一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷提高乙烯产率和收益的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷提高乙烯产率和收益的装置与方法，该工艺包括以下步骤：(a)将MTO副产的乙烷与氧化剂、稀释气混合后送入ODHE反应器中，生成富含乙烯的ODHE粗产品气；(b)ODHE粗产品气被送入脱酸塔，得到脱酸产品气和吸收液；(c)将脱酸产品气送入除氧装置，得到脱氧产品气；(d)将脱氧产品气压缩后送入CO2吸收塔，得到脱CO2产品气；(e)将脱CO2产品气与MTO粗产品气混合、压缩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、乙烷及其它产品，乙烷返回ODHE反应器的入口。本发明专利技术可以提高MTO系统乙烯产品的产率和收益。烯产品的产率和收益。烯产品的产率和收益。

【技术实现步骤摘要】
一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷提高乙烯产率和收益的装置与方法


[0001]本专利技术属于乙烷资源化利用
，涉及一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷提高乙烯产率和收益的装置与方法。

技术介绍

[0002]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，但该过程为一强吸热过程，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，并且裂解炉投资高、操作复杂，需定期清除积碳，还存在单台裂解炉最小处理量的规模限制。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，主要包含乙烯、乙烷、丙烯、氢气、甲烷、混合C4+、裂解汽油等。
[0003]专利CN104193574B公布了一种MTO工艺与石脑油蒸汽裂解制乙烯工艺的耦合方法；专利CN104151121B公布一种MTO工艺与石脑油裂解前脱丙烷工艺耦合的方法；专利CN107056575A公布了一种MTO工艺与石脑油及丙烷裂解前脱乙烷工艺耦合的方法；专利CN107417481A公布了一种MTO工艺与轻烃裂解前脱乙烷工艺耦合的方法；专利CN107056568A公布了一种MTO工艺与石脑油及丙烷裂解前脱丙烷工艺耦合的方法；专利CN104193570B公布了一种MTO工艺与石脑油裂解顺序分离工艺耦合的方法。以上专利均为MTO系统与蒸汽裂解制乙烯装置的耦合，但是，蒸汽裂解法为强吸热过程，存在着反应条件苛刻，后续分离流程长，设备投资和操作费用高，占地大等问题。r/>[0004]近年来，针对低碳烃尤其是乙烷，采用催化氧化脱氢的方法制乙烯(ODHE)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％。
[0005]我国是一个富产煤炭的国家，以煤制甲醇为原料，采用MTO工艺生产乙烯和丙烯，是目前重要的化工核心技术之一。典型的MTO工艺的产品分布如图1所示(60万吨规模)，主产品为乙烯和丙烯，主要副产物为乙烷、丙烷和混合C4+。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ODHE工艺将此部分乙烷转化为乙烯，增产的乙烯可为企业带来非常可观的经济效益。
[0006]如何充分利用MTO副产的乙烷增产乙烯，以及如何充分利用MTO系统的分离系统，
简化工艺流程，减少设备数量和投资，降低工艺能耗，是一个十分重要的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就是为了提供一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷提高乙烯产率和收益的装置与方法。本专利技术的整体工艺流程简单，能够很好的与MTO工艺匹配来达到提高MTO系统乙烯产品的产率和收益的目的，具有投资省、见效快、收益高、投资回收期短等优点。
[0008]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0009]本专利技术的技术方案之一提供了一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷提高乙烯产率和收益的装置，包括沿主物料流方向依次连接MTO系统的乙烷产品出口的ODHE反应器、脱酸塔与CO2吸收塔，所述的CO2吸收塔后还设有CO2解析塔，所述CO2吸收塔的塔顶气相出口还返回连接MTO系统，并与MTO粗产品气一起进行后续处理。
[0010]进一步的，所述的MTO系统包括依次连接的MTO反应及前处理单元、MTO产品气压缩机、MTO含氧化物分离单元、MTO碱洗单元、MTO干燥单元、MTO烯烃分离单元，在MTO烯烃分离单元上布置有乙烯产品出口、丙烯产品出口与所述乙烷产品出口，所述CO2吸收塔的塔顶气相出口返回连接所述MTO产品气压缩机的入口。
[0011]进一步的，所述的ODHE反应器与脱酸塔之间还设有换热器，从乙烷产品出口排出的乙烷、与新引入的氧化剂和稀释气一起经该换热器换热后，再送入所述ODHE反应器中。
[0012]进一步的，所述的脱酸塔与CO2吸收塔之间还设有脱酸产品气管线，该脱酸产品气管线上还布置有除氧器与脱酸产品气压缩机。
[0013]更进一步的，在脱酸塔与脱酸产品气压缩机之间还设有与除氧器并联的除氧器旁路管线。(此处布置旁路管线的作用是：特定情况下，可以不运行除氧器，脱酸产品气可直接通过上述旁路管线连接至脱酸产品气压缩机)
[0014]本专利技术的技术方案之二提供了一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷提高乙烯产率和收益的方法，采用如上任一所述的装置实施，该方法包括以下步骤：
[0015](1)MTO副产的乙烷产品与氧化剂、稀释气混合后，换热形成预热后原料气进入ODHE反应器中，在催化剂的作用下生成富含乙烯的ODHE粗产品气；
[0016](2)ODHE粗产品气换热后送入脱酸塔塔底，与从脱酸塔上部通入的吸收剂逆流接触，在塔底得到吸收液，在塔顶得到脱酸产品气；
[0017](3)脱酸产品气与辅助除氧气体混合预热后进入除氧器中，得到脱氧产品气；
[0018](4)脱氧产品气经降温、增压(压力可为1.7～3.5MPaG)后送入CO2吸收塔塔底，与CO2吸收塔上部通入的CO2吸收剂逆流接触，在塔顶得到脱CO2产品气并返回MTO系统，在塔底得到含CO2富液；
[0019](5)含CO2富液经预热后送入CO2解析塔上部，所得塔顶气相经冷却后送入气液分离罐，罐顶得到CO2解吸气体，罐底部得到回流液并返回CO2解析塔上部，CO2解析塔底部液体经加压、冷却后作为CO2吸收剂返回CO2吸收塔上部。
[0020]进一步的，步骤(1)中，所述氧化剂选自空气、富氧或纯氧中的一种或多种的混合；所述稀释气选自氮气、水蒸气或二氧化碳中的一种或者几种的混合。
[0021]进一步的，步骤(1)中，乙烷产品与氧化剂、稀释气的摩尔比为1：(0.27～0.55)：(0.6～3.5)。
[0022]进一步的，步骤(1)中，所述催化剂的活性组分为过渡金属氧化物，所述过渡金属氧化物中的过渡金属元素包括Mo、V、Te或Nb中的一种或多种，具体可采用MoVTeNbO催化剂。
[0023]进一步的，步骤(1)中，所得预热后原料气的温度为150～350℃。
[0024]进一步的，步骤(1)中，ODHE反应器内的反应温度为350～450℃，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提高乙烯产率和收益的装置，其特征在于，包括沿主物料流方向依次连接MTO系统的乙烷产品出口的ODHE反应器、脱酸塔与CO2吸收塔，所述的CO2吸收塔后还设有CO2解析塔，所述CO2吸收塔的塔顶气相出口还返回连接MTO系统，并与MTO粗产品气一起进行后续分离处理。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提高乙烯产率和收益的装置，其特征在于，所述的MTO系统包括依次连接的MTO反应及前处理单元、MTO产品气压缩机、MTO含氧化物分离单元、MTO碱洗单元、MTO干燥单元、MTO烯烃分离单元，在MTO烯烃分离单元上布置有乙烯产品出口、丙烯产品出口与所述乙烷产品出口，所述CO2吸收塔的塔顶气相出口返回连接所述MTO产品气压缩机的入口。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提高乙烯产率和收益的装置，其特征在于，所述的ODHE反应器与脱酸塔之间还设有换热器，从乙烷产品出口排出的乙烷、与新引入的氧化剂和稀释气一起经该换热器换热后，再送入所述ODHE反应器中。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提高乙烯产率和收益的装置，其特征在于，所述的脱酸塔与CO2吸收塔之间还设有脱酸产品气管线，该脱酸产品气管线上还布置有除氧器与脱酸产品气压缩机。5.根据权利要求4所述的一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷提高乙烯产率和收益的装置，其特征在于，在脱酸塔与脱酸产品气压缩机之间还设有与除氧器并联的除氧器旁路管线。6.一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷提高乙烯产率和收益的方法，其采用如权利要求1
‑
5任一所述的装置实施，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)MTO副产的乙烷产品与氧化剂、稀释气混合后，换热形成预热后原料气进入ODHE反应器中，在催化剂的作用下生成富含乙烯的ODHE粗产品气；(2)ODHE粗产品气换热后送入脱酸塔塔底，与...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫兵海，宫万福，杨维慎，刘佳涛，王红心，侯宁，吕建宁，
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：