以甲醇为原料的轻烃制备方法及轻烃制备系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种以甲醇为原料的轻烃制备方法，还涉及一种采用该方法的轻烃制备系统。
【背景技术】
[0002]随着全球经济和汽车业的快速发展，世界石油需求量和汽车燃料消耗不断攀升，大气污染日趋严重，公众节能减排和环保意识也在不断加强。为应对全球气候变暖对人类生存和发展的严峻挑战，世界各国汽车尾气排放标准及燃油质量标准也日趋严格，甲醇制轻烃技术可使粗甲醇直接转化成低硫、低烯烃、高辛烷值的轻烃，产品可直接销售或是与常规炼厂汽油相调和，得到满足国IV或是国V标准的清洁汽油产品。但目前国内甲醇制轻烃的装置工艺流程复杂，原料甲醇一般需要经过预热器、蒸发器和过热器三次加热后进入反应器，未能充分回收反应热，造成单位产品能耗高，并且其工艺控制难度高，产品质量不稳定。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种以甲醇为原料的轻烃制备方法，还提供了一种采用该方法的轻烃制备系统，以期简化工艺流程，降低工艺控制难度，降低能耗，提尚广品质量。
[0004]本发明所采用的技术方案:
一种以甲醇为原料的轻烃制备方法，将原料甲醇通过进出口换热器与合成反应器的出料换热升温后，送入醚化反应器进行醚化反应，生成二甲醚和水，将醚化反应器的出料送入合成反应器进行合成反应，生成粗轻烃，在将原料甲醇送入醚化反应器的同时将循环气也送入醚化反应器，通过送入醚化反应器的循环气控制醚化反应器的反应温度，将合成反应器的出料经热量回收冷却后进入三相分尚系统，所述三相分尚系统分尚出来的气相大部分经气体压缩机升压后作为循环气使用，少量可以作为驰放气，并可以送入后分离系统参与有用成分的分离，水相可以送至污水处理设施或进行其他处理，油相送至后分离系统进行分离，分离出的产品包括燃料气、液化气、轻烃和重油。
[0005]—种以甲醇为原料的轻烃制备系统，包括进料输送管道、醚化反应器、合成反应器、三相分离系统和能够从相应油相分离出燃料气、液化气、轻烃和重油的后分离系统，所述醚化反应器与所述合成反应器相连，醚化反应器的出料进入合成反应器，所述合成反应器的输出管道连接所述三相分离系统的进料口，所述三相分离系统的气相输出管道连接气体压缩机的进口，所述气体压缩机的输出管道连接所述醚化反应器的进料口，所述气体压缩机的输出管道与所述醚化反应器的进料口的连接方式为所述气体压缩机的输出管道直接与所述醚化反应器的进料口连接或者为所述气体压缩机的输出管道接入所述进料输送管道，进而通过所述进料输送管道与所述醚化反应器的进料口连接，所述三相分离系统的油相输出管道连接所述后分离系统的进料口，所述合成反应器的输出管道上依次串接有蒸汽发生器和进出口换热器的放热介质通道，所述蒸汽发生器设有用于接入除氧水的水进口和用于输出蒸汽的蒸汽输出管道，所述换热器的吸热介质通道串接在所述进料输送管上，当所述气体压缩机的输出管道接入所述进料输送管道时，接入位置优选位于所述进出口热交换器的吸热介质进口侧。
[0006]本发明的有益效果:通过循环气有效地实现了对醚化反应器内反应温度的控制，并且还可以通过循环气有效地实现对合成反应器内反应温度的控制，进而实现了对相关反应的反应深度和反应产物的控制，特别是可以有效地控制反应产物的组分分布及目标产物的收率，有利于提高轻烃的产率，由于醚化和合成反应的放热强度都较高，温度控制难度较大，而通过在进口送入循环气的方式进行温度控制，极大地降低了控制难度，有利于实现稳定且适宜的反应条件，极大地提高了产品质量及产品质量的稳定性，同时还有利于减少催化剂的积碳和结焦，提高生产效率，延长催化剂的再生周期和使用寿命；由于采用了进出口换热器对原料甲醇进行加热，可以是进入醚化反应器的原料基本上与反应温度保持一致且不需要消耗额外的能量，有利于反应的顺利进行；由于将蒸汽发生器和进出口换热器依次串接在合成反应器的输出管道上，由此实现了对合成气热能的充分和有效地利用，蒸汽发生器产生的中压蒸汽可以直接用于气体压缩配合的汽轮机上，有利于减小总体能量消耗，并保证了后续工艺的适宜温度，同时还可以在醚化反应器的输出管道上也串接蒸汽发生器，不仅实现了对反应生成热的有效利用，而且还降低了进入合成反应器的物料温度，有利于保持合成反应器的适宜温度，减轻合成反应器的冷却要求。本发明能耗低，易于控制，易于维持工艺条件的稳定，生产成本低，效率高，并且产品质量好，质量稳定性高。
【附图说明】
[0007]图1是本发明一种实施例的系统构造示意图；
图2是本发明另一种实施例的系统构造示意图；
图3是本发明第三种实施例的系统构造示意图。
【具体实施方式】
[0008]本发明提供了一种以甲醇为原料的轻烃制备方法，其将原料甲醇通过进出口换热器与合成反应器的出料换热升温后，送入醚化反应器进行醚化反应，生成二甲醚和水，将醚化反应器的出料送入合成反应器进行合成反应，生成粗轻烃，在将原料甲醇送入醚化反应器的同时将循环气也送入醚化反应器，通过送入醚化反应器的循环气控制醚化反应器的反应温度，将合成反应器的出料经热量回收冷却后进入三相分离系统，所述三相分离系统分离出来的气相大部分经气体压缩机升压后作为循环气使用，少量可以作为驰放气，并可以送入后分离系统参与有用成分的分离，水相可以送至污水处理设施或进行其他处理，油相送至后分离系统进行分离，分离出的产品包括燃料气、液化气、轻烃和重油。
[0009]优选的，将部分循环气与所述醚化反应器的出料一同送入合成反应器中，通过送入合成反应器的循环气控制合成反应器的反应温度，进而控制合成反应产物的组分分布及目标产物的收率。
[0010]优选的，所述醚化反应器和合成反应器的反应温度介于215-430°c之间，反应压力介于0.3-2.5Mpag之间，所述三相分离系统中的气相压力介于0.2-2.3Mpag之间，所述用作醚化反应器进料的循环气和甲醇的摩尔比介于1-15之间。
[0011]可选的，作为醚化反应器进料的甲醇和循环气可以在进入醚化反应器之前混合，将混合后形成的混合物送入醚化反应器(即器外混合)，也可以在分别进入醚化反应器，由此实现在醚化反应器内的混合(即器内混合)。
[0012]优选的，在作为醚化反应器进料的甲醇和循环气在进入醚化反应器之前混合的情况下，该混合在甲醇进入所述进出口换热器之前或在换热器内进行，混合形成的混合物在进出口换热器进行换热升温。
[0013]可选的，所述醚化反应器和合成反应器可以是两个通过管道连接的独立设备，也可以是设有醚化反应段和合成反应段的集成反应器，所述醚化反应段和合成反应段分别构成所述醚化反应器和所述合成反应器。
[0014]优选的，当所述醚化反应器和合成反应器采用集成反应器时，所述集成反应器设有上、下两个反应床层，物料顺序经过这个两个床层并分别在两个床层进行所需醚化反应和合成反应，由此使这两个反应床层分别构成所述醚化反应段和合成反应段。
[0015]可选的，所述集成反应器的醚化反应段和合成反应段之间设有或者不设有冷激管线，当所述醚化反应段和合成反应段之