含氧化合物制烯烃反应产物的急冷方法技术

技术编号:6532322 阅读:173 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种含氧化合物制烯烃反应产物的急冷方法,主要解决以往技术存在易造成设备堵塞、腐蚀,以及含氧化合物回收和工艺水回用困难的问题。本发明专利技术通过采用包括以下步骤:a)提供含有水、有机酸和催化剂细粉的含氧化合物制烯烃的汽态反应产物I;b)将反应产物I经第一阶段急冷至操作压力饱和温度以下且过冷温度不大于25℃,脱除催化剂细粉和不大于35重量%反应产物I所含的水,得到一次急冷烯烃物流II;c)碱洗脱除烯烃物流II中的有机酸,得到脱除有机酸的烯烃物流III;d)将烯烃物流III经第二阶段急冷至甲醇露点以下且不低于30℃,得到二次急冷烯烃物流IV,其中烯烃物流IV的水含量小于5重量%的技术方案较好地解决了该问题,可应用于含氧化合物制烯烃的工业生产中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种从,尤其涉及一种从甲醇制烯烃(MTO)流化催化反应产物的急冷方法。
技术介绍
目前,乙烯和丙烯主要是通过以石油为原料的工艺路线获得,乙烯主要是通过石油蒸汽裂解工艺生产,而丙烯则主要来源于石油蒸汽裂解工艺和催化裂化工艺。乙烯和丙烯生产的一种替代工艺路线是利用煤或天然气为原料经甲醇等含氧化合物进一步转化获得。采用分子筛催化剂实现该转化具有高度选择性,适合采用流化床反应器,在催化生成乙烯和丙烯过程中同时会生成大量的副产水和微量的有机酸,并且流化状态下获得的反应产物会夹带少量催化剂细粉。反应产物在进行轻烃分离前需进行预处理,预处理过程首先需要进行急冷,脱除反应产物中含有的大量水和催化剂细粉。但在反应产物急冷过程中,夹带的催化剂细粉、有机酸和含氧化合物也会进入冷凝水中。专利US6,121,504公开了使用分子筛催化剂以含氧化合物为原料制造烯烃产品, 并通过急冷介质与烯烃产品接触从中除去副产水等。该专利未考虑烯烃产品中催化剂细粉、有机酸和含氧化合物的影响,长期运行装置可能发生设备堵塞、换热器效率下降和腐蚀等问题。专利US6,403,854B1公开了一种两级急冷塔冷却反应产物。第一级急冷塔主要为催化剂细粉脱除同时进行中和,第二级急冷塔进一步冷却以脱除反应产物中大部分水,专利中未给出第一级急冷塔和第二级急冷塔的操作条件。该专利第一级急冷塔在脱除催化剂细粉的同时进行冷凝水的中和,虽然能降低第一级急冷塔材质要求、避免第二级急冷塔的腐蚀,但实际运行情况表明碱性含催化剂细粉的冷凝水会导致发生设备堵塞。另外,不同的操作条件下冷凝水中含氧化合物浓度不同,进入碱液的含氧化合物难以回收,第一级急冷塔冷凝下的含氧化合物越多则物耗越大。专利US20,060,149,IllAl公开了一种通过急冷塔脱除含氧化合物制烯烃反应产物中催化剂细粉和水的流程,其急冷塔分上下两段,采用塔板或填料结构。下段循环釜液与反应产物逆向接触,脱除其中所含催化剂细粉。下段顶部气相经上下段间气升管进入急冷塔上段,上段主要作用为气液相接触冷却反应产物,上段底部侧线抽出冷凝水经汽提处理后循环回上段顶部。此文献急冷塔下段采用塔板或填料结构,循环塔釜液相中的催化剂细粉易堵塞塔板或填料,而且反应产物中的有机酸冷凝进入液相后会造成设备腐蚀。上述文献未充分考虑MTO反应产物的特点,急冷的冷凝水夹带催化剂且为酸性, 在循环和汽提等处理过程中易发生设备堵塞、换热器换热效率下降和设备腐蚀等问题。为避免设备腐蚀在冷凝水中注碱,又导致含氧化合物损失增大、冷凝水回用困难和设备堵塞严重等问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是以往技术中含氧化合物制取烯烃反应产物急冷的冷凝水在循环和汽提等处理过程中易造成设备堵塞、腐蚀,以及含氧化合物回收和工艺水回用困难的问题,提供一种新的。该方法具有分阶段进行催化剂粉末、有机酸、水的脱除,并且通过操作条件控制进入含催化剂废水和废碱液的含氧化合物量,减少含氧化合物损失,实现冷凝水的有效回用的优点。为解决上述技术问题,本专利技术采用的技术方案如下一种,包括以下步骤a)提供含有水、有机酸和催化剂细粉的含氧化合物制烯烃的汽态反应产物I ;b)将反应产物I经第一阶段急冷至操作压力饱和温度以下且过冷温度不大于25°C,脱除催化剂细粉和不大于35重量%反应产物I所含的水,得到一次急冷烯烃物流II ;c)碱洗脱除烯烃物流II中的有机酸,得到脱除有机酸的烯烃物流III ;d)将烯烃物流III经第二阶段急冷至甲醇露点以下且不低于30°C,得到二次急冷烯烃物流IV,其中烯烃物流IV的水含量小于5重量%。上述技术方案中,所述反应产物I优选方案是通过含有至少65wt%甲醇的原料与分子筛催化剂在流化状态下接触而获得的,更优选方案是含有至少80wt%甲醇的原料;甲醇的转化率优选范围为95 IOOwt %,更优选范围为98 99. 9wt% ;反应产物中有机酸的含量优选范围为50 3000ppm,催化剂细粉的含量优选范围为不大于5wt%。本专利技术优选方案为反应产物I经第一阶段急冷至操作压力饱和温度以下且过冷温度不大于20°c,脱除不大于25wt%反应产物I所含的水;烯烃物流III经第二阶段急冷至反应产物中的水含量小于3wt%。本专利技术急冷操作压力范围为0. 03 0. 80MPa(表压), 优选范围为0. 10 0. 50MPa (表压)。本专利技术急冷采用的设备优选方案为急冷塔,可通过单塔或多塔串联实现。本专利技术采用单塔方式实现急冷的优选方案为,急冷塔分为上中下三段,反应产物I 从下段下部侧面进入,依次经下段急冷、中段碱洗和上段急冷然后从塔顶离开急冷塔。急冷塔下段采用釜液塔外循环冷却逆向喷淋,循环釜液/反应产物I的质量流量比值为0. 5 10 1,优选比值为1 5 1,气体为连续相,液体于不同的水平面上通过喷嘴喷入,以细小液滴的方式分散于反应产物I中,完成催化剂细粉脱除和第一阶段急冷。下段采用空塔喷淋结构,喷淋层数为1 10层,优选为2 5层;喷淋结构中喷嘴的安装角度α为0 180°,同一层喷嘴按规则几何形状排列,优选为同心圆、正三角形、正方形或矩形。空塔喷淋结构与塔板、填料、人字形挡板洗涤相比,具有接触面积大、气相压降小和可用率高等优点,还能有效解决采用塔板、填料等存在的易结垢、易堵塞等问题。反应产物I经第一阶段急冷后,得到一次急冷烯烃物流II,通过下段和中段间集液盘上的升气管进入急冷塔中段。 急冷塔中段采用碱液塔外循环冷却洗涤烯烃物流II以脱除有机酸,循环碱液/烯烃物流II 的质量流量比值为0.5 10 1,优选比值为1 5 1,中段采用塔板、填料或两者混合式结构,优选采用填料结构或下部填料/上部塔板的混合结构,理论板数为1 5,优选为 2 3。烯烃物流II经急冷塔中段脱除有机酸后,得到脱除有机酸的烯烃物流III,通过中段和上段间集液盘上的升气管进入急冷塔上段。急冷塔上段采用凝液塔外循环冷却作为急冷液,循环凝液/烯烃物流III的质量流量比值为0.5 10 1,优选比值为1 5 1, 进一步进行烯烃物流III的第二阶段急冷以脱除反应产物中所含的大部分水,上段采用塔板、填料或两者混合式结构,优选采用填料结构,理论板数为2 10,优选为3 6。烯烃物流III完成第二阶段急冷后从急冷塔塔顶离开。急冷后得到的二次急冷烯烃物流IV水含量小于5重量%,优选小于3重量%。本专利技术采用2塔串联方式实现急冷的优选方案为,第1个急冷塔完成第一阶段急冷、脱除催化剂;第2个急冷塔分上下两段,下段完成有机酸脱除,上段完成第二阶段急冷。 反应产物I从第1个急冷塔下部侧面进入,第1个急冷塔采用釜液塔外循环冷却逆向喷淋, 完成催化剂细粉脱除和第一阶段急冷,得到一次急冷烯烃物流II ;循环釜液/反应产物I 的质量流量比值为0.5 10 1,优选比值为1 5 1 ;采用空塔喷淋结构,喷淋层数为 1 10层,优选为3 5层;喷淋结构中喷嘴的安装角度α为0 180°,同一层喷嘴按规则几何形状排列,优选为同心圆、正三角形、正方形或矩形。烯烃物流II从第1个急冷塔顶部离开后,进入第2个急冷塔下段下部。第2个急冷塔下段采用碱液塔外循环冷却洗涤反应产物以脱除有机酸,循环碱液/烯烃物流II的质量流量本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种含氧化合物制烯烃反应产物的急冷方法,包括以下步骤:a)提供含有水、有机酸和催化剂细粉的含氧化合物制烯烃的汽态反应产物I;b)将反应产物I经第一阶段急冷至操作压力饱和温度以下且过冷温度不大于25℃,脱除催化剂细粉和不大于35重量%反应产物I所含的水,得到一次急冷烯烃物流II;c)碱洗脱除烯烃物流II中的有机酸,得到脱除有机酸的烯烃物流III;d)将烯烃物流III经第二阶段急冷至甲醇露点以下且不低于30℃,得到二次急冷烯烃物流IV,其中烯烃物流IV的水含量小于5重量%。

【技术特征摘要】
1.一种含氧化合物制烯烃反应产物的急冷方法,包括以下步骤a)提供含有水、有机酸和催化剂细粉的含氧化合物制烯烃的汽态反应产物I;b)将反应产物I经第一阶段急冷至操作压力饱和温度以下且过冷温度不大于25°C,脱除催化剂细粉和不大于35重量%反应产物I所含的水,得到一次急冷烯烃物流II ;c)碱洗脱除烯烃物流II中的有机酸,得到脱除有机酸的烯烃物流III;d)将烯烃物流III经第二阶段急冷至甲醇露点以下且不低于30°C,得到二次急冷烯烃物流IV,其中烯烃物流IV的水含量小于5重量%。2.根据权利要求1所述的含氧化合物制烯烃反应产物的急冷方法,其特征在于反应产物I是通过含有至少65重量%甲醇的原料与分子筛催化剂在流化状态下接触而获得的,甲醇转化率为95 100重量%。3.根据权利要求1所述的含氧化合物制烯烃反应产物的急冷方法,其特征在于反应产物I中催化剂的含量不大于5重量%,有机酸的含量为50 3000ppm。4.根据权利要求1所述的含氧化合物制烯烃反应产物的急冷方法,其特征在于第一阶段急冷至过冷温度不大于20°C,脱除不大于25重量%反应产物I所含的水。5.根据权利要求1所述的含氧化合物制烯烃反应产物的急冷方法,其特征在于第二阶段急冷至烯烃物流IV的水含量小于...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢在库胡春杨卫胜胡帅
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
类型:发明
国别省市:11

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