烃耦合裂解装置还包括再生催化剂斜管换热器、第一再生斜管和第二再生斜管，再生器设有再生催化剂第一出口，第一再生斜管的两端分别与再生催化剂第一出口和再生催化剂斜管换热器的入口连通，第二再生斜管的两端分别与再生催化剂斜管换热器的出口和提升管反应器连通。在可选的实施方式中，第一再生斜管与再生催化剂第一出口的连接处高于第二再生斜管与提升管反应器的连接处。在可选的实施方式中，甲醇与轻烃耦合裂解装置还包括脱气罐、第三再生斜管和第四再生斜管，再生器设有再生催化剂第二出口，脱气罐的底部和顶部分别设有催化剂出口和气体出口，第三再生斜管的两端分别与再生催化剂第二出口和脱气罐的入口连通，第四再生斜管的两端分别与脱气罐的催化剂出口和流化床反应器连通，脱气罐的气体出口与再生器连通。在可选的实施方式中，第三再生斜管与再生催化剂第二出口的连接处高于第四再生斜管与流化床反应器的连接处。在可选的实施方式中，再生器内还设有用于分离再生烟气的再生器旋风分离器。第二方面，本申请还提供一种甲醇与轻烃耦合裂解的方法，包括以下步骤：采用上述甲醇与轻烃耦合裂解装置，将轻烃与第一催化剂于提升管反应器内接触并发生裂解反应，生成低碳烯烃及其他产物，反应产物与反应后的第一催化剂经提升管反应器进入流化床反应器与流化床反应器内的甲醇接触并反应。在可选的实施方式中，第一催化剂为分子筛催化剂，优选地，分子筛为ZSM-5。在可选的实施方式中，提升管反应器内的反应条件包括：反应温度为600-650℃，反应压力以表压计为0.1-0.3MPa。在可选的实施方式中，流化床反应器内的反应条件包括：反应温度为570-650℃，反应压力以表压计为0.1-0.3MPa。在可选的实施方式中，当甲醇与轻烃耦合裂解装置包括再生器、第一再生斜管、第二再生斜管、第三再生斜管和第四再生斜管时，将再生器内的部分再生催化剂作为第一催化剂经第一再生斜管以及第二再生斜管输入提升管反应器与轻烃反应，生成低碳烯烃及其他产物，再生器内的部分再生催化剂作为第二催化剂经第三再生斜管以及第四再生斜管输入流化床反应器与经提升管反应器进入流化床反应器内的低碳烯烃和第一催化剂以及流化床反应器内的甲醇接触并反应。在可选的实施方式中，第一催化剂的质量为再生催化剂循环总量的50-80％。在可选的实施方式中，第二催化剂的质量为再生催化剂循环总量的20-50％。在可选的实施方式中，第一再生斜管中第一催化剂的质量流量以及第二再生斜管中第一催化剂的质量流量与进入提升管反应器的轻烃的质量流量之比均为15-30：1。在可选的实施方式中，轻烃的馏程为20-220℃。在可选的实施方式中，第三再生斜管中第二催化剂的质量流量以及第四再生斜管中第二催化剂的质量流量与进入流化床反应器的甲醇的质量流量之比均为5-8：1。在可选的实施方式中，当甲醇与轻烃耦合裂解装置还包括沉降器时，流化床反应器内反应后的产物和催化剂进入沉降器内，经沉降器旋风分离器气固分离，分离后的产物进入沉降器的分离段，积碳的催化剂经沉降器的汽提段汽提后进入再生器再生。在优选的实施方式中，再生器内再生后的催化剂作为新的第一催化剂和新的第二催化剂分别输入至提升管反应器和流化床反应器。本申请的有益效果包括：甲醇与轻烃耦合裂解装置中将提升管反应器和流化床反应器相结合作为串联反应器，可实现轻烃裂化反应与甲醇裂化反应的耦合，确保了轻烃裂解所需的气固接触时间，提高了低碳烯烃的单程收率。采用上述装置，将轻烃催化裂解反应与甲醇转化反应共用一种催化剂和一个反应器，实现能量和反应的耦合，达到多产低碳烯烃的目的。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。图1为本申请提供的甲醇与轻烃耦合裂解装置的结构示意图。附图标记：1-轻烃进料管线；2-提升管反应器；3-再生催化剂斜管换热器；4-第一再生斜管；5-甲醇进料管线；6-流化床反应器；7-脱气罐；8-再生器；9-再生器旋风分离器；10-汽提段；11-沉降器旋风分离器；12-沉降器；13-集气室；14-产品物流出口管线；15-第三再生斜管；16-第四再生斜管；17-第二再生斜管。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本申请提供的甲醇与轻烃耦合裂解装置及方法进行具体说明。专利技术人经研究发现：轻烃催化裂解工艺具有较高的低碳烯烃产率，与管式炉蒸汽裂解工艺相比反应温度显著降低(反应温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲醇与轻烃耦合裂解装置，其特征在于，包括提升管反应器和流化床反应器；/n所述提升管反应器的一端设有轻烃进料口和催化剂进口，所述提升管反应器的另一端与所述流化床反应器连通，所述流化床反应器与所述提升管反应器连通的一端设有甲醇进料口；/n优选地，所述流化床反应器的直径与所述提升管反应器径之比为1.2-5:1。/n

【技术特征摘要】
1.一种甲醇与轻烃耦合裂解装置，其特征在于，包括提升管反应器和流化床反应器；
所述提升管反应器的一端设有轻烃进料口和催化剂进口，所述提升管反应器的另一端与所述流化床反应器连通，所述流化床反应器与所述提升管反应器连通的一端设有甲醇进料口；
优选地，所述流化床反应器的直径与所述提升管反应器径之比为1.2-5:1。


2.根据权利要求1所述的甲醇与轻烃耦合裂解装置，其特征在于，所述甲醇与轻烃耦合裂解装置还包括沉降器以及再生器；
所述流化床反应器的远离所述提升管反应器的一端与所述沉降器的入料口连通，所述沉降器的出料口与所述再生器连通。


3.根据权利要求2所述的甲醇与轻烃耦合裂解装置，其特征在于，所述沉降器的上部设有分离段，所述分离段内设有与所述流化床反应器连通的沉降器旋风分离器，所述分离段的顶部设有集气室以及与所述集气室连通的产品物流出口。


4.根据权利要求3所述的甲醇与轻烃耦合裂解装置，其特征在于，所述沉降器的下部设有汽提段，所述汽提段的两端分别与所述沉降器旋风分离器以及所述再生器连通。


5.根据权利要求4所述的甲醇与轻烃耦合裂解装置，其特征在于，所述沉降器还设有料腿，所述汽提段和所述再生器通过所述料腿连通。


6.根据权利要求4所述的甲醇与轻烃耦合裂解装置，其特征在于，所述甲醇与轻烃耦合裂解装置还包括再生催化剂斜管换热器、第一再生斜管和第二再生斜管，所述再生器设有再生催化剂第一出口，所述第一再生斜管的两端分别与所述再生催化剂第一出口和所述再生催化剂斜管换热器的入口连通，所述第二再生斜管的两端分别与所述再生催化剂斜管换热器的出口和所述提升管反应器连通；
优选地，所述第一再生斜管与所述再生催化剂第一出口的连接处高于所述第二再生斜管与所述提升管反应器的连接处。


7.根据权利要求6所述的甲醇与轻烃耦合裂解装置，其特征在于，所述甲醇与轻烃耦合裂解装置还包括脱气罐、第三再生斜管和第四再生斜管，所述再生器设有再生催化剂第二出口，所述脱气罐的底部和顶部分别设有催化剂出口和气体出口，所述第三再生斜管的两端分别与所述再生催化剂第二出口和所述脱气罐的入口连通，所述第四再生斜管的两端分别与所述脱气罐的所述催化剂出口和所述流化床反应器连通，所述脱气罐的所述气体出口与所述再生器连通；
优选地，所述第三再生斜管与所述再生催化剂第二出口的连接处高于所述第四再生斜管与所述流化床反应器的连接处。


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【专利技术属性】
技术研发人员：孙世源，孟凡东，闫鸿飞，张亚西，武立宪，张瑞风，杨鑫，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11