甲醇制烯烃系统的制作方法

本实用新型涉及甲醇制烯烃领域，具体而言，涉及一种甲醇制烯烃系统。

背景技术：

随着我国工农业经济的持续快速发展，市场对乙烯、丙烯等基本有机原料的需要越来越大。我国乙烯和大部分丙烯主要依靠使用石脑油、轻柴油为原料的蒸汽裂解来生产，部分丙烯是通过催化裂化副产的石油液化气经精馏加工而得。但是，由于石油资源的短缺、蒸汽裂解能力不足等原因，我国的乙烯产量、丙烯产量长期以来一直是供不应求，因而以乙烯、丙烯生产的化学品(例如聚乙烯、聚丙烯、乙二醇等)的进口数量一直居高不下。为了降低外来商品的进口率，在我国开启了采用煤炭等为原料生产甲醇，再将甲醇经催化转化生产乙烯、丙烯等轻质烯烃的新篇章。甲醇是现代煤化工的重要产品和中间体，是联系煤化工与炼油产品及化工的主要纽带。甲醇生产装置的大型化和产品规模化将成为煤化工发展的重要特征。煤经甲醇制烯烃成为发展现代煤化工产业、实现国家"以煤代油"战略的必然选择，其技术瓶颈是甲醇制烯烃(MTO)技术。

甲醇制烯烃(MTO)装置的进料为过热后的甲醇，一般的流程设置是罐区甲醇经过泵加压后先后经过加热、汽化、过热后进入反应器进行反应。由于反应的转化率不会达到100％，反应后的产品气中有一部分未反应的甲醇和二甲醚等氧化物。随着反应气进入急冷塔和水洗塔，这部分氧化物会进入急冷水和水洗水中。为了利用MTO装置副产的水，必须把急冷水和水洗水中的氧化物降低到可接受的范围，于是设置了污水汽提塔。如图1所示，将部分急冷水和水洗水送入污水汽提塔30’，该塔设置了再沸器，再沸器的管程通入蒸汽，将进入污水汽提塔的水加热。塔底的净化水的化学需氧量(COD)达标后可以送入上游装置配煤使用，也可以送入污水处理装置处理后循环使用。塔顶的汽提气经过甲醇-汽提气换热器60’及汽提气冷却器50’冷却后，输送入塔顶凝液罐40’。在塔顶凝液罐40’进行闪蒸，得到不凝气和浓缩水。将不凝气送入甲醇制烯烃反应器10’中进行回炼或送入火炬系统，塔顶凝液罐40’中的液体(浓缩水)富含甲醇、二甲醚等氧化物。浓缩水经凝液输送泵70’一部分送出装置界区，一部分与气相甲醇供应装置20’提供的液相甲醇原料混合后经过汽化、过热后送入甲醇制烯烃反应器10’。

现有的甲醇制烯烃工艺存在的问题为现有的MTO装置浓缩水回炼流程较长，即汽提气经过冷却后再以浓缩水的形式与液相甲醇汇合后再进行汽化、过热后送入反应器。汽提气本来就是气相物料，冷却后再进行汽化，这样的流程设置存在能量浪费的问题。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种甲醇制烯烃系统，以解决现有的MTO装置存在浓缩水回炼流程较长的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面提供了一种甲醇制烯烃系统，甲醇制烯烃系统包括甲醇制烯烃反应装置、气相甲醇供应装置和第一汽提装置，甲醇制烯烃反应装置设置有加料口，气相甲醇供应装置与加料口通过气相甲醇输送管路相连通，第一汽提装置设置有第一汽提气出口，第一汽提气出口与加料口通过第一汽提气输送管路相连通。

进一步地，甲醇制烯烃系统还包括流量计，流量计设置在第一汽提气输送管路上。

进一步地，甲醇制烯烃系统还包括：汽提塔顶凝液储存装置和冷却装置，汽提塔顶凝液储存装置设置有凝液入口和不凝气出口，凝液入口与第一汽提气出口通过第二汽提气输送管路相连通，不凝气出口与加料口相连通；及冷却装置设置在第二汽提气输送管路上。

进一步地，甲醇制烯烃系统还包括换热装置，换热装置用于使气相甲醇输送管路中的物料与第二汽提气输送管路中的物料进行换热。

进一步地，甲醇制烯烃系统还包括化学需氧量检测装置，化学需氧量检测装置用于检测第一汽提装置外排的净化水的化学需氧量。

进一步地，甲醇制烯烃系统还包括第二汽提装置，第二汽提装置设置有回流液入口和第二汽提气出口，汽提塔顶凝液储存装置还设置有凝液出口，凝液出口与回流液入口通过凝液输送管路相连通，且沿气相甲醇的流动方向，气相甲醇输送管路中位于换热装置和气相甲醇供应装置之间的部分相连通。

进一步地，甲醇制烯烃系统还包括凝液输送泵，凝液输送泵设置在凝液输送管路上。

进一步地，甲醇制烯烃系统还包括换向阀，第一汽提气输送管路与第二汽提气输送管路通过换向阀进行切换；当化学需氧量检测装置的检测结果不达标时，换向阀具有第一位置，第一汽提气输送管路开启；当化学需氧量检测装置的检测结果达标时，换向阀具有第二位置，第二汽提气输送管路开启。

进一步地，甲醇制烯烃系统还包括引出阀，引出阀设置在第一汽提气输送管路上，且位于流量计的上游。

进一步地，甲醇制烯烃系统还包括单向阀，单向阀设置在引出阀与流量计之间的流路上。

应用本实用新型的技术方案，在甲醇制烯烃系统中，通过增设从第一汽提气出口直接与加料口通过第一汽提气输送管路相连通，能够将从汽提塔中输出的甲醇汽提气直接输送至甲醇制烯烃反应装置中。这能够省去对汽提气进行冷却、浓缩、再汽化等过程，从而能够大大节约能耗。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了现有的甲醇制烯烃系统的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的一种典型的实施方式提供的甲醇制烯烃系统的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10’、甲醇制烯烃反应器；20’、气相甲醇供应装置；30’、污水汽提塔；40’、塔顶凝液罐；50’、汽提气冷却器；60’、甲醇-汽提气换热装置换热器；70’、凝液输送泵；

10、甲醇制烯烃反应装置；20、气相甲醇供应装置；30、第一汽提装置；31、流量计；32、引出阀；33、单向阀；34、放空阀；35、导淋阀；36、末端阀；301、第一汽提气出口；40、汽提塔顶凝液储存装置；401、凝液入口；402、不凝气出口；403、凝液出口；50、冷却装置；60、换热装置；70、化学需氧量检测装置；80、第二汽提装置；801、回流液入口；802、第二汽提气出口；90、凝液输送泵。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本实用新型。

正如背景技术所描述的，现有的MTO装置存在浓缩水回炼流程较长的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种甲醇制烯烃系统，如图2所示，该甲醇制烯烃系统包括甲醇制烯烃反应装置10、气相甲醇供应装置20和第一汽提装置30，甲醇制烯烃反应装置10设置有加料口，气相甲醇供应装置20与加料口通过气相甲醇输送管路相连通，第一汽提装置30设置有第一汽提气出口301，第一汽提气出口301与加料口通过第一汽提气输送管路相连通。

本申请提供的甲醇制烯烃系统中，通过增设从第一汽提气出口301直接与加料口通过第一汽提气输送管路相连通，能够将从汽提塔中输出的甲醇汽提气直接输送至甲醇制烯烃反应装置10中。这能够省去对汽提气进行冷却、浓缩、再汽化等过程，从而能够大大节约能耗。

采用上述甲醇制烯烃装置能够大大节约能耗。在一种优选的实施例中，如图2所示，甲醇制烯烃系统还包括流量计31，流量计31设置在第一汽提气输送管路上。在上述第一汽提气输送管路上设置流量计31能够准确地控制第一汽提气输送管路中汽提气的流量。

在一种优选的实施例中，如图2所示，甲醇制烯烃系统还包括汽提塔顶凝液储存装置40和冷却装置50。汽提塔顶凝液储存装置40设置有凝液入口401和不凝气出口402，凝液入口401与第一汽提气出口301通过第二汽提气输送管路相连通，不凝气出口402与加料口相连通；及冷却装置50设置在第二汽提气输送管路上。

在上述甲醇制烯烃系统中设置汽提塔顶凝液储存装置40和冷却装置50，能够将从甲醇制烯烃系统中汽提出的甲醇气进行冷却，然后在汽提塔顶凝液储存装置40进行闪蒸，得到不凝气和浓缩水。不凝气可以直接通入甲醇制烯烃反应装置10的加料口中，作为反应原料。而浓缩水可以进行再次汽提处理。

优选地，如图2所示，甲醇制烯烃系统还包括换热装置60，换热装置60的设置能够使气相甲醇输送管路中的物料与第二汽提气输送管路中的物料进行换热，从而有利于提高整个甲醇制烯烃系统中能源的利用率。

在一种优选的实施例中，如图2所示，甲醇制烯烃系统还包括第二汽提装置80，第二汽提装置80设置有回流液入口801和第二汽提气出口802，汽提塔顶凝液储存装置40还设置有凝液出口403，凝液出口403与回流液入口801通过凝液输送管路相连通，沿气相甲醇的流动方向，且气相甲醇输送管路中位于换热装置60和气相甲醇供应装置20之间的部分相连通。

通过第二汽提装置80将汽提塔顶凝液储存装置40的凝液进行再一次汽提，得到第二汽提气，并通过第二汽提气出口802排出。将第二汽提气出口802与换热装置60上游的甲醇输送管路进行连通，这能够将汽提塔顶的凝液作为甲醇制烯烃的原料进行再次的循环利用，从而有利于降低原料成本。

同时为了节约工艺成本，也可以将从汽提塔顶凝液储存装置40中闪蒸出的浓缩水直接输送至第一汽提装置30中进行汽提。

上述甲醇制烯烃系统中同时存在第一汽提气输送管路和第二凝液输送管路，由于通过第一汽提气输送管路能够将甲醇汽提气不经过冷凝过程而直接进行利用，这省去了将甲醇汽提气进行冷却再汽化的过程，从而大幅降低了能源的消耗。在一种优选的实施例中，如图2所示，甲醇制烯烃系统还包括化学需氧量检测装置70，该化学需氧量检测装置70用于检测第一汽提装置30外排的净化水的化学需氧量。

通过化学需氧量检测装置70检测第一汽提装置30外排的净化水的化学需氧量(COD)，然后根据检测结果判定对第一汽提气的处理方式。具体地，当甲醇汽提气的COD不达标时，将甲醇汽提气从第一汽提气输送管路输送至甲醇制烯烃反应装置10中；而当甲醇汽提气的COD达标时，将甲醇汽提气从第二汽提气输送管路输送至甲醇制烯烃反应装置10中。这不仅有利于提高环保性还能够节约能耗。

优选地，上述甲醇制烯烃系统还包括换向阀，第二凝液管路与第一凝液管路通过换向阀进行切换，当化学需氧量检测装置70的检测结果不达标时，换向阀具有第一位置，第一汽提气输送管路开启；当化学需氧量检测装置70的检测结果达标时，换向阀具有第二位置，第二汽提气输送管路开启。

优选地，如图2所示，甲醇制烯烃系统还包括凝液输送泵90，凝液输送泵90设置在凝液输送管路上。设置凝液输送泵90有利于提高凝液的输送速率。

在一种优选的实施例中，如图2所示，甲醇制烯烃系统还包括引出阀32，引出阀32设置在第一汽提气输送管路上，且位于流量计31的上游。

在一种优选的实施例中，如图2所示，甲醇制烯烃系统还包括单向阀33，单向阀33设置在引出阀32与流量计31之间的流路上。

在一种优选的实施例中，如图2所示，甲醇制烯烃系统还包括放空阀34，放空阀34设置单向阀33和流量计31之间的流路上。

在一种优选的实施例中，如图2所示，甲醇制烯烃系统还包括导淋阀35和线路末端阀36，导淋阀35和线路末端阀36设置在第一汽提气输送管路上，且位于流量计31的下游。

以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

实施例1

如图2所示，当外送的净化水COD达标时，废水经第一汽提装置30(汽提塔)汽提得到汽提气。上述汽提气经换热装置60及冷却装置50进行换热及冷却后，进入汽提塔顶凝液储存装置40(汽提塔顶凝液罐)。在汽提塔顶凝液储存装置40中，饱和的汽提气经闪蒸后进行气液分离，得到不凝气和汽提塔顶凝液(浓缩水)。同时不凝气与气相甲醇汇合后进入甲醇制烯烃反应装置10进行回炼。汽提塔顶凝液(浓缩水)则经凝液输送泵90升压后返回第二汽提装置80中进行再次汽提。

当外送的净化水COD超标时，立即开启第一汽提气输送管路。具体地，废水经过第一汽提装置30进行汽提得到第一汽提气。然后未经换热的第一汽提气经第一汽提气输送管路中的引出阀32、单向阀33、流量计31(孔板流量计)及末端阀36后，再与气相甲醇供应装置20提供的气相甲醇汇合后直接进入甲醇制烯烃反应装置10进行反应。当外送的净化水COD指标恢复至正常值时，便可停止汽提气回炼，关闭新增的第一汽提气输送管路上的引出阀32及末端阀36，打开流量计31前的放空阀34进行泄压。

采用上述甲醇制烯烃系统，在外送的净化水COD超标时，能够省去了汽提气经换热装置60冷却后，经冷却装置50再次冷却的流程，减少了设备投资、运行维护成本，降低了汽提气二次冷却的能耗；同时，省去了汽提塔顶凝液(浓缩水)进行回炼的流程、汽提塔顶凝液(浓缩水)至界区流程，降低了浓缩水汽化及装置外处理浓缩水的能耗。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

(1)汽提气以气相回炼，减少了汽提气冷却为浓缩水时的能量消耗。

(2)汽提气以气相回炼，减少了浓缩水回炼时加热、汽化浓缩水的能量消耗。

(3)汽提气回炼流程使用灵活，根据净化水中COD含量决定是否投用该流程。使用汽提气回炼方法，送出装置的只有COD达标的净化水，无浓缩水送出装置，降低了后续的处理成本。使用汽提气回炼方法，未转化的甲醇、二甲醚在装置内循环，无浓缩水外送，减少了物料的损失。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。