一种余热利用的醇/醚制烃类装置及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于醇/醚制烃类装置方法技术领域，特别涉及一种余热利用的醇/醚制烃类装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002]醇/醚制烃类技术(如醇/醚制芳烃、醇/醚制烯烃和醇/醚制汽油等)，是新型的化学品生产工艺，是煤化工与石油化工产业承接的关键性技术，也是清洁煤化工的发展方向。
[0003]醇/醚制烃类过程的特点为反应温度高(300°C?500°C )，生成的高温产品气体(有时含有部分粉尘)在最终冷却后，生成大量的水以及常温下为液体的有机物产品。比如甲醇制备芳烃过程中3吨甲醇原料产生1.64吨水和I吨芳烃。甲醇制备汽油过程中3吨甲醇原料产生1.64吨水和I吨多汽油。即使甲醇制备烯烃过程中3吨甲醇原料生产1.64吨水以及少量液体有机物。虽然常规过程中，也有换热流程，但大都没有利用这些介质从气态变为液态时的潜热。并且还需要用大量的低温冷却水来进行冷却，导致大量冷却水降温时再夹带或挥发损失。同时，醇/醚制烃类过程中的原料却又要需要大量的高温介质(如蒸汽等)进行汽化。长期以来，这种不能充分利用过程本身产生的热量，还需要外部供给大量的热来完成工艺需求的状况一直存在，造成了巨大的能源浪费与水资源浪费。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术不足，根据醇/醚制烃类过程本身产物的特点，提出了一种余热利用的醇/醚制烃类装置及其使用方法，利用醇/醚制烃类过程中反应器出口的高温物料所带有大量的潜热。同时充分考虑采用这部分潜热用于醇/醚原料的气化，一方面节省了醇/醚气化所需的能量，使产品气中可液化组分和水的液化潜热得到充分的利用；同时替代了常规过程中产品气冷却中的水冷方法，大幅度降低了过程中的水耗。
[0005]一种余热利用的醇/醚制烃类装置，醇/醚制烃类反应装置、换热装置和液体介质汽化装置顺次相连。
[0006]所述醇/醚制烃类反应装置通过除催化剂装置与换热装置相连；所述换热装置通过气体压缩装置与液体介质汽化装置。
[0007]一种余热利用的醇/醚制烃类装置的使用方法，包括如下步骤:
[0008](I)反应原料醇/醚进入醇/醚制烃类反应装置在催化剂的作用下进行反应；
[0009](2)醇/醚制烃类反应装置出口的产品气经过换热装置换热后降温；
[0010](3)降温后的产品气进入液体介质汽化装置，通过间接换热，在自身降温的同时，将液体介质进行汽化；
[0011](4)液体介质汽化装置出口的物料，继续冷却降温，得到产品。
[0012]一种余热利用的醇/醚制烃类装置的使用方法，包括如下步骤:
[0013](I)反应原料醇/醚进入醇/醚制烃类反应装置在催化剂的作用下进行反应；所得反应气经过除催化剂装置除去反应气中携带的催化剂颗粒；
[0014](2)除催化剂装置出口的产品气经过换热装置换热后降温；
[0015](3)降温后的的产品气进入气体压缩装置进行升压；通过气体压缩装置的内部换热保证产品气的温度不超过气体压缩装置可承受的温度；
[0016](4)气体压缩装置出口的产品气进入液体介质汽化装置，通过间接换热，在自身降温的同时，将液体介质进行汽化；
[0017](5)液体介质汽化装置出口的物料，继续冷却降温，得到产品。
[0018]所述反应原料中，醇/醚的质量分数为50%?100%，水的质量分数为O?15%，碳原子数为I?7的化合物的质量分数为O?50% ;生成的产品气体中的烃类包括碳原子数为I?10的烃类；所述醇/醚制烃类反应装置的反应温度为300°C?600°C。
[0019]所述换热装置所用的冷却介质为蒸汽、醇、醚或碳原子数为I?6的烃类；所述冷却介质的温度比产品气的温度低50°C?200°C。换热后产品气的温度为300°C?160°C。
[0020]所述液体介质汽化装置所用的液体介质为甲醇、二甲醚和碳原子数为5?8的烃类中的一种以上。
[0021]所述气体压缩装置的出口压力为0.4MPa?2.5MPa。通过气体压缩装置的内部换热系统使气体压缩装置出口的产品气温度控制在在130°C?250°C。
[0022]本发明与已有的醇/醚制烃类的的余热利用工艺相比，具有以下优点和突出性效果:
[0023](I) 一方面节省了醇/醚气化所需的能量，使产品气中可液化组分和水的液化潜热得到充分的利用，节能25%以上。
[0024](2)替代了常规过程中产品气冷却中的水冷方法，大幅度降低了过程中的水耗，水耗降低20%以上。
[0025](3)具有投资小，能耗低，流程短的特点。
【附图说明】
[0026]图1为本发明醇/醚制汽油余热利用的工艺流程图；
[0027]图2为本发明醇/醚制芳烃或烯烃余热利用的工艺流程图；
[0028]图中标号:1-醇/醚制烃类反应装置、2-除催化剂装置、3-换热装置、4-气体压缩装置、5-液体介质汽化装置。
【具体实施方式】
[0029]本发明提供了一种余热利用的醇/醚制烃类装置及其使用方法，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0030]实施例1
[0031]如图1所示，反应原料醇/醚进入醇/醚制烃类反应装置I在催化剂的作用下进行反应并除去催化剂颗粒后产品气的温度为350°C，压力为2.1MPa ;所得产品气进入换热装置3，换热介质为醇/醚，换热装置3出口的产品气温度为280°C，压力为2.1MPa0换热装置3出口的产品气进入液体介质汽化装置5与来自外界的二甲醚换热提供气化所需的热量，液体介质汽化装置5出口物料的压力为2.1MPa,温度为215°C。液体介质汽化装置5出口的物料进一步冷却降温，得到产品。本实施例方法相比于传统的以水进行冷却工艺的节能量达到49%，节水量达到19%。
[0032]实施例2
[0033]如图1所示，反应原料醇/醚进入醇/醚制烃类反应装置I在催化剂的作用下进行反应并除去催化剂颗粒后产品气的温度为350°C，压力为2.1MPa ;所得产品气进入换热装置3，换热介质为碳原子数为I?6的烃类，换热装置3出口的产品气温度为300°C，压力为2.5MPa。换热装置3出口的产品气进入液体介质汽化装置5与来自外界的甲醇换热提供气化所需的热量，液体介质汽化装置5出口物料的压力为2.5MPa，温度为224°C。液体介质汽化装置5出口的物料进一步冷却降温，得到产品。本实施例方法相比于传统的以水进行冷却工艺的节能量达到38%，节水量达到20%。
[0034]实施例3
[0035]如图1所示，反应原料醇/醚进入醇/醚制烃类反应装置I在催化剂的作用下进行反应并除去催化剂颗粒后产品气的温度为350°C，压力为2.1MPa ;所得产品气进入换热装置3，换热介质为蒸汽，换热装置3出口的产品气温度为270°C，压力为2.1MPa0换热装置3出口的产品气进入液体介质汽化装置5与来自外界的甲醇和碳原子数为5?7的烃类换热提供气化所需的热量，液体介质汽化装置5出口物料的压力为2.1MPa,温度为224°C。液体介质汽化装置5出口的物料进一步冷却降温，得到产品。本实施例方法相比于传统的以水进行冷却工艺的节能量达到46%，节水量达到18%。
[0036]实施例4
[0037]如图2所示，反应原料醇/醚进入醇/醚制烃类反应装置I在催化剂的作用下进行反应，通过除催化剂装置2除去催化剂颗粒后产品气的温度为480°C，压力为0.4MPa ;所得产品气进入换热装置3，换热介质为醇/醚，换热装置3出口的产品气温度为360°C，压力为0.4MPa ;所得产品气进入气体压缩装置4进行压缩，气体压缩装置4出口产品气的温度为360°C，压力为1.0MPa0气体压缩装置4