一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷产品增产乙烯的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷产品增产乙烯的方法，具体为：(a)将MTO副产的乙烷产品与稀释气、氧化剂混合，后送入ODHE反应器中，生成富含乙烯的ODHE反应气；(b)ODHE反应气被送入ODHE气液分离器中，得到气相产品，送入ODHE产品分离塔，得到ODHE产品气和液相产品Ⅱ；(c)将ODHE产品气送入ODHE除氧装置，得到ODHE脱氧产品气；(d)将ODHE脱氧产品气送入ODHE脱CO2装置，得到ODHE脱二氧化碳产品气和液相产品Ⅲ；(e)将ODHE脱二氧化碳产品气经压缩、混合后依次进行含氧化合物分离、碱洗脱CO2、干燥和烯烃分离，最终得到乙烯产品、乙烷产品及其他，乙烷产品返回ODHE反应器的入口。本发明专利技术工艺流程简单，设备投资少，并且能够有效提高乙烯产品的产率。效提高乙烯产品的产率。效提高乙烯产品的产率。

【技术实现步骤摘要】
一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷产品增产乙烯的方法


[0001]本专利技术属于乙烷资源化利用
，具体涉及一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷产品增产乙烯的方法。

技术介绍

[0002]典型的MTO工艺产品分布如图1所示，主产品为乙烯和丙烯，主要副产物为乙烷、丙烷和混合C4+。专利CN109651038A提出了一种MTO工艺与丙烷脱氢工艺耦合的方法，利用MTO副产的丙烷通过PDH工艺来增产丙烯；专利CN102190539B提出了一种提高丙烯收率的方法，利用MTO装置分离出的混合C4+通过催化裂解系统和烯烃歧化系统来增产丙烯；专利CN101092322A提出了一种将MTO反应副产物转化成烷烃的方法，利用MTO装置分离出的含C4+的副产品在加氢催化剂作用下与氢气反应转变成烷烃。以上专利均未涉及对MTO副产乙烷的利用。
[0003]MTO工艺副产的乙烷产品约占乙烯产品的3％，当前MTO工艺副产的乙烷主要作为燃料使用，或作为乙烷产品直接出售，产生的价值相对较低。为了挖掘更高的利润空间，可以采用合适的工艺将此部分乙烷转化为乙烯，为企业增加收益。
[0004]专利技术专利CN104193574B、CN104151121B、CN107417481A、CN107056568A、CN104193570B、CN104230617B均涉及了MTO装置与蒸汽裂解制乙烯装置的耦合工艺。蒸汽裂解法是目前工业上广泛应用的一种乙烷生产乙烯的方法，气体原料通过裂解炉进行高温裂解来生产烯烃，但此为一强吸热过程，不仅要求温度高(一般高于850℃)，而且还需在负压(加大量过热水蒸气稀释)条件下进行，能耗极大，裂解炉投资高、操作复杂，需定期除积碳。裂解炉中乙烷的转化率为65％，而乙烯选择性较低，约为80％～84％，裂解气的组成复杂，主要包含乙烷、乙烯、丙烯、氢气、甲烷、混合C4+等。采用蒸汽裂解法会导致操作费用高，后续分离系统非常复杂，设备投资较高，占地大等问题。因此需要一种更加经济简单的方法用于将MTO副产的乙烷转化为乙烯。
[0005]近年来，针对低碳烃尤其是乙烷，采用氧化脱氢的方法制乙烯(ODHE)这一方面的研究越来越受到人们的重视。有关乙烷催化氧化脱氢的研究始于20世纪70年代，Gaspar等早在1971年的研究报告中就提出了在H2S催化作用下将乙烷催化氧化脱氢制乙烯，继而在1977、1978年Ward和Thorsteinson也先后公布了以Mo、Si和Mo、V混合氧化物为催化剂的氧化脱氢过程。中国专利CN105849069A公开了采用活性组分为MoVTe(Nb)O的催化剂用于2～6个碳原子的烷烃氧化脱氢，原料气空速7500～15000h
‑1，反应温度为320～420℃，乙烷的转化率可以达到44％，对应的乙烯选择性92.2％。中国专利CN105080575B公开了采用活性组分为MoVTeNbO的催化剂用于乙烷催化氧化脱氢，在350℃时乙烷的转化率和乙烯选择性分别可以达到70.5％和95％。
[0006]如何减少乙烷转化为乙烯后的分离设备，简化工艺流程，通过工艺耦合来降低乙烯生产能耗是本专利技术要解决的主要问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就是提供一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷产品增产乙烯的方法，本专利技术的工艺流程简单，设备投资少，并且能够有效提高乙烯产品的产率。
[0008]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0009]一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷产品增产乙烯的方法，所述方法具体包括以下步骤：
[0010](a)将MTO(具体为甲醇制烯烃)副产的乙烷产品与稀释气、氧化剂混合，经过预热后送入ODHE(具体为乙烷催化氧化脱氢)反应器中，在催化剂的作用下生成富含乙烯的ODHE反应气；
[0011](b)步骤(a)得到的ODHE反应气经热量回收后被送入ODHE气液分离器中，得到气相产品和液相产品Ⅰ，所述气相产品送入ODHE产品分离塔的塔底，与从ODHE产品分离塔的中上部通入的冷却剂Ⅰ和/或吸收剂逆流接触，在塔顶得到ODHE产品气，在塔底得到液相产品Ⅱ；
[0012](c)将步骤(b)得到的ODHE产品气经过预热后送入ODHE除氧装置，所述ODHE产品气中的氧气与除氧气体反应，从气相中脱除，得到ODHE脱氧产品气；
[0013](d)将步骤(c)得到的ODHE脱氧产品气经过降温后送入ODHE脱CO2装置，所述ODHE脱氧产品气中的二氧化碳与脱碳剂发生物理吸收和/或化学反应，从气相中脱除，得到ODHE脱二氧化碳产品气和液相产品Ⅲ；
[0014](e)将步骤(d)得到的ODHE脱二氧化碳产品气送入MTO产品气压缩机中，与经过预处理后的MTO产品气混合，之后依次进入MTO含氧化合物分离装置(用于含氧化合物分离)、MTO碱洗脱CO2装置(用于碱洗脱CO2)、MTO产品气干燥装置(用于产品气干燥)和MTO烯烃分离装置(用于烯烃分离)，最终得到乙烯产品、丙烯产品、乙烷产品及其他产品，所述乙烷产品返回ODHE反应器的入口。
[0015]步骤(a)中，所述稀释气选自甲醇或甲醇与氮气、水蒸气、二氧化碳中的一种或者几种的混合，优选为甲醇，可作为MTO系统中的原料。稀释气不参与或微量参与ODHE反应。
[0016]步骤(a)中，所述氧化剂选自纯氧或空气中的一种或多种的混合。
[0017]步骤(a)中，所述乙烷产品与稀释气、氧化剂的摩尔比为1：(0.6～4.65)：(0.27～0.55)，稀释气的用量根据实际操作中氧烷比以及工况的压强来进行调整，当氧烷比较高，工况压强较大时，需加大稀释气的用量，避免发生爆炸风险。
[0018]步骤(a)中，所述催化剂的活性组分为过渡金属氧化物。
[0019]所述过渡金属氧化物包括Mo、V、Te或Nb中的一种或多种，可采用MoVTeNbO催化剂。
[0020]步骤(a)中，乙烷产品与稀释气、氧化剂混合均匀后，经预热温度升高至150～340℃。
[0021]步骤(a)中，所述ODHE反应气中包含乙烯、未反应的乙烷、乙酸、氧气、甲醇、醋酸、一氧化碳、二氧化碳和水。
[0022]步骤(a)中，所述ODHE反应器内的反应温度为350～450℃，优选为380～410℃，所述ODHE反应器内的反应压力范围为0.20～1.00MPaG，优选为0.20～0.80MPaG。
[0023]步骤(b)中，所述ODHE反应气被冷却至40～300℃，优选为50～125℃，进一步优选为80～95℃，再被送入ODHE气液分离器中。
[0024]步骤(b)中，所述冷却剂Ⅰ由ODHE产品分离塔的中部或顶部通入，所述吸收剂由
ODHE产品分离塔的塔顶通入。
[0025]步骤(b)中，所述冷却剂Ⅰ选自水或含甲醇的水。
[0026]步骤(b)中，所述吸收剂选自水或含甲醇的水。
[0027]步骤(b)中，液相产品Ⅱ中包含水和醋酸。
[0028]步骤(b)中，ODHE气液分离器得到的液相产品Ⅰ和ODHE产品本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷产品增产乙烯的方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)将MTO副产的乙烷产品与稀释气、氧化剂混合，经过预热后送入ODHE反应器中，在催化剂的作用下生成富含乙烯的ODHE反应气；(b)步骤(a)得到的ODHE反应气经热量回收后被送入ODHE气液分离器中，得到气相产品和液相产品Ⅰ，其中，气相产品送入ODHE产品分离塔的塔底，与从ODHE产品分离塔的中上部通入的冷却剂Ⅰ和/或吸收剂逆流接触，在塔顶得到ODHE产品气，在塔底得到液相产品Ⅱ；(c)将步骤(b)得到的ODHE产品气经过预热后送入ODHE除氧装置，与除氧气体反应，得到ODHE脱氧产品气；(d)将步骤(c)得到的ODHE脱氧产品气经过降温后送入ODHE脱CO2装置中，与脱碳剂发生物理吸收和/或化学反应，得到ODHE脱二氧化碳产品气和液相产品Ⅲ；(e)将步骤(d)得到的ODHE脱二氧化碳产品气送入MTO系统的MTO产品气压缩机中，与MTO产品气混合，之后依次进入MTO含氧化合物分离装置、MTO碱洗脱CO2装置、MTO产品气干燥装置和MTO烯烃分离装置，最终得到乙烯产品、丙烯产品、乙烷产品及其他产品，其中，乙烷产品返回ODHE反应器的入口。2.根据权利要求1所述的一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷产品增产乙烯的方法，其特征在于，步骤(a)中，所述稀释气选自甲醇或甲醇与氮气、水蒸气、二氧化碳中的一种或者几种的混合；步骤(a)中，所述氧化剂选自纯氧或空气中的一种或多种的混合。3.根据权利要求1所述的一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷产品增产乙烯的方法，其特征在于，步骤(a)中，乙烷产品与稀释气、氧化剂的摩尔比为1：(0.6～4.65)：(0.27～0.55)。4.根据权利要求1所述的一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷产品增产乙烯的方法，其特征在于，步骤(a)中，所述催化剂的活性组分为过渡金属氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫万福，刘佳涛，杨维慎，吕建宁，王红心，闫兵海，刘学线，丁干红，侯宁，吴笛，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：