本实用新型专利技术涉及一种与甲醇制烯烃工艺耦合增产乙烯的装置，其将乙烷氧化脱氢(ODHE)系统和甲醇制烯烃(MTO)系统耦合联用，其中ODHE系统包括：乙烷氧化脱氢及ODHE粗产品气脱水脱酸、除氧、增压、脱碳、干燥；MTO系统包括：MTO反应及前处理、MTO产品气压缩、MTO含氧化合物分离、MTO碱洗脱CO2、MTO产品气干燥、MTO烯烃分离。与现有技术相比，本实用新型专利技术中的ODHE系统工艺流程简单，得到的粗产品气利用现有MTO系统的分离装置实现ODHE粗产品气中乙烯的分离提纯，本实用新型专利技术的装置总投资少，为现有在产MTO系统增产增收提供了新路径。MTO系统增产增收提供了新路径。MTO系统增产增收提供了新路径。
【技术实现步骤摘要】
一种与甲醇制烯烃工艺耦合增产乙烯的装置
[0001]本技术属于乙烷资源化利用
，涉及一种与甲醇制烯烃工艺耦合增产乙烯的装置。
技术介绍
[0002]MTO系统的主产品为乙烯和丙烯，副产品为乙烷、丙烷和混合C4+，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，为进一步提高乙烷的价值，可采用合适的工艺将此部分乙烷转化为价值更高的乙烯，可为企业带来更高的经济效益。
[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，存在反应条件苛刻、能耗高、设备投资高等问题。针对此问题，采用氧化脱氢制乙烯(ODHE)的研究越来越受到人们的重视，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％。
[0004]如何将MTO系统副产的乙烷转化为乙烯，且工艺装置反应条件温和、流程简单、能耗低、投资小且对在产的MTO系统不造成大的冲击，是本技术要解决的主要问题。
技术实现思路
[0005]本技术的目的就是为了提供一种与甲醇制烯烃工艺耦合增产乙烯的装置和方法，通过与现有MTO系统的工艺耦合，使工艺流程简单，投资少，且能够有效提高MTO系统乙烯产品的产率。
[0006]本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]本技术的技术方案之一提供了一种与甲醇制烯烃工艺耦合增产乙烯的装置，包括沿主物料流方向依次连接的ODHE反应器、ODHE酸水分离塔、CO2吸收塔、ODHE碱洗塔与ODHE干燥器，其中，所述ODHE反应器还连接MTO系统的乙烷产品出口，所述ODHE干燥器还返回连接MTO系统，并与MTO产品气一起进行分离处理。
[0008]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碱洗脱单元、MTO产品气干燥单元、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ODHE干燥器的气相出口返回连接所述MTO烯烃分离单元的入口。
[0009]进一步的，所述的ODHE反应器与ODHE酸水分离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。
[0010]进一步的，所述的ODHE酸水分离塔与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ODHE除氧器与ODHE产品气压缩机。
[0011]进一步的，所述的CO2吸收塔还连接CO2解析塔，并在两者之间形成CO2吸收剂的循环使用。
[0012]进一步的，所述的ODHE碱洗塔与MTO系统之间还设有ODHE干燥器。
[0013]本技术的技术方案之二提供了一种与甲醇制烯烃工艺耦合增产乙烯的方法，其采用如上所述的装置实施，该方法包括以下步骤：
[0014](1)MTO副产乙烷与氧化剂、稀释气混合，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；
[0015](2)ODHE粗产品气换热后送入ODHE酸水分离塔塔底，与从ODHE酸水分离塔上部通入的吸收剂逆流接触，在塔底得到含水与乙酸的液相产品送出，在塔顶得到脱水脱酸的ODHE产品气；
[0016](3)将脱水脱酸的ODHE产品气与辅助除氧气体混合预热后进入除氧器中反应，得到ODHE脱氧产品气；
[0017](4)ODHE脱氧产品气经降温、增压后(压力可为1.7～3.5MPaG等)送入 CO2吸收塔塔底，与CO2吸收塔上部通入的吸收液逆流接触，在塔顶得到脱CO2的ODHE产品气，在塔底得到含吸收了酸气的富液；
[0018](5)将所述富液经预热后送入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解吸气体直接外排，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、冷却后作为吸收液返回CO2吸收塔上部循环使用；
[0019](6)将脱CO2的ODHE产品气送往ODHE碱洗塔塔底进一步精脱碳，自下而上与洗涤液逆流接触，在塔顶得到精脱碳的ODHE产品气，干燥后送往MTO系统中与MTO产品气一起进行分离处理。
[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，所得预热后原料气的温度为150～350℃。
[0023]进一步的，步骤(1)中，ODHE反应器内的反应温度为350～450℃，反应压力范围为0.2～1.0MPa.G。同时，ODHE反应器内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。
[0024]进一步的，步骤(2)中，吸收剂为水和/或碱性水溶液，可采用水。进一步的，步骤(3)中，混合预热温度为60～230℃，所述辅助除氧气体选自一氧化碳、氢气、甲烷中的一种或多种。
[0025]进一步的，步骤(4)中，所述吸收液为醇胺水溶液、碳酸钾水溶液、环丁砜、碳酸丙烯酯、聚乙二醇二甲醚或甲醇溶液中的一种或几种的混合。
[0026]本技术通过引入氧化剂(以氧气为例)，使原料乙烷与氧气按一定比例混合后，通入氧化脱氢催化剂床层，在相对较低的温度条件下，发生催化氧化脱氢反应，生成乙
烯(ODHE工艺)。本技术中，ODHE工艺主要的化学反应方程式如下：
[0027]C2H6+0.5O2＝C2H4+H2O
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(1)
[0028]C2H6+1.5O2＝C2H4O2+H2O
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(2)
[0029]C2H6+2.5O2＝2CO+3H2O
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种与甲醇制烯烃工艺耦合增产乙烯的装置，其特征在于，包括沿主物料流方向依次连接的ODHE反应器、ODHE酸水分离塔、CO2吸收塔、ODHE碱洗塔与ODHE干燥器，其中，所述ODHE反应器还连接MTO系统的乙烷产品出口，所述ODHE干燥器还返回连接MTO系统，并与MTO产品气一起进行分离处理。2.根据权利要求1所述的一种与甲醇制烯烃工艺耦合增产乙烯的装置，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碱洗脱单元、MTO产品气干燥单元、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ODHE干燥器的气相出口返回连接所述MTO烯烃分离单元的入口。3.根据权利要求1所述的一种与甲醇制烯烃工艺耦合增产乙烯的装置，其特征在于，所述的ODHE反应器与ODHE酸水分离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...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯宁，宫万福，杨维慎，刘佳涛，王红心，闫兵海，吕建宁，
申请(专利权)人：惠生工程中国有限公司，
类型：新型
国别省市：
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