用于甲醇制丙烯工艺中增产丙烯的系统的制作方法

本实用新型属于甲醇制丙烯工艺领域，特别是一种用于甲醇制丙烯工艺中增产丙烯的系统。

背景技术：

丙烯作为重要的石油化工基础原料，年需求量巨大，目前，丙烯仍主要来自于石油加工中的轻油裂解/裂化工艺，而且以联产物或副产物方式得到。然而，随着“石油危机”问题的出现，丙烯在原料以及产量上势必会受到很大限制。甲醇制丙烯(MTP)工艺是指以煤基或天然气基合成的甲醇为原料，并在催化剂的作用下生产丙烯的工艺技术。针对我国富煤、贫油、少气的能源结构，该工艺技术具有很好的应用前景和深远的战略意义。

目前，由德国鲁奇公司(Lurgi)开发的MTP技术已分别在神华宁夏煤业集团和大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司实现工业化应用。在实际生产过程中需将C2、C4和C5/C6烃循环回MTP反应器，利用烯烃歧化和裂解反应以进一步提高目标产物丙烯的收率。现有工艺设计如图1所示，C4烃经抽提后分为两路，第一路经换热器5’换热后进入循环烃管线6’，最终返回MTP反应器；第二路则输入LPG储罐4’作为LPG外售。但是，由于C4烃中不仅含有烯烃，还有约46wt％的惰性组分烷烃，一方面C4烃循环回MTP反应器时，由于其中烷烃的存在会增加循环能耗和加热器负荷；另一方面C4烃作为LPG混合物料外售时，不仅会造成烯烃的浪费，也会由于烯烃的存在而影响LPG品质。

在生产中如何充分利用C4烃，并增加目标产品丙烯的收率，增加企业经济效益，一直是众多技术人员力图攻克的难题。目前国内外已有多项专利技术涉及MTP技术领域，如中国专利CN101080373A，CN200910195466.0，CN200680008817.7等，但都侧重在甲醇制丙烯的工艺技术路线及其催化剂制备方法的改进方面，而就如何从工艺设备方面进一步提高丙烯收率却鲜有报导。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于甲醇制丙烯工艺中增产丙烯的系统，该系统能够充分利用C4烃，并增加丙烯的收率。

本实用新型的技术方案如下：

一种用于甲醇制丙烯工艺中增产丙烯的系统，包括：

脱丙烷塔，用于对甲醇制丙烯反应器的产物进行分离，得到作为塔底物料的C4⁺烃混合物；

脱丁烷塔，用于对来自所述脱丙烷塔塔底的C4⁺烃混合物进行分离，得到作为塔顶物料的C4烃；

精馏塔，用于接收来自所述脱丁烷塔塔顶的C4烃，并对其进行精馏分离，得到作为塔顶物料的C4烷烃和作为塔底物料C4烯烃；

冷凝器，用于接收来自所述精馏塔的塔顶物料，并对其进行降温冷凝；

回流罐，用于接收来自所述冷凝器的物料；所述回流罐的罐底设置有塔顶回流管线，所述塔顶回流管线用于将所述回流罐接收的部分物料作为塔顶回流液送至所述精馏塔；

预热器，用于接收来自所述精馏塔的部分塔底物料并对其进行预热；

循环烃管线，用于将经所述预热器预热后的物料输送至甲醇制丙烯反应器。

优选地，所述回流罐还设置有C4烷烃管线；所述系统还包括加压泵和LPG储罐，所述加压泵用于对来自所述C4烷烃管线的物料进行加压液化，所述LPG储罐用于接收所述加压泵的出口物料。

优选地，所述系统还包括塔底再沸器，用于将所述精馏塔的部分塔底物料加热再沸。

优选地，所述塔顶回流管线上设置有回流泵。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的用于甲醇制丙烯工艺中增产丙烯的系统，能够将C4烃中的C4烷烃和C4烯烃分离，使得其中的C4烯烃仅进入循环烃管线，从而输送至MTP反应器，不仅充分利用了其中的C4烯烃增产了丙烯，减少了C4烃的循环量，减少了循环能耗和加热器负荷，还避免了C4烯烃进入LPG储罐中，而使得仅C4烷烃作为LPG产品直接外售，提高了LPG产品的质量，提高了经济效益。

附图说明

图1是现有技术的用于甲醇制丙烯工艺的系统；

图2是本实用新型的用于甲醇制丙烯工艺中增产丙烯的系统。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本实用新型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实用新型的内容，并不用于限制本实用新型的保护范围。应用本实用新型的构思对本实用新型进行的简单改变都在本实用新型要求保护的范围内。

如图2所示，本实用新型提供一种用于甲醇制丙烯工艺中增产丙烯的系统，包括：

脱丙烷塔01，用于对甲醇制丙烯反应器的产物进行分离，得到作为塔底物料的C4⁺烃混合物；

脱丁烷塔02，用于对来自所述脱丙烷塔01塔底的C4⁺烃混合物进行分离，得到作为塔顶物料的C4烃；

精馏塔1，用于接收来自所述脱丁烷塔02塔顶的C4烃，并对其进行精馏分离，得到作为塔顶物料的C4烷烃和作为塔底物料C4烯烃；

冷凝器2，用于接收来自所述精馏塔1的塔顶物料，并对其进行降温冷凝；

回流罐3，用于接收来自所述冷凝器2的物料；所述回流罐3的罐底设置有塔顶回流管线32，所述塔顶回流管线32用于将所述回流罐3接收的部分物料作为塔顶回流液送至所述精馏塔1；

预热器5，用于接收来自所述精馏塔1的部分塔底物料并对其进行预热；

循环烃管线6，用于将经所述预热器5预热后的物料输送至甲醇制丙烯反应器。

本实用新型的用于甲醇制丙烯工艺中增产丙烯的系统，能够将C4烃中的C4烷烃和C4烯烃分离，特别是塔顶回流管线的设置，使得精馏塔塔顶物料重新输入精馏塔中，以防止精馏塔塔顶物料中带入除C4烷烃以外的组分，比如C4烯烃，从而一方面保证C4烷烃的纯度，提高LPG产品的质量，另一方面可进一步从塔底分离出更多的C4烯烃，且使得其中的C4烯烃仅进入循环烃管线，这样保证了C4烃中更多的C4烯烃输送至MTP反应器进行循环利用，不仅充分利用了其中的C4烯烃增产了丙烯，还避免了C4烷烃的循环，减少了C4烃的循环量，从而减少了循环能耗和加热器负荷，提高了经济效益。

本申请中所用的精馏塔、冷凝器、回流罐、预热器等均为本领域常用的相关设备。甲醇制丙烯反应器，即MTP反应器，是指用于甲醇制丙烯反应的反应器。

精馏塔的精馏过程为：蒸气由塔底进入，蒸发出的气相与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向气相中转移，气相中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，气相愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，从而达到组分分离的目的。由塔顶上升的气相进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，加热蒸发成气相返回塔中，另一部分液体作为釜残液取出。

在一种实施方式中，所述回流罐3还设置有C4烷烃管线31；所述系统还包括加压泵8和LPG储罐4，所述加压泵8用于对来自所述C4烷烃管线31的物料进行加压液化，所述LPG储罐4用于接收所述加压泵8的出口物料。

由于C4烷烃的沸点较C4烯烃低，因此回流罐3的上部含较多的C4烷烃，C4烷烃管线31的设置，进一步减少了C4烯烃进入LPG储罐中的量，使得较高纯度的C4烷烃加压液化后输入LPG储罐4中作为LPG产品直接外售，提高了LPG产品的质量，提高了经济效益；另一方面也使得更多的C4烯烃进入循环烃管线而增加丙烯产率。

在一种实施方式中，所述系统还包括塔底再沸器7，用于将所述精馏塔1的部分塔底物料加热再沸。

这种设置有利于对精馏塔的塔底物料进行再次精馏，使其中少量的C4烷烃与C4烯烃分离，从而提高进入循环烃管线6的C4烯烃纯度，进一步减少了C4烃的循环量，减少了循环能耗和加热器负荷。

在一种实施方式中，所述塔顶回流管线上32设置有回流泵321，用于提高回流效果，从而提高LPG产品的质量，增加丙烯的产率。

本实用新型的用于甲醇制丙烯工艺中增产丙烯的系统工艺流程如图2所示：

甲醇制丙烯反应器的产物输入脱丙烷塔01中进行分离，得到作为塔底物料的C4⁺烃混合物和作为塔顶物料的C3^-烃混合物；

来自脱丙烷塔01塔底的C4⁺烃混合物输入脱丁烷塔02中进行分离，得到作为塔顶物料的C4烃和作为塔底物料的C5⁺烃混合物；

来自所述脱丁烷塔02塔顶的C4烃输入精馏塔1中进行精馏分离，得到作为塔顶物料的C4烷烃和作为塔底物料C4烯烃；

来自精馏塔1的塔顶物料输入冷凝器2中进行降温冷凝后输入回流罐3内；

来自所述回流罐3的部分物料经C4烷烃管线31输送至所述加压泵8进行加压液化后，输入LPG储罐4中；

来自所述回流罐3的另一部分物料作为塔顶回流液经塔顶回流管线32及位于塔顶回流管线32上的回流泵321送至所述精馏塔1中；

来自精馏塔1的塔底物料一部分经预热器5预热后输入循环烃管线6中，从而循环至甲醇制丙烯反应器以增产丙烯；另一部分经塔底再沸器7加热再沸。

下面用具体的实施例来说明本实用新型的用于甲醇制丙烯工艺中增产丙烯的系统。

以一个50万吨/年的甲醇制丙烯装置为例，当C4烃总进料量为50t/h、且C4烃中烯烃含量按40wt％计时：

利用如图1所示的系统时，作为LPG产品的C4烃量为10t/h，作为循环烃进入循环烃总管的C4烃量为40t/h，其中烯烃量为16t/h。此时，从循环能耗、加热器负荷及丙烯产量的综合效果和优势来考虑，获得的经济利益最高。

而利用如图2所示的系统时，塔顶C4烷烃(作为LPG产品)采出量为23t/h，相对于如图1的系统提高了13t/h，不仅增加了LPG产品的量，还提高了LPG产品的质量；塔底C4烯烃(作为循环烃)采出量为27t/h，相对于如图1的系统，进入循环烃总管的物料量减少了13t/h，循环能耗和加热器负荷也也相对降低，但烯烃量增加11t/h，从而可增产丙烯2.5t/h。此时，从循环能耗、加热器负荷及丙烯产量的综合效果和优势来考虑，获得的经济利益最高。