CN107541260A - 一种实现重烃轻质化的方法和*** - Google Patents

一种实现重烃轻质化的方法和*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种实现重烃轻质化的方法和***。所述方法包括如下步骤：将制烃装置排出的干气和重烃分别送入循环压缩机和重烃升压泵进行升压；然后送至原料预热器预热、电加热器加热，再进入催化反应器进行催化反应，所述催化反应器的产出物被输入冷却器冷却，冷却后再进入闪蒸罐进行闪蒸；闪蒸罐产出的液体产品送至重轻烃分离塔分离得到的轻烃作为产品采出。本发明的方法和***实现了利用甲醇制烃过程中所产生的干气（C1、C2轻烃）对重烃（均四甲苯）进行轻质化，使作为副产物的重烃得以资源化利用，同时增加了轻烃的回收率12%，提高了甲醇制烃技术的经济性。

Description

一种实现重烃轻质化的方法和***
技术领域
本发明涉及一种甲醇制烃的工艺方法和***，尤其涉及使用干气与重烃在催化剂的作用下实现重烃轻质化的方法和***，本发明适用于甲醇制轻烃、制芳烃副产重烃的资源化利用。
背景技术
目前，我国大气治理和国民经济的发展，对轻烃和芳烃需求量越来越大，大批甲醇制烃装置的建设，将会产生大量的重烃和干气，这两种资源利用价值低，降低了甲醇制烃装置的经济性。
为了提高甲醇制烃装置的经济性，本发明提供一种使用干气与重烃在催化剂的作用下实现重烃轻质化的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：利用甲醇制烃装置产生的干气与重烃为原料，在催化剂的作用下，重整并轻质化为经济价值较高的轻烃。
本发明采取下列技术方案解决上述技术问题：
一种实现重烃轻质化的方法，其特征在于包括如下步骤：
A. 将制烃装置排出的干气和重烃分别送入循环压缩机和重烃升压泵进行升压；
B. 经过升压后的干气和重烃汇集混合后送至电加热器加热，然后进入装有分子筛催化剂的催化反应器进行催化反应，所述催化反应器必须控制反应温度、压力和质量空速；
C. 所述催化反应器的产出物输入冷却器冷却，冷却后再进入闪蒸罐进行闪蒸；
D. 所述闪蒸罐产出的液体产品送至重轻烃分离塔分离得到的轻烃作为产品采出。
所述的制烃装置为甲醇制烃装置。
所述步骤A干气的含量为：H2含量2～10%，CH4含量60～70%，C2H4含量5～10%，C2H6含量20～30%；其排出压力为1.6 MPa，排出温度为45 ℃；其升压后压力为2.0～2.5 MPa。
所述的步骤A中重烃含量为：C10芳烃含量80～90%，C9芳烃含量10～20%；其升压后压力为2.0～2.5 MPa。
所述步骤B的加热温度为320 ℃±10℃；所述催化反应器(4)装有丝光沸石系分子筛M催化剂；在催化反应过程中控制反应温度为300～350 ℃，压力为2.0～2.5 MPa,质量空速为1～1.5 h-1。
所述步骤C中的所述催化反应器(4)的产出物进入所述冷却器(5)进行冷却，冷却至温度60℃±5℃。
所述步骤D所产生的重烃循环回流至所述重烃升压泵(2)进行再利用；所述步骤C所产生的轻质气体循环回流至所述循环压缩机(1)进行再利用，超压部分外排至火炬焚烧处理。
本发明还提供了一种实现重烃轻质化的***，其特征在于包括：
循环压缩机，用于对制烃装置排出的干气进行升压；
重烃升压泵，用于对制烃装置排出的重烃进行升压；
电加热器，用于加热经升压并充分混合的干气和重烃；
催化反应器，内装有分子筛催化剂，用于提供经过升压和加热的干气和重烃混合物的催化反应环境；
冷却器，用于对所述催化反应器产出物进行冷却处理；
闪蒸罐，用于对经过冷却器冷却处理后的混合物进行闪蒸；
重轻烃分离塔，用于对所述闪蒸罐产出的液体产品进行分离获得轻烃产品；
所述循环压缩机和重烃升压泵的输出管汇合后连接所述原料预热器的入口端，所述原料预热器的出口经所述电加热器、催化反应器、冷却器、闪蒸罐后连接所述重轻烃分离塔的入口端。
所述催化反应器在催化反应过程保持反应温度为300～350 ℃，压力为2.0～2.5MPa,质量空速为1～1.5 h-1 。
所述催化反应器的产出物进入所述冷却器进行冷却。
所述重轻烃分离塔所输出的重烃循环回流至所述重烃升压泵进行再利用；所述重轻烃分离塔所产生的轻质气体循环回流至所述循环压缩机进行再利用。
与现有技术相比较，本发明方法具有如下有益技术效果：实现作为了甲醇制烃装置中两种低价值副产品的干气和重烃资源化利用，生产高附加值的轻烃，提高了甲醇制烃的经济性，减少了干气排放总量，有较高的经济价值和社会效益。
附图说明
图1为本发明实现重烃轻质化的方法和***的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进一步的说明。
如图1所示，本发明实现重烃轻质化的***包括：循环压缩机1、重烃升压泵2、电加热器3、催化反应器4、冷却器5、闪蒸罐6、重轻烃分离塔7；所述循环压缩机1和重烃升压泵2的输出管汇合后连接所述电加热器3、催化反应器4，、再经冷却器5、闪蒸罐6后连接所述重轻烃分离塔7的入口端。所述重轻烃分离塔7还设有重烃循环回流端口和和轻质气体循环回流端口，所述重烃循环回流端口和和轻质气体循环回流端口分别连接至所述重烃升压泵2和循环压缩机1。
所述催化反应器4内装有分子筛催化剂，如丝光沸石系分子筛M催化剂，在催化反应过程保持反应温度为300～350 ℃，压力为2.0～2.5 MPa,质量空速为1～1.5 h-1 。
基于上述实现重烃轻质化的***，本发明实现重烃轻质化的工艺方法包括如下步骤：
A. 将制烃装置排出的干气和重烃分别送入循环压缩机1和重烃升压泵2进行升压；
B. 经过升压后的干气和重烃汇集混合后送至电加热器3加热至320 ℃±10℃，然后进入装有分子筛催化剂的催化反应器4进行催化反应，所述催化反应器4必须保持反应温度为300～350 ℃，压力为2.0～2.5 MPa, 质量空速为1～1.5 h-1；
C. 所述催化反应器4的产出物送至所述冷却器5进行冷却，冷却至温度60℃±5℃，冷却后再进入闪蒸罐6进行闪蒸；
D. 所述闪蒸罐6产出的液体产品送至重轻烃分离塔7分离得到的轻烃作为产品采出。
所述步骤A的制烃装置为甲醇制烃装置。
所述步骤A干气的含量为：H2含量2～10%，CH4含量60～70%，C2H4含量5～10%，C2H6含量20～30%；其排出压力为1.6 MPa，排出温度为45 ℃；其升压后压力为2.0～2.5 MPa。
所述的步骤A中重烃含量为：C10芳烃含量80～90%，C9芳烃含量10～20%；其升压后压力为2.0～2.5 MPa。
在所述步骤D中，所述重轻烃分离塔7除分离出轻烃外，仍有部分重烃和轻质气体，重轻烃分离塔7所产生的重烃循环回流至所述重烃升压泵2进行再利用，其所产生的轻质气体循环回流至所述循环压缩机1进行再利用，超压部分外排至火炬焚烧处理。
实施例一
按照图1所示的工艺流程的要求，控制重烃流量100 kg/h,重烃组成:C10：90% C9芳烃：10%；
干气流量500 kg/h 干气组成:H2 10% CH4 60% C2H4 10% C2H6 20%
反应器(7)在空速1.5h-1，温度300 ℃，压力2.2 MPa的工艺条件下，反应结果如下:
闪蒸罐(6)液相产物组成如下：苯 0.5%，C7芳烃 5%，C8芳烃5%，C9芳烃20%，C10芳烃69.5%。
C10芳烃的转化率：22%。
实施例二
按照图1所示的工艺流程的要求，控制重烃流量200 kg/h,重烃组成:C10 85% C9芳烃15%；
干气流量600 kg/h 干气组成:H2 2% CH4 63% C2H4 5% C2H6 30%
反应器(7)在空速1.0 h-1,温度330 ℃，压力2.0 MPa的工艺条件下，反应结果如下:
闪蒸罐(6)液相产物组成如下：苯 0.4% C7芳烃7% C8芳烃8% C9芳烃20% C10芳烃69.6%。
C10芳烃的转化率：27%。
实施例三
按照图1所示的工艺流程的要求，控制重烃流量200 kg/h,重烃组成:C10 85% C9芳烃15%；
干气流量600 kg/h 干气组成:H2 5% CH4 70% C2H4 8% C2H6 17%
反应器(7)在空速1.2 h-1,温度350 ℃，压力2.5 MPa的工艺条件下，反应结果如下:
闪蒸罐(6)液相产物组成如下：苯 0.4% C7芳烃8% C8芳烃8% C9芳烃20% C10芳烃68.6%。
C10芳烃的转化率：28%。

Claims (11)

1.一种实现重烃轻质化的方法，其特征在于包括如下步骤：
A. 将制烃装置排出的干气和重烃分别送入循环压缩机(1)和重烃升压泵(2)进行升压；
B. 经过升压后的干气和重烃汇集混合后送至电加热器(3)加热，然后进入装有分子筛催化剂的催化反应器(4)进行催化反应，所述催化反应器(4)必须控制反应温度、压力和质量空速；
C. 所述催化反应器(4)的产出物输入冷却器(5)冷却，冷却后再进入闪蒸罐(6)进行闪蒸；
D. 所述闪蒸罐(6)产出的液体产品送至重轻烃分离塔(7)分离得到的轻烃作为产品采出。
2.根据权利要求1所述的重烃轻质化方法，其特征在于：步骤A所述的制烃装置为甲醇制烃装置。
3. 根据权利要求1所述的重烃轻质化方法，其特征在于：所述步骤A干气的含量为：H2含量2～10%，CH4含量60～70%，C2H4含量5～10%，C2H6含量20～30%；其排出压力为1.6 MPa，排出温度为45 ℃；其升压后压力为2.0～2.5 MPa。
4. 根据权利要求1所述的重烃轻质化方法，其特征在于：所述的步骤A中重烃含量为：C10芳烃含量80～90%，C9芳烃含量10～20%；其升压后压力为2.0～2.5 MPa。
5. 根据权利要求1所述的重烃轻质化方法，其特征在于：所述步骤B的加热温度为320℃±10℃；所述催化反应器(4)装有丝光沸石系分子筛M催化剂；在催化反应过程中控制反应温度为300～350 ℃，压力为2.0～2.5 MPa，质量空速为1～1.5 h-1。
6.根据权利要求1所述的重烃轻质化方法，其特征在于：所述步骤C中的所述催化反应器(4)的产出物进入所述冷却器(4)进行冷却，冷却至温度60℃±5℃。
7.根据权利要求1所述的重烃轻质化方法，其特征在于：所述步骤D所产生的重烃循环回流至所述重烃升压泵(2)进行再利用；所述步骤C所产生的轻质气体循环回流至所述循环压缩机(1)进行再利用，超压部分外排至火炬焚烧处理。
8.一种实现重烃轻质化的***，其特征在于包括：
循环压缩机(1)，用于对制烃装置排出的干气进行升压；
重烃升压泵(2)，用于对制烃装置排出的重烃进行升压；
电加热器(3)，用于加热经升压并充分混合的干气和重烃；
催化反应器(4)，内装有分子筛催化剂，用于提供经过升压和加热的干气和重烃混合物的催化反应环境；
冷却器(5)，用于对所述催化反应器(4)产出物进行冷却处理；
闪蒸罐(6)，用于对经过冷却器(5) 冷却处理后的混合物进行闪蒸；
重轻烃分离塔(7)，用于对所述闪蒸罐(6)产出的液体产品进行分离获得轻烃产品；
所述循环压缩机(1)和重烃升压泵(2)的输出管汇合后连接所述电加热器(3)、催化反应器(4)、冷却器(5)、闪蒸罐(6)后连接所述重轻烃分离塔(7)的入口端。
9.根据权利要求8所述的实现重烃轻质化的***，其特征在于：所述催化反应器(4)在催化反应过程保持反应温度为300～350 ℃，压力为2.0～2.5 MPa,质量空速为1～1.5 h-1。
10.根据权利要求8所述的实现重烃轻质化的***，其特征在于：所述催化反应器(4)的产出物进入所述冷却器(4)进行冷却。
11.根据权利要求8所述的实现重烃轻质化的***，其特征在于：所述闪蒸罐(6)所输出的重烃循环回流至所述重烃升压泵(2)进行再利用；所述重闪蒸罐(6)所产生的轻质气体循环回流至所述循环压缩机(1)进行再利用。
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