本发明属于甲醇制丙烯领域，特别是一种用于对甲醇制丙烯副产物进行回收利用的系统及方法。
背景技术：
丙烯作为化学工业中重要的基础化工原料之一，广泛应用于生产聚丙烯(约占52％)、丙烯睛(约占12％)、环氧丙烷(约占7％)、异丙苯(约占7％)、异丙醇(约占4％)、羰基醇(约占9％)和其它化学品(约占9％)。2010年10月，世界首套50万吨/年甲醇制丙烯工业装置在神华宁夏煤业集团实现工业化应用。该技术采用德国鲁奇公司(Lurgi)两段工艺，原料为二甲醚/甲醇，烃类副产物包括乙烯、混合碳四、碳五/碳六和碳七及以上混合烃；其中，乙烯、混合碳四、碳五/碳六作为循环烃使用，碳七及以上混合烃则作为产品外售。烃类副产物的价值不止如此，提高烃类副产物的价值是相当必要的。对此，国内已有相关报道，比如中国专利CN 103086836 A、CN 103508832 B、CN 103864563 B、CN 103864564 B、CN 102190545 A等，均公开了利用甲醇制烯烃过程中的某种副产物加工制备较高价值的产品的方法，但是均未涉及如何对多种烃类副产物进行综合利用进而生产高附加值的化学品和产品，更未涉及相关的装置或系统。
技术实现要素：
本发明的第一个目的在于提供一种用于对甲醇制丙烯副产物进行回收利用的系统，该系统能够对甲醇制丙烯副产物进行回收利用，以得到高附加值的产品；
本发明的第二个目的在于提供一种利用上述的系统对甲醇制丙烯副产物进行回收利用的方法。
为实现本发明的第一个目的，采用以下的技术方案：
一种用于对甲醇制丙烯副产物进行回收利用的系统，包括第一反应器、碳四加工装置、碳五/碳六加工装置、混合芳烃加工装置、加热炉、第二反应器和产物分离单元；
所述第一反应器用于进行甲醇制二甲醚的反应，以得到第一产物流；
所述第二反应器用于以来自所述加热炉的物料为原料合成丙烯，以得到第二产物流；
所述产物分离单元用于接收来自所述第二反应器的第二产物流并对其分离，得到作为目的产物的丙烯、作为第一副产物的乙烯、作为第二副产物的碳四混合烃、作为第三副产物的碳五/碳六混合烃和作为第四副产物的碳七及以上混合烃；
所述碳四加工装置用于接收来自所述产物分离单元的至少部分第二副产物，并分离出液化气组分，得到作为原料的第一循环产物流；
所述混合芳烃加工装置用于接收来自所述产物分离单元的第四副产物并分离，得到作为混合芳烃加工装置第一产物的C7-C9芳烃混合物、作为混合芳烃加工装置第二产物的碳五/碳六混合烃、作为混合芳烃加工装置第三产物的C8及以下烃类混合物和作为混合芳烃加工装置第四产物的C9及以上烃类混合物；
所述碳五/碳六加工装置用于接收来自所述产物分离单元的至少部分第三副产物和混合芳烃加工装置第二产物并分离，得到作为碳五/碳六加工装置第一产物的C4-C6混合烷烃、作为碳五/碳六加工装置第二产物的C5-C6混合烯烃和作为碳五/碳六加工装置第三产物的C7及以上混合烃；
所述加热炉用于接收至少部分第一产物流、至少部分第一副产物、至少部分第一循环产物流和至少部分碳五/碳六加工装置第二产物，并对其进行加热升温。
优选地，所述系统还包括自所述碳四加工装置至所述碳五/碳六加工装置设置的液化气组分输送管线，用于将至少部分来自所述碳四加工装置的液化气组分输送至所述碳五/碳六加工装置中。
优选地，所述系统还包括催化裂解装置，所述催化裂解装置用于接收至少部分碳五/碳六加工装置第三产物、至少部分混合芳烃加工装置第三产物和至少部分混合芳烃加工装置第四产物，并对其进行催化裂解反应，以得到C2-C3烯烃产物。
优选地，所述加工系统还包括选择加氢装置和蒸汽裂解装置；
所述加氢装置用于接收至少部分碳五/碳六加工装置第三产物、至少部分混合芳烃加工装置第三产物和至少部分混合芳烃加工装置第四产物，并对其进行加氢反应，得到加氢产物；
所述蒸汽裂解装置用于接收来自所述选择加氢装置的加氢产物，并对其进行蒸汽裂解，得到C2-C3烯烃产物。
优选地，所述碳四加工装置为萃取精馏装置。
为实现本发明的第二个目的，采用以下的技术方案：
一种利用前述的系统对甲醇制丙烯副产物进行回收利用的方法，包括：
利用第一反应器用于进行甲醇制二甲醚的反应，以得到第一产物流；
利用第二反应器以来自所述加热炉的物料为原料合成丙烯，以得到第二产物流；
利用产物分离单元接收来自所述第二反应器的第二产物流并对其分离，得到作为目的产物的丙烯、作为第一副产物的乙烯、作为第二副产物的碳四混合烃、作为第三副产物的碳五/碳六混合烃和作为第四副产物的碳七及以上混合烃；
利用碳四加工装置接收来自所述产物分离单元的至少部分第二副产物，并分离出液化气组分，得到作为原料的第一循环产物流；
利用混合芳烃加工装置接收来自所述产物分离单元的第四副产物并分离，得到作为混合芳烃加工装置第一产物的C7-C9芳烃混合物、作为混合芳烃加工装置第二产物的碳五/碳六混合烃、作为混合芳烃加工装置第三产物的C8及以下烃类混合物和作为混合芳烃加工装置第四产物的C9及以上烃类混合物；
利用碳五/碳六加工装置接收来自所述产物分离单元的至少部分第三副产物和混合芳烃加工装置第二产物并分离，得到作为碳五/碳六加工装置第一产物的C4-C6混合烷烃、作为碳五/碳六加工装置第二产物的C5-C6混合烯烃和作为碳五/碳六加工装置第三产物的C7及以上混合烃；
利用加热炉接收至少部分第一产物流、至少部分第一副产物、至少部分第一循环产物流和至少部分碳五/碳六加工装置第二产物，并对其进行加热升温。
优选地，所述方法还包括：
利用液化气组分输送管线将至少部分来自所述碳四加工装置的液化气组分输送至所述碳五/碳六加工装置中。
优选地，所述方法还包括：
利用催化裂解装置接收至少部分碳五/碳六加工装置第三产物、至少部分混合芳烃加工装置第三产物和至少部分混合芳烃加工装置第四产物，并对其进行催化裂解反应，以得到C2-C3烯烃产物。
优选地，所述方法还包括：
利用加氢装置接收至少部分碳五/碳六加工装置第三产物、至少部分混合芳烃加工装置第三产物和至少部分混合芳烃加工装置第四产物，并对其进行加氢反应，得到加氢产物；
利用蒸汽裂解装置接收来自所述选择加氢装置的加氢产物，并对其进行蒸汽裂解，得到C2-C3烯烃产物。
本发明的有益效果在于：
本发明的用于对甲醇制丙烯副产物进行回收利用的系统及方法，通过对甲醇制丙烯的各部分副产物进行回收利用，有利于得到高附加值的产品；同时，将副产物乙烯以及在回收利用副产物过程中得到的可循环利用的丁烯或甲基叔丁基醚等重新输入甲醇制丙烯装置中进行反应，可以提高甲醇的转化率和丙烯的产率；充分实现了甲醇制丙烯副产物的综合利用，提高了经济收益，并且可通过各装置之间的耦合达到综合节能的效果，进一步降低生产成本。
附图说明
图1是本发明的用于对甲醇制丙烯副产物进行回收利用的系统在一种实施方式中的结构示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明的技术方案及其效果做进一步说明。以下实施方式仅用于说明本发明的内容，并不用于限制本发明的保护范围。应用本发明的构思对本发明进行的简单改变都在本发明要求保护的范围内。
如图1所示，本发明的用于对甲醇制丙烯副产物进行回收利用的系统，包括第一反应器13、碳四加工装置1、碳五/碳六加工装置2、混合芳烃加工装置3、加热炉7、第二反应器8和产物分离单元12；
所述第一反应器13用于进行甲醇制二甲醚的反应，以得到第一产物流；
所述第二反应器8用于以来自所述加热炉7的物料为原料合成丙烯，以得到第二产物流；
所述产物分离单元12用于接收来自所述第二反应器8的第二产物流并对其分离，得到作为目的产物的丙烯、作为第一副产物的乙烯、作为第二副产物的碳四混合烃、作为第三副产物的碳五/碳六混合烃和作为第四副产物的碳七及以上混合烃；其中，混合碳四烃主要是指包含丁烯和丁烷的混合物，其中丁烯和丁烷总含量一般不低于70wt％，碳五/碳六混合烃主要是指含5～6个碳原子的烃类，第四副产物中还包含少量的碳五/碳六混合烃；
所述碳四加工装置1用于接收来自所述产物分离单元12的至少部分第二副产物，并分离出液化气组分，得到作为原料的第一循环产物流；
所述混合芳烃加工装置3用于接收来自所述产物分离单元12的至少部分第四副产物并分离，得到作为混合芳烃加工装置第一产物的C7-C9芳烃混合物(甲苯、二甲苯、三甲苯等)、作为混合芳烃加工装置第二产物的碳五/碳六混合烃、作为混合芳烃加工装置第三产物的C8及以下烃类混合物和作为混合芳烃加工装置第四产物的C9及以上烃类混合物；
所述碳五/碳六加工装置2用于接收来自所述产物分离单元12的至少部分第三副产物和混合芳烃加工装置第二产物并分离，得到作为碳五/碳六加工装置第一产物的C4-C6混合烷烃、作为碳五/碳六加工装置第二产物的C5-C6混合烯烃和作为碳五/碳六加工装置第三产物的C7及以上混合烃；作为碳五/碳六加工装置第一产物的C4-C6混合烷烃包括C4-C5正构混合烷烃和C4-C6异构混合烷烃；
所述加热炉7用于接收至少部分第一产物流、至少部分第一副产物、至少部分第一循环产物流和至少部分碳五/碳六加工装置第二产物，并对其进行加热升温。
一般地，产物分离单元12主要包括脱丙烷塔、脱丁烷塔、脱乙烷塔、脱甲烷塔、C3分离塔、C2分离塔和脱己烷塔，所述脱丁烷塔用于接收来自所述第二反应器1的产物并对其进行分离；所述脱丙烷塔用于接收脱丁烷塔的塔顶物料；所述脱己烷塔用于接收脱丁烷塔的塔底物料；所述脱乙烷塔用于接收脱丙烷塔的塔顶物料；所述脱甲烷塔用于接收脱乙烷塔的塔顶物料；所述C3分离塔用于接收脱乙烷塔的塔底物料；所述C2分离塔用于接收脱甲烷塔的塔底物料；作为所述第二副产物的碳四混合烃为来自所述产物分离单元12中的脱丙烷塔的塔底物料；作为所述第三副产物的碳五/碳六混合烃为来自所述产物分离单元8中的脱己烷塔的塔顶物料；作为第四副产物的碳七及以上混合烃为来自所述分离单元12中的脱己烷塔的塔底物料；作为第一副产物的乙烯为来自所述产物分离单元12中的C2分离塔的塔顶物料；作为目的产物的丙烯来自所述产物分离单元12中的C3分离塔的塔顶物料。
一般地，混合芳烃加工装置3主要包括脱C7塔，脱C9塔，萃取塔，汽提塔和再生塔；脱C7塔用于接收甲醇制丙烯装置8的至少部分第四副产物，将C7以下组分(C5/C6混合烃)从塔顶脱除，塔底得到C7及以上组分(富含芳烃)；脱C9塔用于接收脱C7塔的塔底产物并分离；萃取塔用于接收脱C9塔的塔顶产物并对其进行萃取分离；汽提塔用于接收萃取塔的塔底产物并对其进行汽提分离；再生塔用于接收汽提塔的塔底产物并对其进行分离，塔底得到萃取剂，萃取剂再进入萃取塔循环使用。作为混合芳烃加工装置第一产物的C7-C9芳烃混合物(甲苯、二甲苯、三甲苯等)为来自所述混合芳烃加工装置3中再生塔的塔顶物料，作为混合芳烃加工装置第二产物的碳五/碳六混合烃为来自所述混合芳烃加工装置3中脱C7塔的塔顶物料，作为混合芳烃加工装置第三产物的C8及以下烃类混合物为来自所述脱C9塔和所述汽提塔的塔顶物料，作为混合芳烃加工装置第四产物的C9及以上烃类混合物为来自所述混合芳烃加工装置3中脱C9塔的塔底物料。
一般地，碳五/碳六加工装置2主要包括脱C4塔，脱C5塔，脱C6塔。脱C4塔用于接收甲醇制丙烯装置8的部分第三副产物、来自所述碳四加工装置1的第二产物以及来自所述混合芳烃加工装置3的第二产物，塔顶得到C4混合烃，塔底得到C5-C6混合烃，其中含有少量C7及以上混合烃；脱C5塔用于接收脱C4塔的塔底产物，塔顶得到C5混合烃，用于生产正构和异构C5烷烃，副产C5烯烃，塔底得到C6混合烃，其中含有少量C7及以上混合烃；脱C6塔用于接收脱C5塔的塔底产物，塔顶得到C6混合烃，用于生产异构C6烷烃，副产C6烯烃，塔底得到C7及以上混合烃。
本发明的用于对甲醇制丙烯副产物进行回收利用的系统，通过对甲醇制丙烯的各部分副产物进行回收利用，有利于得到高附加值的产品；同时，将副产物乙烯以及在回收利用副产物过程中得到的可循环利用的丁烯或甲基叔丁基醚等重新输入甲醇制丙烯装置中进行反应，可以提高甲醇的转化率和丙烯的产率；充分实现了甲醇制丙烯副产物的综合利用，提高了经济收益，并且可通过各装置之间的耦合达到综合节能的效果，进一步降低生产成本。
在一种实施方式中，所述系统还包括自所述碳四加工装置1至所述碳五/碳六加工装置2设置的液化气组分输送管线14，用于将至少部分来自所述碳四加工装置1的液化气组分输送至所述碳五/碳六加工装置2中。
剩余部分的液化气组分可输入液化气产品管线，以回收利用。
在一种实施方式中，所述系统还包括所述催化裂解装置4，所述催化裂解装置4用于接收至少部分碳五/碳六加工装置第三产物、至少部分混合芳烃加工装置第三产物和至少部分混合芳烃加工装置第四产物，并对其进行催化裂解反应，以得到C2-C3烯烃产物。
在一种实施方式中，所述加工系统还包括选择加氢装置5和蒸汽裂解装置6；
所述加氢装置5用于接收至少部分碳五/碳六加工装置第三产物、至少部分混合芳烃加工装置第三产物和至少部分混合芳烃加工装置第四产物，并对其进行加氢反应，得到加氢产物；述加氢产物为由烯烃、芳烃等不饱和烃进行加氢反应生成的饱和烷烃；
所述蒸汽裂解装置6用于接收来自所述选择加氢装置5的加氢产物，并对其进行蒸汽裂解，得到C2-C3烯烃产物，以及作为副产物的丙烷、混合碳四、碳七及以上混合烃；作为副产物的丙烷、混合碳四、混合芳烃可返回产物分离单元12进行循环利用。
选择加氢装置5和蒸汽裂解装置6可代替催化裂解装置4，使得对碳五/碳六加工装置第三产物、混合芳烃加工装置第三产物和混合芳烃加工装置第四产物的处理多了一种可选择的处理方法，可根据情况需要选择不同的处理方法，对甲醇制丙烯副产物的再加工更加灵活多变。
在一种实施方式中，所述碳四加工装置1为萃取精馏装置。此时，液化气组分为丁烷，第一循环产物流为丁烯。
在一种实施方式中，所述碳四加工装置1为碳四醚化装置，此时，所述碳四加工装置1用于对来自所述产物分离单元12的至少部分第二副产物发生醚化反应，以得到作为液化气组分的醚后碳四和作为第一循环产物流的甲基叔丁基醚。碳四醚化装置是将碳四混合烃中的烯烃醚化，余下的烷烃即为醚后碳四。
在一种实施方式中，自所述混合芳烃加工装置3至所述催化裂解装置4上设置有用于将混合芳烃加工装置第三产物输送至所述催化裂解装置4中的第一输送管线9，所述第一输送管线9上设置有第一阀门91，以便于灵活选择用或不用催化裂解装置4对混合芳烃加工装置第三产物进行处理。优选地，所述第一输送管线9上还设置有第一流量计，以便于控制用催化裂解装置4对混合芳烃加工装置第三产物进行处理的处理量。
在一种实施方式中，自所述混合芳烃加工装置3至所述催化裂解装置4上设置有用于将混合芳烃加工装置第四产物输送至所述催化裂解装置4中的第二输送管线10，所述第二输送管线10上设置有第二阀门101，以便于灵活选择用或不用催化裂解装置4对混合芳烃加工装置第四产物进行处理。优选地，所述第二输送管线10上还设置有第二流量计，以便于控制用催化裂解装置4对混合芳烃加工装置第四产物进行处理的处理量。
在一种实施方式中，自所述碳五/碳六加工装置2至所述催化裂解装置4上设置有用于将碳五/碳六加工装置第三产物输送至所述催化裂解装置4中的第三输送管线11，所述第三输送管线11上设置有第三阀门111，以便于灵活选择用或不用催化裂解装置4对碳五/碳六加工装置第三产物进行处理。优选地，所述第三输送管线11上还设置有第三流量计，以便于控制用催化裂解装置4对碳五/碳六加工装置第三产物进行处理的处理量。
在一种实施方式中，自所述混合芳烃加工装置3至所述选择加氢装置5上设置有用于将混合芳烃加工装置第三产物输送至所述选择加氢装置5中的第四输送管线9’，所述第四输送管线9’上设置有第四阀门91’，以便于灵活选择用或不用选择加氢装置5对混合芳烃加工装置第三产物进行处理。优选地，所述第四输送管线9’上还设置有第四流量计，以便于控制用选择加氢装置5对混合芳烃加工装置第三产物进行处理的处理量。
在一种实施方式中，自所述混合芳烃加工装置3至所述选择加氢装置5上设置有用于将混合芳烃加工装置第四产物输送至所述选择加氢装置5中的第五输送管线10’，所述第五输送管线10’上设置有第五阀门101’，以便于灵活选择用或不用选择加氢装置5对混合芳烃加工装置第四产物进行处理。优选地，所述第五输送管线10’上还设置有第五流量计，以便于控制用选择加氢装置5对混合芳烃加工装置第四产物进行处理的处理量。
在一种实施方式中，自所述碳五/碳六加工装置2至所述选择加氢装置5上设置有用于将碳五/碳六加工装置第三产物输送至所述选择加氢装置5中的第六输送管线11’，所述第六输送管线11’上设置有第六阀门111’，以便于灵活选择用或不用选择加氢装置5对碳五/碳六加工装置第三产物进行处理。优选地，所述第六输送管线11’上还设置有第六流量计，以便于控制用选择加氢装置5对碳五/碳六加工装置第三产物进行处理的处理量。
本发明还提供利用前述的系统对甲醇制丙烯副产物进行回收利用的方法，所述方法包括：
利用第一反应器13用于进行甲醇制二甲醚的反应，以得到第一产物流；
利用第二反应器8以来自所述加热炉7的物料为原料合成丙烯，以得到第二产物流；
利用产物分离单元12接收来自所述第二反应器8的第二产物流并对其分离，得到作为目的产物的丙烯、作为第一副产物的乙烯、作为第二副产物的碳四混合烃、作为第三副产物的碳五/碳六混合烃和作为第四副产物的碳七及以上混合烃；
利用碳四加工装置1接收来自所述产物分离单元12的至少部分第二副产物，并分离出液化气组分，得到作为原料的第一循环产物流；
利用混合芳烃加工装置3接收来自所述产物分离单元12的第四副产物并分离，得到作为混合芳烃加工装置第一产物的C7-C9芳烃混合物、作为混合芳烃加工装置第二产物的碳五/碳六混合烃、作为混合芳烃加工装置第三产物的C8及以下烃类混合物和作为混合芳烃加工装置第四产物的C9及以上烃类混合物；
利用碳五/碳六加工装置2接收来自所述产物分离单元12的至少部分第三副产物和混合芳烃加工装置第二产物并分离，得到作为碳五/碳六加工装置第一产物的C4-C6混合烷烃、作为碳五/碳六加工装置第二产物的C5-C6混合烯烃和作为碳五/碳六加工装置第三产物的C7及以上混合烃；
利用加热炉7接收至少部分第一产物流、至少部分第一副产物、至少部分第一循环产物流和至少部分碳五/碳六加工装置第二产物，并对其进行加热升温。
在一种实施方式中，所述方法还包括：
利用液化气组分输送管线14将至少部分来自所述碳四加工装置1的液化气组分输送至所述碳五/碳六加工装置2中。
在一种实施方式中，所述方法还包括：
利用催化裂解装置4接收至少部分碳五/碳六加工装置第三产物、至少部分混合芳烃加工装置第三产物和至少部分混合芳烃加工装置第四产物，并对其进行催化裂解反应，以得到C2-C3烯烃产物。
在一种实施方式中，所述方法还包括：
利用加氢装置5接收至少部分碳五/碳六加工装置第三产物、至少部分混合芳烃加工装置第三产物和至少部分混合芳烃加工装置第四产物，并对其进行加氢反应，得到加氢产物；
利用蒸汽裂解装置6接收来自所述选择加氢装置5的加氢产物，并对其进行蒸汽裂解，得到C2-C3烯烃产物。
本发明的用于对甲醇制丙烯副产物进行回收利用的系统运行过程如下：
甲醇输入第一反应器13中发生甲醇制二甲醚反应，得到第一产物流；
第一产物流输入加热炉7中进行加热；
来自加热炉7的物料输入第二反应器8中发生反应合成丙烯，得到第二产物流；
第二产物流输入产物分离单元12进行分离，得到作为目的产物的丙烯、作为第一副产物的乙烯、作为第二副产物的碳四混合烃、作为第三副产物的碳五/碳六混合烃和作为第四副产物的碳七及以上混合烃；
至少部分第四副产物输入混合芳烃加工装置3中进行分离，得到作为混合芳烃加工装置第一产物的C7-C9芳烃混合物、作为混合芳烃加工装置第二产物的碳五/碳六混合烃、作为混合芳烃加工装置第三产物的C8及以下烃类混合物和作为混合芳烃加工装置第四产物的C9及以上烃类混合物；
至少部分第二副产物输入所述碳四加工装置1中并分离出液化气组分，得到作为原料的第一循环产物流；
至少部分第三副产物和混合芳烃加工装置第二产物(也可以加上来自所述碳四加工装置1中的液化气组分)一起输入所述碳五/碳六加工装置2中进行分离，得到作为碳五/碳六加工装置第一产物的C4-C6混合烷烃、作为碳五/碳六加工装置第二产物的C5-C6混合烯烃和作为碳五/碳六加工装置第三产物的C7及以上混合烃；然后，
在第四阀门91’、第五阀门101’和第六阀门111’闭合的状态下，打开第一阀门91、第二阀门101和第三阀门111，将少部分碳五/碳六加工装置第三产物、至少部分混合芳烃加工装置第三产物和至少部分混合芳烃加工装置第四产物输入所述催化裂解装置4中进行催化裂解反应，得到C2-C3烯烃产物；或者，
在第一阀门91、第二阀门101和第三阀门111闭合的状态下，打开第四阀门91’、第五阀门101’和第六阀门111’，将至少部分碳五/碳六加工装置第三产物、至少部分混合芳烃加工装置第三产物和至少部分混合芳烃加工装置第四产物输入所述加氢装置5中进行加氢反应，得到加氢产物；
加氢产物输入所述蒸汽裂解装置6中进行蒸汽裂解，得到C2-C3烯烃产物。