CN105925301A - 组合床甲醇制汽油工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种组合床甲醇制汽油工艺。它包括如下工艺步骤：将原料甲醇通过预热器预热；将预热后的原料甲醇输入到蒸发器中完全气化；气化原料甲醇和循环气从混合气进口管进入组合式恒温反应器中，从组合式恒温反应器出口排出；产物从出料口输出后，分二路输入冷凝器中进行冷凝后进入气液分离器中；分离出的气体输出成为循环气，液体输出到油水分离器中进行分离，得到所需成品油和水。它克服了操作压力大，投料温度高，循环比大，产生的无效低温热比较多，不便于再次利用，不便于大规模工业化生产的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及化工工艺流程领域，具体地说是组合床甲醇制汽油工艺。
背景技术
组合床甲醇制汽油是一种强放热反应，现在有反应器包括固定床反应器、流化床反应器和多管式反应器。固定床反应器在使用中存在的缺点是：放出的热量不能很好地移出反应器而产生飞温，需要用大于进料甲醇7倍以上的循环气进行温度控制，严重的影响了反应产物的稳定性和催化剂的使用寿命，使得催化剂的再生周期缩短,且工艺过程和设备复杂、能耗高、投资高；流化床反应器在使用中存在的缺点是：需要把反应产物中夹带的催化剂进行分离，加大了设备的投资成本；由于流化床中催化剂是运动的，会导致催化剂的破碎，粉末的催化剂不易和反应产物分离，催化剂损耗会加大；多管式反应器在使用中存在的缺点是：采用的是普通管，由于是强放热反应，管程和壳程的温差太大，只能用比热容大的物料来移出热量，但热量被移出后不能满足连续进料的原料加热；如移出热量少，床层又会超温影响催化剂，只有增加换热管的数量，但增加换热管会大大增加设备成本；多管反应器因为在进料处没有气体分布器，催化剂的再生会有不完全。这三种反应器都不能单独完整地满足催化剂在反应器的相对有效使用。
现有技术存在的缺点是：进料口的操作压力在2.2MPa以上，投料温度高(需要300℃以上)，达到反应温度才能进入反应器；固定床循环比在7:1以上，为保证反应条件和不同催化剂的性能，在放热反应的流程中有各种各样的反应器，工艺复杂；对设备的体积需求大，不便于实现大型工业化生产；设备投资大、生产成本高，成品油的收率不高。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种组合床甲醇制汽油工艺。降低反应条件，简化工艺流程。
为了实现本发明的目的，本发明的技术方案为：组合床甲醇制汽油工艺，其特征在于：它包括如下工艺步骤：
步骤1：将原料甲醇通过预热器预热；
步骤2：将预热后的原料甲醇输入到蒸发器中，气化温度为120～160℃，使原料甲醇达到完全气化状态；
步骤3：蒸发器中输出的气化原料甲醇和气液分离器输出的循环气从混合气进口管输入组合式恒温反应器中，从混合气出口管输出，再从进料口输入催化剂中进行反应，反应的产物从出料口排出。
步骤4：产物从出料口输出后，分为二路，一路直接进入冷凝器，进入冷凝器之前，其高温热可用于发电；另一路依次通过蒸发器和预热器后进入冷凝器；
步骤5：经过冷凝器冷凝后的产物进入气液分离器中进行分离，分离出的气体从气液分离器上端输出成为循环气，液体从气液分离器下端输出到油水分离器中；
步骤6：经过油水分离器的分离工序，得到水和所需成品油。
在上述技术方案中，所述原料甲醇在所述组合式恒温反应器进行反应，原料甲醇进入组合式恒温反应器时的温度为120～160℃，压强为0.6MPa～1.6MPa；原料甲醇在组合式恒温反应器中接触催化剂时的反应温度为300～350℃。降低反应条件，简化工艺流程。
在上述技术方案中，循环气与原料甲醇的循环比不大于1:1。降低了设备容量需求，大大降低了生产成本。
在上述技术方案中，所述组合式恒温反应器中有催化剂，所述催化剂选自MTO(甲醇制烯烃)、MTP(甲醇制丙烯石脑油)、MTD(甲醇制柴油)装置选用的催化剂。催化剂可以根据生产需要调整，催化剂来源广，便于工业化生产。
在上述技术方案中，所述组合式恒温反应器包括筒体，固定床，翅片恒温管，气体分布器，有进料口位于所述筒体上端，有出料口位于所述筒体下端；有混合气进口管和混合气出口管位于所述筒体的侧端，有管板、催化剂固定器、气体分布器、翅片恒温管以及固定床位于所述筒体内；所述翅片恒温管固定在两个所述管板之间；有催化剂固定器位于所述翅片恒温管两端。
在上述技术方案中，所述翅片恒温管位于所述筒体上部，且所述固定床位于所述翅片恒温管下方，有二个人孔位于所述筒体的侧端，且所述人孔均位于所述气体分布器上方。可以满足不同反应步骤所需的反应条件，使得多步反应可以在一个反应器中同时进行；便于观察和检修。
在上述技术方案中，所述翅片恒温管呈竖直布置，且有多个；所述翅片恒温管上端设有膨胀节。更好地把管内反应时放出的大量的热量传递到壳程，让反应温度得到稳定；防止热胀冷缩对设备的损害。
在上述技术方案中，有上压板和所述翅片恒温管上方均设有所述气体分布器。使气体在反应器中的分布更加均匀，催化剂的利用率更高。
在上述技术方案中，装填在所述翅片恒温管内和装填在所述固定床内的所述催化剂品种或相同，或不同；所述催化剂分别装填在所述翅片恒温管内和所述固定床内，所述固定床包括所述上压板，支撑板；所述催化剂位于两个所述催化剂固定器之间，且位于所述上压板和所述支撑板之间。便于固定、调节催化剂，满足反应条件的需要。
本发明具有如下优点：
(1)原料甲醇只需要气化就可以进入组合式恒温反应器，蒸发器和组合床恒温反应器只要有压差就能将气化后的原料甲醇进入反应器中反应，不需要反应器内的压强达到2.2MPa以上，本发明专利申请中采用的压力为0.6MPa～1.6MPa经测定为较佳的反应压力，本发明降低反应条件，简化工艺流程；
(2)组合式恒温反应器排出的热均为优质热，可以供自己使用需要，同时可以用来发电，原料利用率高；
(3)去掉过热器装置，由反应器一边完成过热一边进行温度控制，简化了工艺流程，降低了设备投资；
(4)提高成品得率，成品得率由原来的85％提高到97％以上；
(5)降低生产成本，10万吨成品油的生产成本由原来的2.6亿左右降到1.6亿左右；
(6)大大降低循环比，循环比由原来的7﹕1降低到不大于1﹕1；
(7)调节循环气流量可控制反应塔的总体温度和进料量；
(8)降低设备的体积需求，降低设备投资，便于实现工业化大生产；
(9)生产稳定，操作简便。
附图说明
图1为经典固定床法MTG工艺流程图。
图2为本发明组合床工艺流程图。
图3为本发明组合式恒温反应器结构示意图。
图中1-进料口,2-人孔,3-气体分布器,4-支撑板,5-管板,51-上管板,52-下管板,6-上压板,7-筒体,8-混合气进口管,9-混合气出口管,10-催化剂,11-催化剂固定器,111-上端催化剂固定器,112-下端端催化剂固定器,12-翅片恒温管,13-膨胀节,14-出料口,15-裙座,16-底板,17-固定床,18-预热器,19-蒸发器,20-气液分离器,21-组合式恒温反应器,22-冷凝器,23-油水分离器,24-水,25-成品油,26-循环气。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点更加清楚和容易理解。
参阅附图可知：组合床甲醇制汽油工艺，它包括如下工艺步骤：
步骤1：将原料甲醇通过预热器18预热；
步骤2：将预热后的原料甲醇输入到蒸发器19中，气化温度为120～160℃，使原料甲醇达到完全气化状态；
步骤3：蒸发器19中输出的气化原料甲醇和气液分离器20输出的循环气26从混合气进口管8输入组合式恒温反应器21中，从混合气出口管9输出，再从进料口1输入催化剂10中进行反应，反应的产物从出料口14排出。
步骤4：产物从出料口14输出后，分为二路，一路直接进入冷凝器22，进入冷凝器之前，其高温热可用于发电；另一路依次通过蒸发器19和预热器18后进入冷凝器22；
步骤5：经过冷凝器22冷凝后的产物进入气液分离器20中进行分离，分离出的气体从气液分离器20上端输出成为循环气26，液体从气液分离器20下端输出到油水分离器23中；
步骤6：经过油水分离器23的分离工序，得到水24和所需成品油25。
所述原料甲醇在所述组合式恒温反应器21进行反应，原料甲醇进入组合式恒温反应器21时的温度为120～160℃，压强为0.6MPa～1.6MPa；原料甲醇在组合式恒温反应器21中接触催化剂时的反应温度为300～350℃。
循环气26与原料甲醇的循环比不大于1:1，即小于或等于1:1，其中1﹕1时较佳。
所述组合式恒温反应器21中有催化剂10，所述催化剂10选自MTO、MTP、MTD装置选用的催化剂。
所述组合式恒温反应器21包括筒体7，固定床17，翅片恒温管12，气体分布器3，有进料口1位于所述筒体7上端，有出料口14位于所述筒体7下端；有混合气进口管8和混合气出口管9位于所述筒体7的侧端，有管板5、催化剂固定器11、气体分布器3、翅片恒温管12以及固定床17位于所述筒体7内；所述翅片恒温管12固定在两个所述管板5之间；有催化剂固定器11位于所述翅片恒温管12两端；
所述翅片恒温管12位于所述筒体7上部，且所述固定床17位于所述翅片恒温管12下方，有二个所述人孔2位于所述筒体7的侧端，且所述人孔2均位于所述气体分布器3上方。
所述翅片恒温管12呈竖直布置，且有多个；所述翅片恒温管12上端设有膨胀节13。
有上压板6和所述翅片恒温管12上方均设有所述气体分布器3。
装填在所述翅片恒温管12内和装填在所述固定床17内的所述催化剂10品种或相同，或不同；所述催化剂10分别装填在所述翅片恒温管12内和所述固定床17内，所述固定床17包括所述上压板6，支撑板4；所述催化剂10位于两个所述催化剂固定器11之间，且位于所述上压板6和所述支撑板4之间。
其它未说明的部分均属于现有技术。
Claims (9)
1.组合床甲醇制汽油工艺，其特征在于：它包括如下工艺步骤：
步骤1：将原料甲醇通过预热器(18)预热；
步骤2：将预热后的原料甲醇输入到蒸发器(19)中，气化温度为120～160℃，使原料甲醇达到完全气化状态；
步骤3：蒸发器(19)中输出的气化原料甲醇和气液分离器(20)输出的循环气(26)从混合气进口管(8)输入组合式恒温反应器(21)中，从混合气出口管(9)输出，再从进料口(1)输入催化剂(10)中进行反应，反应的产物从出料口(14)排出；
步骤4：产物从出料口(14)输出后，分为二路，一路直接进入冷凝器(22)，进入冷凝器之前，其高温热可用于发电；另一路依次通过蒸发器(19)和预热器(18)后进入冷凝器(22)；
步骤5：经过冷凝器(22)冷凝后的产物进入气液分离器(20)中进行分离，分离出的气体从气液分离器(20)上端输出成为循环气(26)，液体从气液分离器(20)下端输出到油水分离器(23)中；
步骤6：经过油水分离器(23)的分离工序，得到水(24)和所需成品油(25)。
2.根据权利要求1所述的组合床甲醇制汽油工艺，其特征在于：所述原料甲醇在所述组合式恒温反应器(21)进行反应，原料甲醇进入组合式恒温反应器(21)时的温度为120～160℃，压强为0.6MPa～1.6MPa；原料甲醇在组合式恒温反应器(21)中接触催化剂时的反应温度为300～350℃。
3.根据权利要求1或2所述的组合床甲醇制汽油工艺，其特征在于：循环气(26)与原料甲醇的循环比不大于1:1。
4.根据权利要求3所述的组合床甲醇制汽油工艺，其特征在于：所述组合式恒温反应器(21)中有催化剂(10)，所述催化剂(10)选自MTO、MTP、MTD装置中选用的催化剂。
5.根据权利要求4所述的组合床甲醇制汽油工艺，其特征在于：所述组合式恒温反应器(21)包括筒体(7)，固定床(17)，翅片恒温管(12)，气体分布器(3)，有进料口(1)位于所述筒体(7)上端，有出料口(14)位于所述筒体(7)下端；有混合气进口管(8)和混合气出口管(9)位于所述筒体(7)侧端，有管板(5)、催化剂固定器(11)、气体分布器(3)、翅片恒温管(12)以及固定床(17)位于所述筒体(7)内；所述翅片恒温管(12)固定在两个所述管板(5)之间；有催化剂固定器(11)位于所述翅片恒温管(12)两端。
6.根据权利要求5所述的组合床甲醇制汽油工艺，其特征在于：所述翅片恒温管(12)位于所述筒体(7)上部，且所述固定床(17)位于所述翅片恒温管(12)下方，有二个人孔(2)位于所述筒体(7)侧端，且所述人孔(2)均位于所述气体分布器(3)上方。
7.根据权利要求6所述的组合床甲醇制汽油工艺，其特征在于：所述翅片恒温管(12)呈竖直布置，且有多个；所述翅片恒温管(12)上端设有膨胀节(13)。
8.根据权利要求7所述的组合床甲醇制汽油工艺，其特征在于：有上压板(6)和所述翅片恒温管(12)上方均设有所述气体分布器(3)。
9.根据权利要求8所述的组合床甲醇制汽油工艺，其特征在于：装填在所述翅片恒温管(12)内和装填在所述固定床(17)内的所述催化剂(10)品种或相同，或不同；所述催化剂(10)分别装填在所述翅片恒温管(12)内和所述固定床(17)内，所述固定床(17)包括所述上压板(6)，支撑板(4)；所述催化剂(10)位于两个所述催化剂固定器(11)之间，且位于所述上压板(6)和所述支撑板(4)之间。
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