一种甲醇制烯烃和蒸汽裂解制烯烃混合分离系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种甲醇制烯烃和蒸汽裂解制烯烃混合分离系统，包括甲醇制烯烃系统和蒸汽裂解制烯烃系统，所述的甲醇制烯烃系统包括依次连接的甲醇制烯烃反应器，急冷塔，水洗塔，所述的蒸汽裂解制烯烃系统包括依次连接的裂解炉、急冷油塔、急冷水塔、压缩机一段、压缩机二段、洗涤塔、碱洗塔、压缩机三段、压缩机四段和/或压缩机五段和分离系统，所述的甲醇制烯烃系统的急冷塔塔顶物流通过管道连接到所述蒸汽裂解制烯烃系统的急冷水塔前；或者在所述急冷塔之后继续连接一水洗塔，水洗塔的塔顶物流通过管道连接到所述蒸汽裂解制烯烃系统的压缩机一段前或压缩机二段前。与现有技术相比，本实用新型具有高效节能、成本低等优点。
【专利说明】一种甲醇制烯烃和蒸汽裂解制烯烃混合分离系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及甲醇制烯烃工艺和蒸汽裂解制烯烃工艺，尤其是涉及蒸汽裂解工艺的改造或这两种工艺的混合。
【背景技术】
[0002]乙烯、丙烯是世界上产量最大的化学产品之一，其中乙烯工业是石油化工产业的核心，乙烯产品占石化产品的70%以上，在国民经济中占有重要的地位。
[0003]呈轻质化、多元化趋势乙烯原料是影响乙烯成本的重要因素。在乙烯生产中，原料在总成本中所占比例闻达70%?75%。目如，世界乙稀原料王要有乙烧、丙烧、丁烧、LPG>凝析油、石脑油、加氢裂化尾油及粗柴油等。其中，约50%以上的乙烯原料来自石油，例如石脑油、柴油和凝析油等；35%以上来自乙烷、丙烷、丁烷。不同的乙烯原料，乙烯收率迥异。以乙烷为原料的乙烯收率一般为77%，丙烷和丁烷的乙烯收率在42%左右，而石脑油的收率只有约32%。
[0004]受资源限制，目前我国蒸汽裂解乙烯原料以石脑油为主，其次是轻柴油、加氢尾油，乙烷和丙烷等所占比例很少。石脑油在乙烯原料中比例约占65 %，加氢尾油约和轻柴油约各占10 %，乙烯原料成本与中东和北美相比处于劣势，从目前全球乙烯生产成本的地区分布来看，东北亚石脑油基乙烯生产商处于全球乙烯生产成本高端区，生产成本约为1330美元/吨。进入新世纪以来，由于我国乙烯产能增长迅速，同时为了提高乙烯收率，改善下游产品结构，乙烯原料需要轻质化和优化，导致乙烯原料石脑油等供应趋紧。在此背景下，近年来，我国加快了乙烯原料多样化的步伐，开发出以多种原料制乙烯的技术，并已实现工业化，例如煤制烯烃，甲醇制烯烃、重油裂解制烯烃等。其中甲醇制烯烃工艺相对于蒸汽裂解工艺，甲醇制烯烃工艺的乙烯丙烯收率更高，生产成本相对较低，所以近年来在国内得到了较快的发展。
[0005]针对目前石脑油或其它烃原料蒸汽裂解制烯烃成本高、能耗高的现状，国内乙烯装置必须谋求原料多元，降低生产成本，来增强市场竞争力。用甲醇制烯烃替代部分或全部裂解制烯烃的产能，同时最大限度地利旧原有蒸汽裂解装置的设备，是解决现有乙烯装置生产成本高的一个可行方法。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种甲醇制烯烃和蒸汽裂解制烯烃混合分离系统。
[0007]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:一种甲醇制烯烃和蒸汽裂解制烯烃混合分离系统，包括甲醇制烯烃系统和蒸汽裂解制烯烃系统，所述的甲醇制烯烃系统包括依次连接的甲醇制烯烃反应器，急冷塔，水洗塔，所述的蒸汽裂解制烯烃系统包括依次连接的裂解炉、急冷油塔、急冷水塔、压缩机一段、压缩机二段、洗涤塔、碱洗塔、压缩机三段、压缩机四段和/或压缩机五段和分离系统，其特征在于，所述的甲醇制烯烃系统的急冷塔的塔顶物流通过管道连接到所述蒸汽裂解制烯烃系统的急冷水塔前；或者在所述急冷塔之后继续连接一水洗塔，水洗塔的的塔顶物流通过管道连接到所述蒸汽裂解制烯烃系统的压缩机一段前或压缩机二段前。
[0008]所述的蒸汽裂解制烯烃系统还可以采用重油催化裂解或烃类催化裂解制烯烃系统替代。
[0009]所述的甲醇制烯烃系统的水洗塔设有水洗水出口，该水洗水出口连接氧化物汽提塔，所述的压缩机一段和压缩机二段设有压缩冷凝水出口，该压缩冷凝水出口连接氧化物汽提塔，所述的洗涤塔也设有连接氧化物汽提塔的出水口，所述的氧化物汽提塔设有氧化物出口连接甲醇制烯烃(MTO)反应器，还设有循环水出口分别连接所述急冷塔和洗涤塔。
[0010]所述的急冷塔还连接含催化剂污水处理器。
[0011]所述的分离系统为常规的分离系统，包括前脱丙烷系统、顺序分离系统、前脱乙烷系统。
[0012]所述的急冷塔中采用的冷却水部分来自或全部来自氧化物汽提塔，也可部分或全部来自水洗塔。甲醇制烯烃反应气通过反应器后进入急冷塔，急冷塔底部、中部或顶部有来自氧化物汽提塔塔釜的水或来自水洗塔的水作为冷却水，反应气通过洗涤降温后进入水洗塔(方案1，有水洗塔)或和蒸汽裂解反应气在急冷水塔前混合后进入急冷水塔(方案2，无水洗塔)，若采用方案1，则经过水洗塔的反应气和蒸汽裂解反应气在压缩机一段前混合(方案1-1)或在压缩机二段前与蒸汽裂解反应气混合(方案1-2)，混合后的反应气进入同一套分离流程进行烃类的分离。
[0013]甲醇制烯烃反应气经过急冷塔和水洗塔过程中，反应气中的水汽冷凝下来需排出系统，因为冷凝水中醇醚等氧化物含量较高，其中的醇醚等氧化物可以通过回收利用从而降低装置甲醇原料消耗量同时也能降低废水处理难度。因急冷塔中冷凝下来的废水中含有催化剂，所以此股废水单独通过含固相催化剂的废水处理设备后排出系统。反应气中的大部分水汽在水洗塔中冷凝，此股废水进入氧化物汽提塔，通过氧化物汽提塔塔釜加热来回收废水中的氧化物，回收后的氧化物可以作为甲醇制烯烃反应器的进料。
[0014]甲醇制烯烃反应气和蒸汽裂解制烯烃反应气混合后进入压缩，此时反应气中仍含有较高含量的氧化物，为回收反应气中氧化物同时降低产品中氧化物含量，通过在压缩机二段出口设置洗涤塔，用来自氧化物汽提塔釜的水来洗涤反应气，洗涤后的水返回到氧化物汽提塔，在氧化物汽提塔内加热回收氧化物。经过洗涤后的反应气再进行进一步的产品分离，常规的分离流程有前脱丙烷流程、顺序分离流程和前脱乙烷流程，其中，根据反应气中甲烷氢含量的多少，可以采取乙烯制冷流程或丙烷洗流程。惠生公司的“一种含轻质气体的非深冷低碳烃分离方法”(专利授权号:CN200710044193.0)以及精馏与溶剂吸收相结合的含轻质气体低碳烃的分离方法(专利授权号:CN200710171098.7)流程技术先进，根据反应气的组成情况，可以作为甲醇制烯烃和蒸汽裂解制烯烃混合分离流程的方案之一。
[0015]与现有技术相比，本实用新型的目的就是为了降低生产成本而改造现有的蒸汽裂解装置，同时又能最大限度的利旧现有设备而发明的一套工艺，此工艺考虑了两套制烯烃工艺混合前的反应气组成特点，采取了相应的工艺路线，比如反应气混合点的选择、氧化物的回收流程以及相应的烯烃分离流程。把甲醇制烯烃和蒸汽裂解制烯烃这两种反应生成物在合适的混合点混合后进入同一套分离流程，并解决了甲醇制烯烃反应气中氧化物的回收问题，而且针对混合后反应气的组成选择不同的分离流程。用甲醇制烯烃替代部分或全部热裂解制烯烃的产能，同时最大限度地利旧原有蒸汽裂解装置的设备，是拓宽现有蒸汽裂解乙烯装置原料来源，降低现有乙烯装置生产成本高的一个可行方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为甲醇制烯烃和蒸汽裂解制烯烃混合分离流程；
[0017]图2为常规分离流程一；
[0018]图3为常规分离流程二；
[0019]图4为常规分离流程三。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0021]实施例1
[0022]如图1所示，主要设备包括裂解炉21 ;急冷油塔11 ;急冷水塔12 ;压缩机一段和压缩机二段31 ;洗涤塔32 ;碱洗塔33 ;压缩机三段、压缩机四段或和压缩机五段和分离系统40 ;甲醇制烯烃反应器22 ;急冷塔13 ;水洗塔14 ;含催化剂污水处理器16 ;氧化物汽提塔15 ;图2主要设备包括脱丙烷塔41 ;预切割塔和油吸收塔42 ;脱乙烷塔43 ;乙烯塔44 ;丙烯塔45 ;图3主要设备包括脱甲烷塔51 ;脱乙烷塔52 ;乙烯塔53 ;脱丙烷塔54 ;丙烯塔55 ;图4主要设备包括脱乙烷塔61 ;脱甲烷塔62 ;乙烯塔63 ;脱丙烷塔64 ;丙烯塔65及各管线。
[0023]本发明甲醇制烯烃和蒸汽裂解制烯烃混合分离系统，包括甲醇制烯烃系统和蒸汽裂解制烯烃系统，所述的甲醇制烯烃系统包括依次连接的甲醇制烯烃反应器22，急冷塔13，水洗塔14，所述的蒸汽裂解制烯烃系统包括依次连接的裂解炉21、急冷油塔11、急冷水塔12、压缩机一段和压缩机二段31、洗涤塔32、碱洗塔33、压缩机三段、压缩机四段和/或压缩机五段和分尚系统40,
[0024]所述的甲醇制烯烃系统的急冷塔13塔顶物流通过管道连接到所述蒸汽裂解制烯烃系统的急冷水塔12前的物流入口处；或者在所述急冷塔13之后继续连接一水洗塔14，水洗塔14的塔顶物流出口通过管道连接到所述蒸汽裂解制烯烃系统的压缩机一段前或压缩机二段31前。
[0025]所述的蒸汽裂解制烯烃系统还可以采用重油催化裂解或烃类催化裂解制烯烃系统替代。
[0026]所述的甲醇制烯烃系统的水洗塔14设有水洗水出口，该水洗水出口连接氧化物汽提塔15，所述的压缩机一段和压缩机二段31设有压缩冷凝水出口，该压缩冷凝水出口连接氧化物汽提塔15，所述的洗涤塔32也设有连接氧化物汽提塔15的出水口，所述的氧化物汽提塔15设有氧化物出口连接甲醇制烯烃(MTO)反应器，还设有循环水出口分别连接所述急冷塔和洗涤塔。
[0027]所述的急冷塔13还连接含催化剂污水处理器16。
[0028]工艺流程如下:
[0029]气化或预热后的烃类原料001 (包括乙烷、丙烷、丁烷、LPG、凝析油、石脑油、加氢裂化尾油及粗柴油等)进入裂解炉21，生成烃热裂解反应气210，回收热量后进入急冷油塔11，在急冷油塔中回收热量及附产燃料油后，反应气110进入急冷水塔12冷却，回收汽油并回收工艺水去发生稀释蒸汽，从急冷水塔釜出来的高温急冷水121可以作为分离流程40中换热器的热源，回收热量降温后的急冷水又循环返回急冷水塔12以冷却反应气，经过急冷水塔12的蒸汽裂解反应气120进入压缩机一段和压缩机二段31，压缩后的气体310进入洗涤塔32洗涤，所得产物320进入碱洗塔33碱洗，所得产物330依次进入压缩机三段、压缩机四段或压缩机五段和分离系统40。
[0030]甲醇原料002经过气化后进入流化床甲醇制烯烃反应器22，从流化床甲醇制烯烃反应器22出来的高温反应气220经过回收热量后进入急冷塔13，急冷塔13底部、中部或顶部有来自氧化物汽提塔15塔釜的水153作为冷却水，并且依靠急冷塔13上、中、下三段急冷水循环洗涤冷却反应气，急冷塔13底部生成含催化剂的废水131进入含催化剂污水处理器16，回收催化剂后最终生成废水161，从急冷塔13塔顶出来的反应气132进入水洗塔14，水洗塔釜高温水洗水144可以作为分离流程40中换热器的热源，回收热量降温后的水洗水又循环返回水洗塔14中部以冷却水洗塔14下部的反应气，水洗塔中部的较高温水洗水145可以作为分离流程40中换热器的热源，回收热量降温后的水洗水又循环返回水洗塔14上部以冷却水洗塔14上部的反应气，经过水洗塔14的反应气140和蒸汽裂解反应气在压缩机一段前混合进入压缩机一段和压缩机二段31，甲醇制烯烃反应气中的大部分水汽在水洗塔14中冷凝，冷凝下的水中醇醚等氧化物含量较高，冷凝水143进入氧化物汽提塔15，通过氧化物汽提塔15塔釜加热来回收废水中的氧化物，回收后的氧化物151可以作为甲醇制烯烃反应器22的进料。氧化物汽提塔釜的水一部分153作为急冷塔13的冷却水，另一部分154作为废水去处理。
[0031]甲醇制烯烃反应气和蒸汽裂解制烯烃反应气混合后进入压缩机一段和压缩机二段31，压缩并冷却下来含氧化物水311返回氧化物汽提塔15回收氧化物，经过压缩机一段和压缩机二段31后的反应气310中仍含有较高含量的氧化物，为回收反应气中氧化物同时降低分离系统40产品中氧化物含量，通过在压缩机二段出口设置洗涤塔32，用来自氧化物汽提塔15塔釜的水152来洗涤反应气，洗涤后的水321返回到氧化物汽提塔15，在氧化物汽提塔15内加热回收氧化物。经过洗涤后的反应气320再经过碱洗塔33去除酸性气体后产物330进入压缩机三段、压缩机四段或压缩机五段和分离系统40进行进一步的产品分离。
[0032]分离系统为常规的前脱丙烷系统，分离流程如图2所示，图2的流程简单描述为:经过压缩处理后的混合反应气400进入脱丙烷塔41，脱丙烷塔41塔釜411为C4+产品，脱丙烷塔41塔顶的H2、CH4、C2、C3进入预切割+油吸收塔42，预切割+油吸收塔42塔顶产品420为H2和CH4，塔釜421为C2、C3，塔釜物料421去脱乙烷塔43，脱乙烷塔43塔顶430为C2，塔釜431为C3，塔顶C2进入乙烯塔44，乙烯塔44塔顶产品440为乙烯，乙烯塔44塔釜产品441为乙烷，脱乙烷塔塔釜物料431去丙烯塔45，丙烯塔45塔顶450为丙烯产品，塔釜451为丙烷产品，一部分丙烷452去油吸收塔42作为吸收剂。
[0033]实施例2
[0034]甲醇制烯烃反应气经过急冷塔13后物流133直接去急冷水塔12前与烃热裂解制烯烃反应气混合后进入急冷水塔12，然后再去压缩机一段和压缩机二段31以及洗涤塔32、碱洗塔33、分离系统40，可取消甲醇制烯烃流程中的水洗塔14。
[0035]实施例3
[0036]若甲醇制烯烃的反应压力较高，甲醇制烯烃反应气经过水洗塔14后物流141可以直接去压缩机二段前与烃热裂解制烯烃反应气混合后进入压缩机二段，然后再去洗涤塔32、碱洗塔33、压缩机三段、压缩机四段或压缩机五段和分离系统40。
[0037]实施例4
[0038]洗涤塔32设置在压缩机三段和压缩机四段之间。
[0039]实施例5
[0040]甲醇制烯烃流程中急冷塔13的冷却水可以部分或全部来自水洗塔14的水洗水142。
[0041]实施例6
[0042]根据混合后反应气的组成，图2分离的流程中丙烯塔釜丙烷452不去油吸收塔42作为吸收剂，而采用乙烯制冷提供分离的冷量。
[0043]实施例7
[0044]根据蒸汽裂解制烯烃的流程，采用图3的分离流程，图3的流程简单描述为:经过压缩处理后的混合反应气500进入脱甲烷塔51，脱甲烷塔51塔顶为产品H2、CH4，脱甲烷塔51塔釜511为C2、C3、C4+进入脱乙烷塔52，脱乙烷塔52塔顶520为C2进入乙烯塔53，乙烯塔53塔顶530为乙烯产品，乙烯塔53塔釜531为乙烷产品，脱乙烷塔52塔釜521为C3、C4+去脱丙烷塔54，脱丙烷塔54塔顶541为C3去丙烯塔55，丙烯塔55塔顶551为丙烯产品，塔釜552为丙烷产品，脱丙烷塔54塔釜542为C4+产品。
[0045]实施例8
[0046]在另一个实施例中，根据混合后反应气的组成，图3分离的流程中丙烯塔釜丙烷553去脱甲烷塔51作为吸收剂，部分采用或不采用乙烯制冷提供分离冷量的方式。
[0047]实施例9
[0048]根据蒸汽裂解制烯烃的流程，采用图4的分离流程，图4的流程简单描述为:经过压缩处理后的混合反应气600进入脱乙烷塔61，脱乙烷塔61塔顶为产品H2、CH4、C2，进入脱甲烷塔62，脱甲烷塔62塔顶620为产品H2、CH4，脱甲烷塔62塔釜621为C2进入乙烯塔63，乙烯塔63塔顶630为产品乙烯，乙烯塔63塔釜631为乙烷产品，脱乙烷塔61塔釜611的C3和C4+进入脱丙烷塔64，脱丙烷塔64塔顶640为C3去丙烯塔65，丙烯塔65塔顶650为丙烯产品，塔釜651为丙烷产品，脱丙烷塔64塔釜641为C4+产品。
【权利要求】
1.一种甲醇制烯烃和蒸汽裂解制烯烃混合分离系统，包括甲醇制烯烃系统和蒸汽裂解制烯烃系统，所述的甲醇制烯烃系统包括依次连接的甲醇制烯烃反应器，急冷塔，水洗塔，所述的蒸汽裂解制烯烃系统包括依次连接的裂解炉、急冷油塔、急冷水塔、压缩机一段、压缩机二段、洗涤塔、碱洗塔、压缩机三段、压缩机四段和/或压缩机五段和分离系统，其特征在于，所述的甲醇制烯烃系统的急冷塔的塔顶物流通过管道连接到所述蒸汽裂解制烯烃系统的急冷水塔前；或者在所述急冷塔之后继续连接一水洗塔，水洗塔的的塔顶物流通过管道连接到所述蒸汽裂解制烯烃系统的压缩机一段前或压缩机二段前。
2.根据权利要求1所述的一种甲醇制烯烃和蒸汽裂解制烯烃混合分离系统，其特征在于，所述的甲醇制烯烃系统的水洗塔设有水洗水出口，该水洗水出口连接氧化物汽提塔，所述的压缩机一段和压缩机二段设有压缩冷凝水出口，该压缩冷凝水出口连接氧化物汽提塔，所述的洗涤塔也设有连接氧化物汽提塔的出水口，所述的氧化物汽提塔设有氧化物出口连接甲醇制烯烃反应器，还设有循环水出口分别连接所述急冷塔和洗涤塔。
3.根据权利要求1所述的一种甲醇制烯烃和蒸汽裂解制烯烃混合分离系统，其特征在于，所述的急冷塔还连接含催化剂污水处理器。
4.根据权利要求1所述的一种甲醇制烯烃和蒸汽裂解制烯烃混合分离系统，其特征在于，所述的分离系统为常规的分离系统，包括前脱丙烷系统、顺序分离系统、前脱乙烷系统。
【文档编号】C07C4/04GK203923051SQ201420117383
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】李围潮, 杨勇, 张旭之, 李保有, 王泽尧, 王洲晖, 李生斌, 李秀芝 申请人:惠生工程（中国）有限公司