移動(dòng)床甲醇制烴系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種采用移動(dòng)床的甲醇制烴系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]BTX芳經(jīng)(Benzene,Toluene,Xylene)是石油化工重要的基本原料，其中對(duì)二甲苯(PX)需求最大。隨著國(guó)內(nèi)PX下游PTA、聚酯生產(chǎn)能力的迅速擴(kuò)張，市場(chǎng)上PX供給嚴(yán)重不足，至2013年，我國(guó)對(duì)二甲苯對(duì)外依存度已高達(dá)55.3%，供需缺口進(jìn)一步加大。傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)PX項(xiàng)目工程建設(shè)難度大、生產(chǎn)技術(shù)門(mén)檻高、投資大，受原料石腦油資源限制較多。當(dāng)前我國(guó)石油資源緊張及消費(fèi)需求的增加造成了生產(chǎn)芳烴的原料石腦油、輕柴油等資源短缺，必須尋求新途徑替代傳統(tǒng)的石油路線生產(chǎn)芳烴產(chǎn)品。與此形成鮮明對(duì)比的是國(guó)內(nèi)煤炭資源豐富，主要以煤為原料生產(chǎn)的甲醇產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩。結(jié)合我國(guó)“缺油、少氣、富煤”的基本國(guó)情，利用豐富的煤炭資源合成甲醇，研究和開(kāi)發(fā)甲醇催化轉(zhuǎn)化制備芳烴(MTA)工藝，可以在生產(chǎn)環(huán)節(jié)就獲得高濃度PX，提高甲醇下游產(chǎn)品的附加值，從而有效減少芳烴產(chǎn)品對(duì)石油的依賴性。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外研發(fā)的甲醇芳構(gòu)化技術(shù)正逐步進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，部分技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。MOBILE固定床甲醇制芳烴(制汽油)技術(shù)于20世紀(jì)七十年代實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，并已經(jīng)在國(guó)內(nèi)得到了工業(yè)應(yīng)用；中科院山西煤化所固定床技術(shù)于2010年在國(guó)內(nèi)得到了工業(yè)應(yīng)用；清華大學(xué)流化床甲醇芳構(gòu)化技術(shù)于2013年實(shí)現(xiàn)了萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)示范裝置運(yùn)行。目前，固定床生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用范圍較廣，但是受限于反應(yīng)再生之間的切換，產(chǎn)能受到限制；流化床雖然憑借其連續(xù)反應(yīng)再生的過(guò)程，在產(chǎn)能上具有非常大的發(fā)展空間，但對(duì)于甲醇這一特殊物料的流態(tài)化操作仍然需要進(jìn)一步探索工藝與操作方式。目前固定床與流化床操作方式均存在一定的缺點(diǎn)，不同程度地制約著甲醇制芳烴領(lǐng)域的大規(guī)模發(fā)展，具體如下:
[0004]I)固定床操作方式的缺點(diǎn):
[0005](I)反應(yīng)再生頻繁切換，失活催化劑需要間斷再生，反應(yīng)器用于反應(yīng)的時(shí)間受到大幅度壓縮，產(chǎn)能?chē)?yán)重受限；(2)反應(yīng)再生頻繁切換不僅操作繁瑣，且存在誤操作隱患，不利于長(zhǎng)周期運(yùn)行；(3)由再生切入反應(yīng)后需要一段時(shí)間才能達(dá)到平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)，物料損耗較大；(4)公用工程消耗大，特別是反應(yīng)再生切換過(guò)程需要消耗大量的氮?dú)猓?5)固定床在生產(chǎn)過(guò)程易存在溝流、偏流等情況，反應(yīng)器內(nèi)易結(jié)焦，催化劑孔道易堵塞，影響產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)安全；(6)固定床反應(yīng)熱移除困難，催化劑更換成本高。
[0006]2)流化床操作方式的缺點(diǎn):
[0007](I)流化床層內(nèi)催化劑返混程度較重，局部反應(yīng)過(guò)度易導(dǎo)致結(jié)焦；(2)流化床層內(nèi)湍動(dòng)劇烈，磨損嚴(yán)重，昂貴的催化劑易破損進(jìn)而發(fā)生跑損，造成經(jīng)濟(jì)上的損失；(3)流化床層內(nèi)停留時(shí)間分布較廣，易導(dǎo)致產(chǎn)品分布較寬，目標(biāo)產(chǎn)物的收率降低；(4)溫度及壓力波動(dòng)都會(huì)影響氣固分離系統(tǒng)的效率，進(jìn)而影響后續(xù)分餾系統(tǒng)；(5)對(duì)于生焦率低的反應(yīng)系統(tǒng)，流化床的反應(yīng)再生系統(tǒng)熱平衡難以維持。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了克服現(xiàn)有技術(shù)下的上述缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種移動(dòng)床甲醇制烴系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)甲醇芳構(gòu)化反應(yīng)與催化劑再生過(guò)程的連續(xù)化，能夠提高反應(yīng)過(guò)程的細(xì)化控制程度，實(shí)現(xiàn)加工工藝之間有效地物料利用與熱集成，具有催化劑活性穩(wěn)定、壓降低、平推流反應(yīng)、返混少等優(yōu)點(diǎn)。
[0009]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0010]一種移動(dòng)床甲醇制烴系統(tǒng)，包括烴合成單元，所述烴合成單元采用多個(gè)依次連接(此處稱為串聯(lián))的第I反應(yīng)器至第N反應(yīng)器，N為大于或等于2的自然數(shù)，相鄰兩反應(yīng)器中前一反應(yīng)器的催化劑出口連接后一反應(yīng)器的催化劑進(jìn)口，后一反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物出口連接前一反應(yīng)器的原料進(jìn)口，第N反應(yīng)器的催化器出口連接一再生器的進(jìn)口，所述再生器的出口連接第I反應(yīng)器的催化劑進(jìn)口，第N反應(yīng)器的原料進(jìn)口構(gòu)成烴合成單元的原料進(jìn)口，第I反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物出口構(gòu)成烴合成單元的反應(yīng)產(chǎn)物出口，所述反應(yīng)器為徑向移動(dòng)床反應(yīng)器。
[0011]所述反應(yīng)器可以為“ JT ”型反應(yīng)器或者“Z”型反應(yīng)器，可以是向心型反應(yīng)器或離心型反應(yīng)器。
[0012]所述移動(dòng)床甲醇制烴系統(tǒng)還可以包括分離單元和后處理單元，所述分離單元包括氣油水三相分離裝置和單級(jí)或多級(jí)的油相分餾裝置，烴合成單元的反應(yīng)產(chǎn)物出口經(jīng)反應(yīng)出料管路連接三相分離裝置的物料進(jìn)口，且管路上設(shè)有冷卻裝置，三相分離裝置的水出口連接含油污水處理裝置，三相分離裝置的油相出口連接油相分餾裝置的進(jìn)口，三相分離裝置的氣相出口連接兩條管路，一條連接后處理單元的進(jìn)口，另一條連接一壓縮機(jī)的進(jìn)口，該壓縮機(jī)的出口經(jīng)單條循環(huán)氣管路連接第N反應(yīng)器的原料進(jìn)口，或經(jīng)多條循環(huán)氣管路對(duì)應(yīng)連接包括第N反應(yīng)器在內(nèi)的多個(gè)反應(yīng)器的原料進(jìn)口。
[0013]烴合成單元的原料進(jìn)口經(jīng)過(guò)供料管路連接甲醇自罐區(qū)，供料管路的上游設(shè)有進(jìn)料栗，所述反應(yīng)出料管路優(yōu)選設(shè)有多條出料分支管路，出料分支管路上各自設(shè)有換熱單元，并各自作為相應(yīng)換熱單元放熱介質(zhì)的進(jìn)出管路，至少一個(gè)換熱單元的吸熱介質(zhì)的進(jìn)出管路為供料管路，其他換熱單元的吸熱介質(zhì)的進(jìn)出管路包括循環(huán)氣管路，這些換熱單元位于冷卻裝置的上游。
[0014]所述后處理單元可以采用吸收塔，吸收塔的上部和下部分別設(shè)有甲醇溶劑進(jìn)口和混合氣進(jìn)口，吸收塔的頂部和底部分別設(shè)有脫溶質(zhì)氣體出口和吸收液出口，混合氣進(jìn)口構(gòu)成后處理單元的進(jìn)口，吸收液出口優(yōu)選經(jīng)管路連接供料管路，連接點(diǎn)位于供料管路上換熱單元的上游。
[0015]所述單級(jí)的油相分餾裝置可以為脫戊烷塔或分餾塔，塔的物料進(jìn)口構(gòu)成油相分餾裝置的進(jìn)口，塔底液相出口連接產(chǎn)品儲(chǔ)罐，塔頂回流罐罐頂?shù)臍庀喑隹谶B接后處理單元的進(jìn)口，當(dāng)油相分餾裝置為脫戊烷塔時(shí)，塔頂回流栗的對(duì)外出口經(jīng)回流管路連接第I反應(yīng)器的原料進(jìn)口，回流管路上設(shè)有換熱單元，回流管路作為該換熱單元吸熱介質(zhì)的進(jìn)出管路；當(dāng)油相分餾裝置為分餾塔時(shí)，塔頂回流栗的對(duì)外出口連接副產(chǎn)品儲(chǔ)罐，或經(jīng)回流管路連接第I反應(yīng)器的原料進(jìn)口，回流管路上設(shè)有換熱單元，回流管路作為該換熱單元吸熱介質(zhì)的進(jìn)出管路。
[0016]所述多級(jí)的油相分餾裝置可以包括脫戊烷塔和脫丁烷塔，脫戊烷塔的物料進(jìn)口構(gòu)成油相分餾裝置的進(jìn)口，脫戊烷塔塔底液相出口連接產(chǎn)品儲(chǔ)罐，脫戊烷塔頂回流罐罐頂?shù)臍庀喑隹谶B接后處理單元的進(jìn)口，脫戊烷塔頂回流栗的對(duì)外出口連接脫丁烷塔的物料進(jìn)口，脫丁烷塔塔底液相出口經(jīng)回流管路連接第I反應(yīng)器的原料進(jìn)口，回流管路上設(shè)有換熱單元，回流管路作為該換熱單元吸熱介質(zhì)的進(jìn)出管路，脫丁烷塔頂回流罐罐頂?shù)臍庀喑隹谶B接后處理單元的進(jìn)口，脫丁烷塔頂回流栗的對(duì)外出口經(jīng)管路連接供料管路，連接點(diǎn)位于供料管路上換熱單元的上游。
[0017]所述多級(jí)的油相分餾裝置可以包括脫戊烷塔和脫丁烷塔，脫戊烷塔的物料進(jìn)口構(gòu)成油相分餾裝置的進(jìn)口，脫戊烷塔塔底液相出口連接產(chǎn)品儲(chǔ)罐，脫戊烷塔頂回流罐罐頂?shù)臍庀喑隹谶B接后處理單元的進(jìn)口，脫戊烷塔頂回流栗的對(duì)外出口連接脫丁烷塔的物料進(jìn)口，脫丁烷塔頂回流罐罐頂?shù)臍庀喑隹谶B接后處理單元的進(jìn)口，脫丁烷塔頂回流栗的對(duì)外出口還可以連接脫氫反應(yīng)器的物料進(jìn)口，脫丁烷塔塔底液相出口管路和脫氫反應(yīng)器的物料出口管路匯合后經(jīng)回流管路連接第I反應(yīng)器的原料進(jìn)口，回流管路上設(shè)有換熱單元，回流管路作為該換熱單元吸熱介質(zhì)的進(jìn)出管路。
[0018]對(duì)于前述多個(gè)所述的移動(dòng)床甲醇制烴系統(tǒng)，所述分離單元還可以包括脫液化氣塔，所述壓縮機(jī)的出口還經(jīng)過(guò)一附加循環(huán)氣管路連接所述脫液化氣塔的物料進(jìn)口，脫液化氣塔塔底的液相出口經(jīng)回流管路連接第I反應(yīng)器的原料進(jìn)口，回流管路上設(shè)有換熱單元，回流管路作為該換熱單元吸熱介質(zhì)的進(jìn)出管路；脫液化氣塔頂回流罐罐頂?shù)臍庀喑隹谶B接后處理單元的進(jìn)口，或者，脫液化氣塔頂回流罐罐頂?shù)臍庀喑隹谝来谓?jīng)循環(huán)干氣壓縮機(jī)、冷卻器連接脫液化氣塔頂氣液分離罐的物料進(jìn)口，脫液化氣塔頂氣液分離罐的罐頂氣相出口連接后處理單元的進(jìn)口，脫液化氣塔頂氣液分離罐的罐底液相出口經(jīng)管路接入脫液化氣塔頂回流罐；脫液化氣塔頂回流栗的對(duì)外出口連接液化氣產(chǎn)品儲(chǔ)罐。
[0019]實(shí)踐中應(yīng)