專利名稱：含氧化合物制烯烴工藝反應(yīng)生成氣預(yù)處理方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于烯烴制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種以含氧化合物(主要包括甲醇、
乙醇、二甲醚、C4 Ch)醇化合物或其混合物)為原料，在生成以低碳烯烴(主要 是乙烯和丙烯)為主的連續(xù)反應(yīng)和再生過程中反應(yīng)生成氣的預(yù)處理方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
輕質(zhì)烯烴(乙烯、丙烯和丁二烯)和輕質(zhì)芳烴(苯、甲苯和二甲苯)是石 油化工的基本原料。目前乙烯生產(chǎn)主要依靠輕石腦油原料的管式爐水蒸汽裂解 工藝。由于原油資源的短缺和價格的日益高漲，石腦油資源已經(jīng)越來越顯得不 足，輕質(zhì)烯烴的生產(chǎn)成本越來越高。國內(nèi)外正積極開發(fā)原料來源更豐富的乙烯
生產(chǎn)路線，含氧化合物原料經(jīng)金屬改性的SAPO類型磷硅酸鋁氧化物分子篩的催 化作用，可生成以乙烯、丙烯為主的反應(yīng)產(chǎn)物，正受到國內(nèi)外廣泛的重視。
以甲醇或二甲醚為代表的含氧有機化合物是典型的含氧有機化合物，主要 由煤基或天然氣基的合成氣生產(chǎn)。用以甲醇為代表的含氧有機化合物為原料生 產(chǎn)以乙烯和丙烯為主的低碳烯烴工藝目前主要有MTO和MTP技術(shù)。MT0工藝可參 見USP6166282、USP5744680、CN1128676C、USP6673978、USP6717023、USP6613950、 CN1352627A和CN1325448C。 MTP工藝可參見EP0448000A、 DE233975A1。
含氧化合物(當(dāng)前典型采用的是甲醇)制取低碳烯烴工藝的反應(yīng)特點是快 速反應(yīng)、強放熱、且醇劑比比較低，是在連續(xù)的反應(yīng)-再生的密相流化床反應(yīng)器 中進(jìn)行反應(yīng)和再生。反應(yīng)生成的富含乙烯和丙烯等低碳烯烴的高溫油氣，需要 進(jìn)行急冷和水洗，除去其中的催化劑并降溫，然后送往烯烴分離系統(tǒng)進(jìn)行分離。
近年來，有關(guān)含氧化合物制烯烴工藝的高溫反應(yīng)生成氣預(yù)處理技術(shù)，已成
為業(yè)內(nèi)人士研究的熱點和重點。人們從工藝流程以及設(shè)備結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行了廣 泛的研究和探索。
含氧化合物制烯烴工藝的高溫反應(yīng)生成氣預(yù)處理技術(shù)，可以借鑒傳統(tǒng)的流 化催化裂化和管式爐水蒸汽裂解過程。烴類流化催化裂化是石油加工的一種重 要工藝，它采用流態(tài)化反應(yīng)一再生技術(shù)使較重的烴類原料在流化床中與固體顆 粒催化劑接觸，在一定的反應(yīng)條件下，使烴類原料發(fā)生裂解生成輕質(zhì)烴類。流 化催化裂化一般以生產(chǎn)汽油、柴油和煤油等燃料產(chǎn)品為目的產(chǎn)品。近年來，采 用流化催化裂化反應(yīng)一再生技術(shù)，借鑒催化裂化工藝及裝置，用重質(zhì)烴類為原 料多產(chǎn)以乙烯、丙烯為主的低碳烯烴的工藝已經(jīng)開發(fā)出來。如中國專利說明書 CN1083092A公開了一種石油烴的催化熱裂解方法，該方法采用合適的催化劑，使烴類物料在流化床中，于反應(yīng)溫度為680 78(TC下反應(yīng)，其中含有待生催化
劑的產(chǎn)物物流從反應(yīng)器引出，進(jìn)入一個被稱為沉降器的設(shè)備中進(jìn)行快速分離， 被分離出的待生催化劑經(jīng)再生器燒焦后循環(huán)使用，脫去絕大部分待生催化劑的 高溫反應(yīng)產(chǎn)物物流，離開沉降器，經(jīng)急冷后分離出液體和氣體產(chǎn)品。中國專利
說明書CN1218786A公開了一種催化轉(zhuǎn)化方法，其與中國專利說明書 CN1083092A公開的內(nèi)容類似，提及用輕質(zhì)石油烴如柴油急冷反應(yīng)產(chǎn)物。中國專 利說明書CN1069016A公開了一種重質(zhì)烴類直接轉(zhuǎn)化制取乙烯的方法，其采用 流態(tài)化反應(yīng)一再生工藝，使重質(zhì)烴類在合適的反應(yīng)條件下發(fā)生反應(yīng)制取以乙烯 為主的低碳烯烴，顯著的工藝特點為高溫、大劑油比、短反應(yīng)時間，由于反應(yīng) 溫度高達(dá)600 90(TC，為避免反應(yīng)產(chǎn)物在轉(zhuǎn)油線中發(fā)生過裂化造成結(jié)焦，自沉 降器中引出的產(chǎn)物物流，需經(jīng)急冷處理，急冷方式采用直接或間接急冷。
美國專利US 6459009和US 6403854，公開了設(shè)置兩級急冷塔的兩級急冷技 術(shù)。第一級急冷是部分急冷，只除去反應(yīng)生成油氣(汽)中的部分水，第一級 急冷塔頂氣流仍然作為換熱器的熱源用于回收熱量，用于使甲醇進(jìn)料部分氣化。 第一級急冷塔底物流含有大部分要脫除的雜質(zhì)和沸點較高的含氧烴類化合物。 換熱后的第一級急冷塔頂物流去第二級急冷塔，在第二級急冷塔進(jìn)一步脫除輕 烯烴產(chǎn)物中的水，這部分水因為已經(jīng)經(jīng)過第一級急冷塔脫除雜質(zhì)，故水的純度 很高，只需要少量的水蒸氣汽提就可以生產(chǎn)出高純度的水。
中國專利CN200480020352.8，公開了一種急冷后催化劑細(xì)粉的捕獲技術(shù)。 用包含催化劑粉末的水對反應(yīng)油氣產(chǎn)物進(jìn)行驟冷，從而形成氣液兩相，氣相為 包含輕質(zhì)烯烴和催化劑細(xì)粉末的輕質(zhì)產(chǎn)物；液相為包含水、重質(zhì)烴和催化劑細(xì) 粉末的重質(zhì)產(chǎn)物餾分。驟冷塔頂汽相再與不含催化劑細(xì)粉的液相相接觸洗滌得 到不含催化劑細(xì)粉的輕烴相和含催化劑細(xì)粉的液相。不含催化劑細(xì)粉或者催化 劑細(xì)粉含量非常低的輕烴物流經(jīng)壓縮后去精制分離，得到低碳烯烴。
綜上所述，當(dāng)采用含氧化合物制烯烴工藝技術(shù)，以生產(chǎn)烯烴為主要目的產(chǎn) 品時，反應(yīng)生成氣溫度較高，其中含有少量的催化劑，在進(jìn)入產(chǎn)品分離系統(tǒng)前 需經(jīng)急冷處理。急冷設(shè)備與急冷工藝成為影響此類裝置生產(chǎn)與安全的關(guān)鍵設(shè)備 和工藝之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對現(xiàn)有含氧化合物制烯烴反應(yīng)生成氣溫度較高，且含有少量催 化劑的特點，而提供一種新的含氧化合物制烯烴反應(yīng)生成氣預(yù)處理方法及設(shè)備， 以降低反應(yīng)生成氣溫度，脫除反應(yīng)生成氣中所含催化劑雜質(zhì)。
本發(fā)明提供一種含氧化合物制烯烴反應(yīng)生成氣預(yù)處理方法，其特征在于含氧化合物制烯烴反應(yīng)生成氣，經(jīng)換熱后進(jìn)入急冷塔下部，與從急冷塔上部進(jìn) 入的急冷液逆流接觸，洗滌反應(yīng)生成氣中攜帶的催化劑粉塵，同時降低反應(yīng)生
成氣溫度，含催化劑粉塵的急冷液自急冷塔底抽出，過濾并冷卻到25 6(TC后，
返回急冷塔循環(huán)使用，經(jīng)過急冷后的反應(yīng)生成氣從急冷塔頂部出來，再進(jìn)入水 洗塔下部，自下而上與從水洗塔上部進(jìn)入的水洗液逆流接觸，進(jìn)一步洗滌反應(yīng) 生成氣中攜帶的催化劑，并進(jìn)一步降低反應(yīng)生成氣溫度，含催化劑粉塵的水洗
液從水洗塔底部抽出，過濾并冷卻到25 6(TC，返回水洗塔循環(huán)使用，水洗后 的反應(yīng)生成氣從水洗塔頂部出來，進(jìn)烯烴分離單元。
本發(fā)明還提供了一種用于含氧化合物制烯烴反應(yīng)生成氣預(yù)處理的設(shè)備，其
特征在于該設(shè)備由急冷塔和水洗塔組成，所述急冷塔內(nèi)部為空塔或設(shè)有擋板
或塔盤，急冷塔從上到下分為三個區(qū)，依次為氣相分離區(qū)、急冷傳熱及粉塵洗 滌區(qū)、液位控制區(qū)，在塔底液位控制區(qū)設(shè)有反應(yīng)生成氣入口和塔底急冷液抽出 口，急冷液進(jìn)口設(shè)在急冷傳熱及粉塵洗滌區(qū)上部，急冷塔反應(yīng)生成氣出口設(shè)于
急冷塔頂氣相分離區(qū)；所述水洗塔內(nèi)部設(shè)有擋板、填料或塔盤，水洗塔從上到 下分為三個區(qū)，依次為氣相分離區(qū)、急冷傳熱及粉塵洗滌區(qū)、液位控制區(qū)。在 水洗塔底液位控制區(qū)設(shè)有水洗塔反應(yīng)生成氣入口和塔底水洗液抽出口 ，水洗液 進(jìn)口設(shè)在急冷傳熱及粉塵洗滌區(qū)上部，水洗塔反應(yīng)生成氣出口設(shè)于塔頂氣相分 離區(qū)。
本發(fā)明所述水洗塔底設(shè)有隔油設(shè)施，隔油設(shè)施由油水分離區(qū)、油收集區(qū)和 水收集區(qū)組成。
本發(fā)明所提供的方法和設(shè)備的優(yōu)點在于
(1) 采用本發(fā)明所提供的方法和設(shè)備，可以最大程度地降低反應(yīng)油氣的溫 度，回收反應(yīng)油氣的高溫?zé)崮?，同時可以把反應(yīng)生成氣中攜帶的催化劑粉塵盡 可能脫除干凈，滿足氣壓機對入口氣體的要求；
(2) 采用本發(fā)明所提供的方法和設(shè)備，急冷液和水洗液分別選用急冷塔底 水和水洗塔底水，不需要其它冷卻介質(zhì)，同時可回收急冷塔底水和水洗塔底水 的低溫?zé)崮?，降低了裝置的能耗；同時通過急冷塔底過濾器和水洗塔底過濾器 回收的催化劑，可以再次使用，降低催化劑消耗。
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。但并不限制本發(fā) 明的范圍。


圖1是本發(fā)明一種含氧化合物制烯烴工藝反應(yīng)生成氣預(yù)處理方法的原則流 程圖。圖2是本發(fā)明一種急冷塔簡圖。 圖3是本發(fā)明一種水洗塔簡圖。
圖中l(wèi)一反應(yīng)器，2—水洗液過濾器，3—水洗塔底泵，4—脫丙垸塔底重
沸器，5—急冷液過濾器，6—急冷塔底泵，7—換熱器，8—急冷塔，9一人字形 擋板，10—水洗塔，ll一急冷液下返塔口， 12—反應(yīng)生成氣，13—丙烯精餾塔 底重沸器，14一急冷液冷卻器，15—水洗液冷卻器，16—氣相分離區(qū)，17—急 冷傳熱及粉塵洗滌區(qū)，18—液位控制區(qū)，19一急冷塔反應(yīng)生成氣出口， 20—急 冷液進(jìn)口， 21—急冷塔蒸汽入口， 22—急冷塔放空口， 23—反應(yīng)生成氣入口， 24—塔底急冷液抽出口 ， 25—水洗塔反應(yīng)生成氣入口 ， 26—水洗塔反應(yīng)生成氣 出口， 27—塔底水洗液抽出口， 28—水洗液進(jìn)口， 29—水洗液下返塔口， 30— 隔油設(shè)施，31—塔盤，32—水洗塔放空口， 33—水洗塔蒸汽入口， 34—油抽出 □。
具體實施例方式
如圖1所示，來自反應(yīng)器1的富含低碳烯烴(如乙烯和丙烯等)的反應(yīng)生 成氣12，首先經(jīng)過換熱器7與含氧化合物原料進(jìn)行換熱，經(jīng)過熱量回收后，進(jìn) 入急冷塔8，急冷塔8內(nèi)設(shè)有多層人字形擋板9，反應(yīng)生成氣12自下而上與由 急冷塔8上部進(jìn)入的急冷液逆流接觸，洗滌反應(yīng)生成氣12中攜帶的催化劑粉塵， 同時降低反應(yīng)生成氣12的溫度，含有催化劑粉塵的急冷液自急冷塔8塔底抽出， 經(jīng)急冷塔底泵6升壓后，進(jìn)入急冷液過濾器5，過濾除去急冷液中攜帶的催化劑， 過濾后的急冷液進(jìn)急冷液冷卻器14冷卻到25 6(TC后，返回急冷塔8循環(huán)使用。
所述過濾后的急冷液可先送至下游烯烴分離單元的脫丙烷塔底重沸器4作 為低溫?zé)嵩?，以減少烯烴分離單元蒸汽用量，然后再進(jìn)急冷液冷卻器14。
經(jīng)過急冷后的反應(yīng)生成氣從急冷塔8的塔頂出來后進(jìn)入水洗塔10下部，水 洗塔IO內(nèi)設(shè)有多層浮閥塔盤，反應(yīng)生成氣自下而上與由水洗塔上部進(jìn)入的水洗 液逆流接觸，進(jìn)一步降低反應(yīng)生成氣的溫度，水洗塔底冷卻水抽出后，經(jīng)水洗 塔底泵3升壓后，進(jìn)入水洗液過濾器2，過濾除去水洗液中攜帶的少量催化劑， 過濾后的水洗液再經(jīng)水洗液冷卻器15冷卻到25 6(TC，返回水洗塔10循環(huán)使 用。
所述過濾后的水洗液可先送至下游烯烴分離單元的丙烯精餾塔底重沸器13 作為低溫?zé)嵩?，以減少烯烴分離單元蒸汽用量，然后再進(jìn)水洗液冷卻器15。 經(jīng)水洗塔10水洗后的反應(yīng)生成氣12送至烯烴分離單元進(jìn)行分離。 如圖2所示，圖2中所示急冷塔8內(nèi)設(shè)置的是多層人字形擋板9，急冷塔8 從上到下分為三個區(qū)，依次為氣相分離區(qū)16、急冷傳熱及粉塵洗滌區(qū)17、液位控制區(qū)18。急冷塔8頂部的氣相分離區(qū)16設(shè)有急冷塔反應(yīng)生成氣出口 19，急 冷塔8的頂部還設(shè)有急冷塔放空口 22，用于置換急冷塔內(nèi)空氣，急冷傳熱及粉 塵洗滌區(qū)17上部設(shè)有急冷液進(jìn)口 20，急冷塔8塔底液位控制區(qū)18設(shè)有反應(yīng)生 成氣入口 23和塔底急冷液抽出口 24。來自反應(yīng)器1的反應(yīng)生成氣12從反應(yīng)生 成氣入口 23進(jìn)入急冷塔8內(nèi)，自下而上與由急冷液進(jìn)口 20進(jìn)入的急冷液傳質(zhì) 傳熱并洗滌催化劑粉塵，同時降低反應(yīng)生成氣12的溫度，含有催化劑粉塵的急 冷液從塔底急冷液抽出口 24出來，降溫后的反應(yīng)生成氣12在急冷塔8上部的 氣相分離區(qū)16進(jìn)行氣液相分離，分離后的氣相經(jīng)急冷塔反應(yīng)生成氣出口 19送 至水洗塔10。
為增加急冷效果，在急冷塔8下部設(shè)有急冷液下返塔口 11。為防止催化劑 堵塞塔底急冷液抽出口 24，急冷塔8下部設(shè)有急冷塔蒸汽入口 21。
如圖3所示，圖3是本發(fā)明水洗塔10的結(jié)構(gòu)型式，直接布置于急冷塔8后 部。圖3中所示水洗塔內(nèi)部設(shè)置的是多層塔盤31，和急冷塔一樣水洗塔從上到 下分為三個區(qū)，依次為氣相分離區(qū)16、急冷傳熱及粉塵洗滌區(qū)17、液位控制區(qū) 18。水洗塔10頂部的氣相分離區(qū)16設(shè)有水洗塔反應(yīng)生成氣出口 26和水洗塔放 空口 32，急冷傳熱及粉塵洗滌區(qū)17上部設(shè)有水洗液進(jìn)口 28，液位控制區(qū)18下 部設(shè)有水洗塔反應(yīng)生成氣入口 25和塔底水洗液抽出口 27，在其液位控制區(qū)18 還設(shè)置有隔油設(shè)施30。隔油設(shè)施30由油水分離區(qū)、油收集區(qū)和水收集區(qū)組成。 從急冷塔8頂部急冷塔反應(yīng)生成氣出口 19出來的反應(yīng)生成氣12，由水洗塔反應(yīng) 生成氣入口 25進(jìn)入水洗塔10，在水洗塔10中，反應(yīng)生成氣12自下而上與由水 洗液進(jìn)口 28進(jìn)入的急冷液傳質(zhì)傳熱并洗滌粉塵，進(jìn)一步降低反應(yīng)生成氣溫度， 含有較重?zé)N類和催化劑粉塵的水洗液進(jìn)入隔油設(shè)施30中的油水分離區(qū)進(jìn)行分 離，較重的烴類在油收集區(qū)收集，通過塔底油抽出口 34抽出，分離出較重?zé)N類 的水洗液在水收集區(qū)收集由塔底水洗液抽出口 27抽出。降溫后的反應(yīng)生成氣12 在水洗塔10上部的氣相分離區(qū)進(jìn)行氣液相分離，分離后的氣相經(jīng)水洗塔反應(yīng)生 成氣出口26出來，之后送至烯烴分離單元。
為增加洗滌效果，在水洗塔中上部設(shè)有水洗液下返塔口 29。為防止催化劑 堵塞塔底水洗液抽出口 27，水洗塔10下部設(shè)有水洗塔蒸汽入口 33。
權(quán)利要求
1. 一種含氧化合物制烯烴工藝反應(yīng)生成氣預(yù)處理方法，其特征在于該方法包括含氧化合物制烯烴反應(yīng)生成氣，經(jīng)換熱后進(jìn)入急冷塔下部，與從急冷塔上部進(jìn)入的急冷液逆流接觸，洗滌反應(yīng)生成氣中攜帶的催化劑粉塵，同時把反應(yīng)生成氣溫度降低，含催化劑粉塵的急冷液自急冷塔底抽出，過濾并冷卻到25～60℃，返回急冷塔循環(huán)使用，經(jīng)過急冷后的反應(yīng)生成氣從急冷塔頂部出來，再進(jìn)入水洗塔下部，自下而上與從水洗塔上部進(jìn)入的水洗液逆流接觸，進(jìn)一步洗滌反應(yīng)生成氣中攜帶的催化劑，并進(jìn)一步降低反應(yīng)生成氣溫度，含催化劑粉塵的水洗液從水洗塔底部抽出，過濾并冷卻到25～60℃，返回水洗塔循環(huán)使用，水洗后的反應(yīng)生成氣從水洗塔頂部出來，進(jìn)烯烴分離單元。
2. —種用于實現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的設(shè)備，其特征在于該設(shè)備由急冷 塔和水洗塔組成，所述急冷塔內(nèi)部為空塔或設(shè)有擋板或塔盤，急冷塔從上到下 分為三個區(qū)，依次為氣相分離區(qū)、急冷傳熱及粉塵洗滌區(qū)、液位控制區(qū)，在塔 底液位控制區(qū)設(shè)有反應(yīng)生成氣入口和塔底急冷液抽出口，急冷液進(jìn)口設(shè)在急冷 傳熱及粉塵洗滌區(qū)上部，急冷塔反應(yīng)生成氣出口設(shè)于急冷塔頂氣相分離區(qū)；所 述水洗塔內(nèi)部設(shè)有擋板、填料或塔盤，從上到下分為三個區(qū)，依次為氣相分離 區(qū)、急冷傳熱及粉塵洗滌區(qū)、液位控制區(qū)，在水洗塔底液位控制區(qū)設(shè)有水洗塔 反應(yīng)生成氣入口和塔底水洗液抽出口 ，水洗液進(jìn)口設(shè)在急冷傳熱及粉塵洗滌區(qū) 上部，水洗塔反應(yīng)生成氣出口設(shè)于塔頂氣相分離區(qū)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于急冷塔下部設(shè)有急冷液下返 塔口。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于急冷塔下部設(shè)有急冷塔蒸汽 入口。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于水洗塔中部設(shè)有水洗液下返塔口 ，水洗塔下部設(shè)有水洗塔蒸汽入口 。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于水洗塔底設(shè)有隔油設(shè)施。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于隔油設(shè)施由油水分離區(qū)、油收集區(qū)和水收集區(qū)組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含氧化合物制烯烴工藝反應(yīng)生成氣預(yù)處理方法及設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中含氧化合物制烯烴反應(yīng)生成氣溫度較高，且含有少量催化劑的缺點。本發(fā)明方法是含氧化合物制烯烴工藝反應(yīng)生成氣換熱后進(jìn)入急冷塔，洗滌反應(yīng)生成氣中攜帶的催化劑，同時降低反應(yīng)生成氣的溫度，之后進(jìn)水洗塔，進(jìn)一步洗滌反應(yīng)生成氣中攜帶的催化劑，然后送至烯烴分離單元。本發(fā)明還公開了用于該方法的由急冷塔和水洗塔組成的設(shè)備，急冷塔內(nèi)部為空塔或設(shè)有擋板或塔盤，水洗塔內(nèi)部設(shè)有擋板、填料或塔盤，在水洗塔底設(shè)有隔油設(shè)施。
文檔編號C07C7/00GK101544529SQ20081004946
公開日2009年9月30日 申請日期2008年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月25日
發(fā)明者喬立功, 昱 劉, 潔 張, 磊 施, 梁龍虎, 董利萍, 趙予川, 陳俊武, 陳香生 申請人:中國石化集團(tuán)洛陽石油化工工程公司