一种增产丙烯的系统的制作方法

本实用新型属于甲醇制丙烯领域，特别涉及一种增产丙烯的系统。

背景技术：

目前现有的甲醇制丙烯(mtp)技术采用精甲醇为原料，然而精甲醇的价格受市场影响波动较大，当其价格较高时，生产成本明显提高，从而降低了企业的经济效益。

甲醇生产过程中会副产部分混(杂)醇，混(杂)醇的主要组成包含水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇和2-戊醇等。

目前杂醇(或称混醇)的主要用途是二次提纯得到甲醇或作为燃料烧掉，市场价值较低，整体利用率不高，作为危废处理手段有限，既造成资源的浪费，又对环境造成一定的污染；而混醇作为产品销售的价格则较低，仅1600元/吨左右。因此需要寻求高效的混(杂)醇增值利用途径，以期为企业创造更高的经济附加值。

甲醇脱水制烯烃反应是一个连续多步骤放热反应，在热力学上，升高温度对生成烯烃有利。因甲醇剧烈反应所带来的飞温，需要采用多种手段控制，否则将导致反应温度不可控及催化剂损坏。常用的撤热手段包括预设二甲醚反应器、加入工艺蒸汽和激冷水。除此之外，还希望从源头上解决此问题，即添加一定量热效应低的原料来稀释反应热。

除甲醇外，其他所有的高级醇脱水生成烯烃均为吸热反应，将其添加作为mtp反应的原料，理论上分析可以有效部分抵消和中和甲醇反应热。基于mtp反应热力学和动力学研究，混(杂)醇及烯烃作为原料添加有利于mtp反应中丙烯和乙烯的生成。

然而，现有技术中，关于将混醇用于mtp技术来增产丙烯的系统还较少见，且如何避免mtp反应器下线后，残留在管线及雾化装置中的有机物料在催化剂再生条件下出现结焦现象也尚需有效的解决方案。结焦造成管线堵塞，物料输入不畅，尤其严重的是雾化装置的喷嘴器件出口孔径只有0.5cm，结焦物会造成喷嘴堵塞，反应器物料分布不均，床层温度能以控制，影响催化剂效能，缩短催化剂寿命。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种增产丙烯的系统，该系统利于实现在mtp工艺中利用混醇来增产丙烯，且能有效避免mtp反应器下线后混醇在侧线进料管线上的残留以避免结焦现象的出现。

本实用新型为达到其目的，采用的技术方案如下：

一种增产丙烯的系统，包括，

mtp反应器，所述mtp反应器设有侧线物料入口、顶部物料入口和产物出口，所述侧线物料入口连接有侧线进料管线，所述顶部物料入口连接有顶部进料管线；

混醇罐，用于存储和供应混醇，所述混醇罐分别与第一混醇输出管线及第二混醇输出管线连通；

dme分离罐，用于从dme物料中分离获得气相组分和液相组分，所述dme分离罐设有气相组分出口和液相组分出口，所述气相组分出口连接有气相输出管线，所述液相组分出口上连接有液相输出管线；所述气相输出管线、所述液相输出管线及所述第一混醇输出管线均与所述侧线进料管线连通，以通过所述侧线物料入口向mtp反应器内输入所述气相组分、所述液相组分和所述混醇；

加热炉，用于接收并加热dme物料、循环烃以及由第二混醇输出管线输送的混醇，所述加热炉的物料出口与所述顶部进料管线连接，以通过所述顶部物料入口向mtp反应器内输入经所述加热炉加热后的dme物料、循环烃和混醇；

氮气吹扫装置，所述氮气吹扫装置与所述侧线进料管线连通，用于吹扫所述侧线进料管线中残留的物料。

优选的，还包括混合料输送管线，所述液相输出管线和所述第一混醇输出管线均与所述混合料输送管线连通，所述混合料输送管线与所述侧线进料管线连通，以将由液相输出管线输送的液相组分和由第一混醇输出管线输送的混醇混合输送至侧线进料管线。

一些具体实施方式中，所述氮气吹扫装置的氮气出口与所述混合料输送管线之间通过氮气输送管线连接。

一些具体实施方式中，所述mtp反应器侧壁在不同高度间隔设有多个侧线物料入口，各个侧线物料入口上分别连接有所述侧线进料管线。

优选的，所述侧线进料管线的出口设有雾化装置，用于将来自所述混合料输送管线的液相组分和混醇的混合料以及来自所述气相输出管线的气相组分混合雾化。

一些具体实施方式中，所述系统还包括冷却器，所述冷却器设有dme物料入口，所述冷却器用于接收上游的dme物料并对其进行换热冷却；还包括和所述冷却器连接的dme过冷器以对经所述冷却器换热冷却的dme物料进一步冷却；dme分离罐和所述dme过冷器连接，以接收经所述dme过冷器冷却后的dme物料并从中分离获得所述气相组分和所述液相组分。

一些具体实施方式中，所述系统还包括dme反应器；所述dme反应器的物料出口分别与所述冷却器、所述加热炉通过管线连通，以将dme物料分别输送至冷却器和加热炉。

一些具体实施方式中，所述第二混醇输出管与加热炉相连通，或所述第二混醇输出管与连接在dme反应器和加热炉之间的管线相连通。

优选的，所述冷却器还与循环烃输送管线连接，所述冷却器还用于接收由所述循环烃输送管线输送的循环烃并将其与进入冷却器中的dme物料进行换热；所述系统还包括与所述冷却器连接的循环烃加热器，所述循环烃加热器用于接收并加热经所述冷却器换热的循环烃，所述加热炉还与所述循环烃加热器连接以接收并进一步加热由循环烃加热器加热后的循环烃。

一些具体实施方式中，所述dme反应器设有甲醇进口，所述甲醇进口与甲醇输送管线连接。

本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：

本实用新型的系统，能利用混醇与其他原料混合进料增产丙烯。使用本实用新型的系统进行生产，可以让部分混醇与经过加热炉加热后的dme物料由顶部进入mtp反应器；部分混醇与dme分离罐中得到的液相组分由侧线进入mtp反应器，与侧线进入的气相组分一同进入mtp反应器内，有助于控制mtp反应器的催化剂床层温度，利于增产丙烯。同时通过氮气吹扫装置向侧线进料管线吹扫消除残留在侧线进料管线中的混醇等物料，从而当mtp反应器下线后在催化剂再生条件下进行催化剂再生时，可避免结焦现象的出现。

附图说明

图1是一种实施方式中增产丙烯的系统的示意图。

附图标记说明：1、dme反应器；2、冷却器；3、循环烃加热器；4、加热炉；5、dme分离罐；6、混醇罐；7、氮气吹扫装置；8、dme过冷器；9、mtp反应器；10、顶部进料管线；11、侧线进料管线；12、产物输出管线；13、第一混醇输出管线；14、第二混醇输出管线；15、液相输出管线；16、气相输出管线；18、氮气输送管线；20、循环烃输送管线；21、甲醇输送管线。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合实施例进一步阐述本实用新型的内容，但本实用新型的内容并不仅仅局限于以下实施例。

本实用新型提供的增产丙烯的系统，可参见图1。该系统主要包括mtp(甲醇制丙烯)反应器9，混醇罐6，dme分离罐5，加热炉4和氮气吹扫装置7。

其中，mtp反应器9为甲醇制丙烯反应器，mtp反应器9设有侧线物料入口、顶部物料入口和产物出口。其中侧线物料入口和侧线进料管线11连接，用于从侧线引入原料至mtp反应器9内。顶部物料口和顶部进料管线10连接，用于从顶部引入原料至mtp反应器9内。产物出口具体可设于mtp反应器9的底部，用于将mtp反应器9内得到的反应产物输出，具体可以在该产物出口上连接产物输出管线12，将产物输送至下游工序。

混醇罐6用于存储和供应混醇，混醇也称杂醇。混醇为本领域所熟知的一种已知副产物料，具体可以由甲醇生产或合成气f-t合成过程中副产，其主要成分包含水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇和2-戊醇等，往往还含有少量的醛、酮、酸等成分。混醇罐6分别与第一混醇输出管线13、第二混醇输出管线14相连通，可为直接或间接连通，从而可以从混醇罐6中引出两股混醇物流。

dme分离罐5用来对上游获得的dme物料进行分离，并从中分离得到气相组分和液相组分。在一些具体实施例中，气相组分95％以上是甲醇/二甲醚的混合物，还有少量的水蒸气；液相组分70％以上为水，还有20-30％的甲醇/二甲醚混合物。dme分离罐5设有气相组分出口和液相组分出口。其中，气相组分出口与气相输出管线16连接，用于将气相组分输送至下游环节。液相组分出口与液相输出管线15连接，用于将液相组分输送至下游环节。

气相输出管线16、液相输出管线15以及第一混醇输出管13都和mtp反应器9的侧线进料管线连通，可以是直接连通或间接连通，从而能通过侧线进料管线11经侧线物料入口向mtp反应器9内侧线输入气相组分、液相组分和部分混醇。在一些优选实施方式中，第一混醇输出管13和液相输出管线15二者汇合连通至同一混合料输送管线22，并通过该混合料输送管线22和侧线进料管线11相连通，从而，由第一混醇输出管13输送的混醇和由液相输出管线15输送的液相组分在混合料输送管线22中混合形成混合物料后，再进入侧线进料管线11。

第二混醇输出管14和加热炉4相连接，向加热炉4内输入来自混醇罐6的部分混醇。加热炉4接收dme物料、循环烃并接收由第二混醇输出管14输送的混醇，并对这些物料进行加热。加热炉4的物料出口和mtp反应器9的顶部进料管线10连接，从而通过顶部进料管线10经顶部物料入口向mtp反应器9内输入经加热炉4加热后的dme物料、循环烃和部分混醇。

氮气吹扫装置7和侧线进料管线11连通，可以是直接连通或间接连通，用于吹扫侧线进料管线11中残留的物料，特别是吹扫残留的混醇。当mtp反应器9下线后，即停止生产后，通过氮气吹扫装置7吹扫侧线进料管线11，从而避免混醇等物料在侧线管线上的残留；当进行催化剂再生时，避免在催化剂再生条件下出现结焦现象。在一些具体实施方式中，氮气吹扫装置7具体是通过其氮气出口由氮气输送管线18连接至混合料输送管线22，通过混合料输送管线22与侧线进料管线11相连通。这样可以节省连通管线和接口，无需分别与各个侧线进料管线11相连接，便于操作和组装。

在一些具体实施方式中，mtp反应器9侧壁设有多个侧线物料入口，在反应器的不同高度的位置间隔分布，例如在mtp反应器9的多个催化剂床层相对应的设有多个侧线物料入口，在各个侧线物料入口上分别都连接有侧线进料管线11。

较佳的一些实施方式中，在侧线进料管线11出口安装有雾化装置(图中未示出)，雾化装置例如可以是雾化喷嘴等具有雾化功能的装置。利用该雾化装置来对由混合料输送管线22输送的液相组分和混醇的混合物料以及由气相输出管线16输送的气相组分在侧线进料管线中汇合所形成的混合物进行雾化，经雾化后的气液混合物料进入mtp反应器9内，从而能与mtp反应器9内的催化剂均匀接触。

在一些具体实施方式中，参见图1，本实用新型的系统还包括dme反应器1、冷却器2和dme过冷器8。dme反应器1为甲醇制二甲醚反应器，设有甲醇进口，甲醇进口和甲醇输送管线21连接，用于向dme反应器1内输入甲醇物料。dme反应器1的物料出口分别和冷却器2、加热炉4通过管线19、17连通，从而使得dme反应器1的物料出口输出的dme物料分成两股，一股流向冷却器2，一股流向加热炉4。本领域技术人员所知晓的，dme反应器通过甲醇脱水反应，生成二甲醚(dme)和水，输出的dme物料主要为dme、水和少量(例如10-15％)未反应的甲醇。冷却器2的作用之一是来自dme反应器1的部分dme物料在其中进行换热冷却，该冷却器2和dme过冷器8连接，dme过冷器8用于对经冷却器2换热冷却的dme物料做进一步的冷却。dme过冷器8和dme分离罐5连接，从而向dme分离罐5内供应经冷却处理的dme物料，dme物料在dme分离罐5内被分离为气相组分和液相组分。

第二混醇输出管线14和加热炉4相连通，或者第二混醇输出管线14和连接在dme反应器1及加热炉4之间的管线相连通，从而由第二混醇输出管14输送的混醇能进入加入炉内加热。同时，加热炉4也加热来自dme反应器的dme物料流股。此外，在冷却器2上还连接有循环烃输送管线20，冷却器2的作用之二是接收由循环烃输送管线20输送的循环烃，并将其与来自dme反应器的dme物料进行互相换热传质，以达到冷却物料的作用。在一些具体实施例中，循环烃具体可以是来自于mtp反应器出口的生成产物经过下游精馏单元分离后的c2组分、c4组分和c5/c6组分。冷却器2还与循环烃加热器3相连接，循环烃加热器3用于加热经冷却器2换热的循环烃；循环烃加热器3和加热炉4相连接，加热炉4除了加热由第二混醇输出管14输送的混醇、dme反应器1的部分dme物料，还进一步加热经循环烃加热器3加热后的循环烃，将三者加热后一同经顶部进料管线10进入mtp反应器9内。

利用本实用新型的系统，可以利用混醇(例如煤基甲醇制丙烯装置副产的混醇)与其他原料混合进料增产丙烯。部分混醇与二甲醚(dme)反应器出口未经换热的dme物料部分经过加热炉4加热后由顶部进入mtp反应器9；部分混醇与dme分离罐5底部的液相组分由侧线进入mtp反应器9，与侧线进入的气相组分一同经雾化均匀进入mtp反应器9内接触mtp反应器9内催化剂，可以较为稳定的控制mtp反应器9的催化剂床层温度，而且还能一定幅度的提高丙烯收率，增产丙烯。同时通过氮气吹扫装置7向侧线进料管线11通入氮气，能消除mtp反应器9下线后残留在侧线进料管线11中的混醇等物料，从而当在催化剂再生条件下进行催化剂再生时，可避免结焦现象的出现。

为了便于理解，下面通过一些具体示例对利用本实用新型的系统进行生产的案例进行说明。

实施例1

甲醇原料经甲醇输送管线21进入dme反应器1参与反应，dme反应器1的底部流出物(dme物料)分为两股，其中一股物流经冷却器2和dme过冷器8冷却进入dme分离罐5分离出气液两相，混醇罐6中的混醇物料一部分与dme分离罐5分离出的液相组分混合(该混合物料温度例如可以是常温至50℃)，与dme分离罐5分离出的气相组分(该物料温度例如可以是100-390℃)，从侧线经侧线进料管线11经喷嘴雾化送入mtp反应器9的2/3/4/5/6床层(催化剂床层)，均匀接触mtp反应器9内的催化剂。

另外一股dme物料则与混醇、循环烃(经过冷却器2换热，温度范围为230-250℃；在循环烃加热器3加热(加热到约270-300℃))混合后经加热炉4加热(例如可加热至400-490℃)，之后从顶部由顶部进料管线10进入mtp反应器9。

当mtp反应器9下线后，通过氮气吹扫系统，向侧线进料管线11中通入氮气吹扫残留的混醇等，氮气吹扫装置7的压力可以是0.3-1.5mpa。在进行催化剂再生时，未出现结焦。

对比例1

甲醇原料经甲醇输送管线进入dme反应器参与反应，dme反应器的底部流出物(dme物料)分为两股，其中一股物流经冷却器和dme过冷器冷却进入dme分离罐分离出气液两相，气相组分温度为240℃左右；液相组分温度为20-30℃；将气液相物料二者混合，控制混合物料温度为120-200℃之间(比如150-160℃)，经喷嘴雾化，从侧线经侧线进料管线送入mtp反应器9的2/3/4/5/6床层(催化剂床层)，均匀接触mtp反应器9内的催化剂。

另外一股dme物料则与循环烃经过冷却器换热(温度范围为230-250℃之间)，加热器加热(加热到约270-300℃))，混合后再经加热炉加热(加热至400-490℃之间，比如450-470℃)，由顶部进料管线10进入mtp反应器9。

通过以上生产过程，mtp反应器的催化剂床层平均温度约为478℃，床层中掩埋的电偶显示有部分低温点和超温热点，其中低温点温度为430-450℃，超温热点温度为490-500℃。该工艺条件下丙烯产量为1358吨/天，丙烯收率为26.94％。

对比例2

生产系统可参见图1，但未设氮气吹扫装置。

甲醇原料经甲醇输送管线21进入dme反应器1参与反应，dme反应器1的底部流出物(dme物料)分为两股，其中一股物流经冷却器2和dme过冷器8冷却进入dme分离罐5分离出气液两相，气相组分温度为245℃，液相组分温度为24℃。在对比例1的基础上，增加混醇罐6，混醇罐6中的物料一部分与dme分离罐5分离出的液相组分混合，该混合物再与dme分离罐5分离出的气相组分汇合至侧线进料管线11，混合物料温度为120-200℃之间(比如130-140℃)，经喷嘴雾化，从侧线经侧线进料管线11送入mtp反应器9的2/3/4/5/6床层(催化剂床层)，均匀接触mtp反应器9内的催化剂。

另外一股dme物料则与混醇、循环烃(该循环烃经过冷却器2换热至238℃，循环烃加热器3加热至288℃)在加热炉4混合加热至472℃，之后由顶部进料管线10进入mtp反应器9。

由于混醇参与反应，与甲醇原料不同，其在催化剂发生的脱水反应为吸热反应。混醇的加入可有效控制床层温度。该生产过程，mtp反应器9催化剂床层的平均温度为480℃，床层中掩埋的144个电偶显示3低温点和2个热点，其中低温点温度为460-470℃，超温热点为485-490℃。该工艺条件下丙烯产量为1386吨/天，丙烯收率为27.50％。

实施例2

在对比例2的基础上，在侧线进料管线前增设氮气吹扫装置7，其作用为：当mtp反应器9下线后，通过氮气吹扫系统，向侧线进料管线11中通入1.2mpa氮气吹扫残留的甲醇/dme混合物、混醇等物料，避免催化剂烧焦再生时，物料在高温条件下，在管线及雾化装置内出现结焦。所用的生产系统可参见图1。

该生产过程，mtp反应器催化剂床层的平均温度为478℃，床层中掩埋的144个电偶未出现低温和高温热点。该工艺条件下丙烯产量为1397吨/天，丙烯收率为27.72％。

本实用新型中所涉及的mtp反应器、dme反应器1、冷却器2、过冷器、加热炉4、dme分离罐5、氮气吹扫装置7等装置或元件均采用本领域现有具有相应功能的装置或元件，对此不作一一赘述。

本领域技术人员可以理解，在本说明书的教导之下，可对本发明做出一些修改或调整。这些修改或调整也应当在本发明权利要求所限定的范围之内。