MTP工艺中利用原料甲醇脱除产物中DME的方法与流程

本发明涉及一种MTP工艺中利用原料甲醇脱除产物中DME的方法

背景技术：

丙烯是一种需求量很大的基本有机化工原料，主要来自于石油加工过程。随着石油资源的日益匾乏，发展由煤或天然气等非石油资源制备丙烯的技术越来越引起国内外的重视。由甲醇为原料制取丙烯(MTP)是最有希望取代石油路线的新型工艺。煤或天然气制合成气，再由合成气制取甲醇和二甲醚是成熟的工艺技术。因此，从甲醇制备丙烯是煤制烯烃路线的关键技术。近年来，德国鲁奇MTP工艺技术的工业化已经取得了突破。上海石油化工研究院5000吨/年甲醇制丙烯工业侧线试验于2013年9月完成，并且在2014年7月完成180万吨/年甲醇制丙烯成套技术工艺包的评审。

MTP工艺技术先将原料甲醇气相过热后送入预反应器(DME反应器)将甲醇部分转化为二甲醚(DME)，预反应器产物再送入MTP反应器转化为含有丙烯产品的烃水化合物。在反应末期，会有未反应的DME随产品气体进入分离系统，DME的沸点与丙烯、丙烷接近，很难通过传统的精馏塔分离，如果丙烯产品因含有DME杂质，将会使以甲醇为源头制备低碳烯烃技术受到巨大的限制，丙烯产品的效益将会大大减少。

CN202246473专利解决的是丙烯产品的含水量问题，CN101050160A专利公开了将具有3个碳原子的烯烃从具有4个碳原子的烯烃分离的方法。

CN103992201A专利公布了一种MTP工艺中脱除、循环利用DME的方法，该方法是先用甲醇溶液萃取MTP反应产物中未反应的DME，再将DME、甲醇和C4⁺烃在萃取分离罐中用水萃取，分离DME、甲醇和C4⁺烃，然后将DME、甲醇和萃取水送入甲醇回收塔中回收DME、甲醇，分离出来的水送入萃取分离罐循环使用，该方法可以脱除DME，而且还实现了水的循环使用，但是流程相 对比较复杂，设备较多，因此投资和能耗也会较大。这是因为MTP反应器主要进料是由DME、甲醇和水组成，而在萃取分离罐分离出C4⁺烃之后罐底物流主要也是由DME、甲醇和水组成，因此可以考虑直接将该股物流送入MTP反应器，而没有必要先进行甲醇回收塔回收甲醇和DME，再将甲醇和DME送入DME反应器，最后再送入MTP反应器。

综上所述，开发出一种简单、高效的DME脱除工艺系统将能够从能耗、操作费用、设备费用等方面推进甲醇制烯烃技术的工业化进程。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是现有MTP工艺中脱除DME的工艺流程复杂、设备较多、设备投资大、能耗高等问题，提供一种MTP工艺中利用原料甲醇脱除产物中DME的方法。该方法具有流程简单、设备投资少、能耗低的优点。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案如下：来自上游的MTP反应产物和甲醇溶液一起送入脱丙烷塔分离为C3及以下组分烃物流和含甲醇、二甲醚的C4及以上烃物流，含甲醇、二甲醚的C4及以上烃送入萃取塔分离为C4及以上烃物流和含甲醇、二甲醚和水的混合物流，含甲醇、二甲醚和水的混合物流送入MTP反应器作为反应进料，同时DME反应产物也送入MTP反应器作为反应进料。

上述技术方案中，优选地，MTP反应产物含有甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、C4⁺烃和未反应完全的二甲醚。

上述技术方案中，优选地，向脱丙烷塔中注入的甲醇溶液来源于MTP工艺原料甲醇。

上述技术方案中，优选地，甲醇溶液用于吸收MTP反应产物中未反应完全的二甲醚。

上述技术方案中，优选地，原料甲醇同时送入DME反应器中转化为二甲醚为主的反应产物。

上述技术方案中，优选地，脱丙烷塔的操作压力为1.8～2.2MPaG；塔顶温度36～45℃。

上述技术方案中，更优选地，脱丙烷塔的操作压力为1.9～2.1MPaG；塔顶温度为38～42℃。

上述技术方案中，优选地，本发明所述的萃取塔使用的萃取剂为水。

上述技术方案中，萃取塔操作压力为1.5～2.1MPaG。

本发明所述的调节脱丙烷塔注入的甲醇溶液流量，使得脱丙烷塔塔顶蒸出物中C4⁺烃含量低于分析仪器检测下限或无法检测为止。

本发明与现有技术不同之处在于，本发明萃取塔中用水将二甲醚、甲醇萃取出来和C4⁺烃分离后直接送入MTP反应器作为反应原料再利用，流程简单，能耗低。现有技术则是将萃取塔中分离出来的水、二甲醚和甲醇在甲醇回收塔进行进一步分离，分离出来的甲醇和二甲醚先送入DME反应器，再将DME反应器反应产物送入MTP反应器，流程相对复杂，由于增加设备，故投资和能耗也会增加。

本发明MTP反应器的进料有多股物流，萃取塔中分离出来的二甲醚和甲醇只是其中一股物流。从以上实施例和比较例可以看出，在相同脱除DME的效果情况下，本发明采用的设备少，投资少，流程简单，所以能耗相应较低。

本发明具有工艺流程简单、不需增加额外设备，减少设备投资费用；操作简单，直接在脱丙烷塔本体上部注入原料甲醇，高效吸收DME，使之与丙烯、丙烷分离，保证了丙烯产品的纯度；通过简单的萃取分离过程回收DME和甲醇并直接返回MTP反应器进行再利用。

附图说明

图1专利CN103992201A公布的一种MTP工艺中脱除、循环利用DME的方法示意图

图2本发明流程示意图

图1、图2中：A为脱丙烷塔，B为萃取分离罐，C为甲醇回收塔，D为DME反应器，E为MTP反应器，F为萃取塔，T为在线分析仪，11为来自上游的MTP反应产物，12为C3及以下组分烃物流，13为含甲醇、二甲醚的C4及以上烃物流，14为含甲醇、二甲醚的抽提水，15为C4及以上烃物流，16为抽提水，17为二甲醚和甲醇，18为DME反应产物，19为MTP反应产物，21为含甲醇、水和二甲醚的物流，31为甲醇。

图1中，来自上游的MTP反应产物11和甲醇溶液31同时送入脱丙烷塔A中，C3及以下组分烃物流12从脱丙烷塔A塔顶流出，含甲醇、二甲醚的C4及以上烃物流13从脱丙烷塔A塔釜流出后送入萃取分离罐B中，C4及以上烃 物流15从萃取分离罐B顶部流出，含甲醇、二甲醚的抽提水14从萃取分离罐B底部流出后送入甲醇回收塔C中，分离出含二甲醚和甲醇的物流17和抽提水16，抽提水16返回至萃取分离罐B，物流17送入DME反应器反应完成后得到DME反应产物18，物流18送入MTP反应器E反应得到MTP反应产物19。

图2中，来自上游的MTP反应产物11和甲醇溶液31同时送入脱丙烷塔A中，C3及以下组分烃物流12从脱丙烷塔A塔顶流出，含甲醇、二甲醚的C4及以上烃物流13从脱丙烷塔A塔釜流出后送入萃取塔F中，分离出C4及以上烃物流15和含甲醇、水和二甲醚物流21，物流21送入MTP反应器E，同时甲醇物流31送入DME反应器D得到DME反应产物后送入MTP反应器E，在MTP反应器E出口得到MTP反应产物19。

具体实施方式

【实施例1】

按照本发明所述流程示意图，以一个年产50万吨/年丙烯的MTP装置为例，脱丙烷塔进料11流量为120t/h，进料中含有甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、C4⁺烃等。脱丙烷塔的操作压力设为1.8MPaG；脱丙烷塔塔顶温度至36℃；萃取塔操作压力1.6MPaG，脱丙烷塔注入甲醇的流量为20t/h，DME、甲醇、C4⁺烃从脱丙烷塔塔底馏出后，进入萃取塔，DME、甲醇与C4+烃分离直接送入MTP反应器生成低碳原子数的轻烃。则能耗为10.2kg标油，脱丙烷塔顶气体中DME含量为2PPM。

【实施例2】

按照本发明所述流程示意图，以一个年产50万吨/年丙烯的MTP装置为例，脱丙烷塔进料11流量为125t/h，进料中含有甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、C4⁺烃等。脱丙烷塔的操作压力设为1.9MPaG；脱丙烷塔塔顶温度至37.5℃；萃取塔操作压力1.7MPaG，脱丙烷塔注入甲醇的流量为30t/h，DME、甲醇、C4⁺烃从脱丙烷塔塔底馏出后，进入萃取塔，DME、甲醇与C4+烃分离直接送入MTP反应器生成低碳原子数的轻烃。则能耗为10.6kg标油，脱丙烷塔顶气体中DME含量为1PPM。

【实施例3】

按照本发明所述流程示意图，以一个年产50万吨/年丙烯的MTP装置为例，脱丙烷塔进料11流量为130t/h，进料中含有甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、C4⁺烃等。脱丙烷塔的操作压力设为2.0MPaG；脱丙烷塔塔顶温度至39℃；萃取塔操作压力1.8MPaG，脱丙烷塔注入甲醇的流量为40t/h，DME、甲醇、C4⁺烃从脱丙烷塔塔底馏出后，进入萃取塔，DME、甲醇与C4+烃分离直接送入MTP反应器生成低碳原子数的轻烃。则能耗为10.7kg标油，脱丙烷塔顶气体中DME含量为2PPM。

【实施例4】

按照本发明所述流程示意图，以一个年产50万吨/年丙烯的MTP装置为例，脱丙烷塔进料11流量为140t/h，进料中含有甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、C4⁺烃等。脱丙烷塔的操作压力设为2.2MPaG；脱丙烷塔塔顶温度至42℃；萃取塔操作压力2.0MPaG，脱丙烷塔注入甲醇的流量为45t/h，DME、甲醇、C4⁺烃从脱丙烷塔塔底馏出后，进入萃取塔，DME、甲醇与C4+烃分离直接送入MTP反应器生成低碳原子数的轻烃。则能耗为10.8kg标油，脱丙烷塔顶气体中DME含量为3PPM。

【对比例1】

按照专利CN103992201A公布的示意图，以一个年产50万吨/年丙烯的MTP装置为例，脱丙烷塔进料11流量为120t/h，进料中含有甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、C4⁺烃等。脱丙烷塔的操作压力设为1.8MPaG；脱丙烷塔塔顶温度至39℃；萃取罐操作压力1.6MPaG，脱丙烷塔注入甲醇的流量为30t/h，DME、甲醇、C4⁺烃从脱丙烷塔塔底馏出后，进入萃取塔，DME、甲醇与C4+烃分离直接送入MTP反应器生成低碳原子数的轻烃。则能耗为21.2kg标油，脱丙烷塔顶气体中DME含量为3PPM。

【对比例2】

按照专利CN103992201A公布的示意图，以一个年产50万吨/年丙烯的MTP装置为例，脱丙烷塔进料11流量为125t/h，进料中含有甲烷、乙烷、乙烯、 丙烯、丙烷、C4⁺烃等。脱丙烷塔的操作压力设为1.9MPaG；脱丙烷塔塔顶温度至40℃；萃取罐操作压力1.7MPaG，脱丙烷塔注入甲醇的流量为40t/h，DME、甲醇、C4⁺烃从脱丙烷塔塔底馏出后，进入萃取塔，DME、甲醇与C4+烃分离直接送入MTP反应器生成低碳原子数的轻烃。则能耗为21.3kg标油，脱丙烷塔顶气体中DME含量为2PPM。

【对比例3】

按照专利CN103992201A公布的示意图，以一个年产50万吨/年丙烯的MTP装置为例，脱丙烷塔进料11流量为130t/h，进料中含有甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、C4⁺烃等。脱丙烷塔的操作压力设为2.0MPaG；脱丙烷塔塔顶温度至42℃；萃取罐操作压力1.8MPaG，脱丙烷塔注入甲醇的流量为45t/h，DME、甲醇、C4⁺烃从脱丙烷塔塔底馏出后，进入萃取塔，DME、甲醇与C4+烃分离直接送入MTP反应器生成低碳原子数的轻烃。则能耗为21.4kg标油，脱丙烷塔顶气体中DME含量为2PPM。

【对比例4】

按照专利CN103992201A公布的示意图，以一个年产50万吨/年丙烯的MTP装置为例，脱丙烷塔进料11流量为140t/h，进料中含有甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、C4⁺烃等。脱丙烷塔的操作压力设为2.2MPaG；脱丙烷塔塔顶温度至44℃；萃取罐操作压力2.0MPaG，脱丙烷塔注入甲醇的流量为50t/h，DME、甲醇、C4⁺烃从脱丙烷塔塔底馏出后，进入萃取塔，DME、甲醇与C4+烃分离直接送入MTP反应器生成低碳原子数的轻烃。则能耗为22.0kg标油，脱丙烷塔顶气体中DME含量为3PPM。