專利名稱：輕烯烴回收方法中的吸附劑再生的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明領(lǐng)域涉及吸附劑再生。特別地，本發(fā)明涉及甲醇制烯烴方法中的吸附劑再生。
背景技術(shù)：
MTO單元包括三種獨立的吸附劑設(shè)備用于除去產(chǎn)物雜質(zhì)，主要是水和含氧物。吸附劑須定期進行原位再生。不導(dǎo)入另外氣體的情況下沒有足夠的凈氣體產(chǎn)生以再生吸附劑。因此，再生需要大量的氮氣或干凈天然氣，這些氣體最終排至火炬或燃料氣體集管。這些外部的再生劑料流增加了實用成本并有可能向該方法引入新雜質(zhì)。例如，在再生之后需要額外的沖洗步驟以從產(chǎn)物干燥器中除去經(jīng)由天然氣引入的殘余co2。在吸附劑再生之后，導(dǎo)入的氣體排至燃料氣體集管，或排至火炬。這些氣體隨后的排放和燃燒為浪費開支，可消除。發(fā)明簡述本發(fā)明提出一種方法用于在甲醇制烯烴的轉(zhuǎn)化過程中再生吸附劑床。該方法包括將含氧物料流傳送至甲醇制烯烴反應(yīng)器，在其中產(chǎn)生含烯烴的中間料流。先將該中間料流驟冷以除去水和含氧物，然后壓縮，并分離為包含具有4個或更多碳的較重?zé)N的料流和包含輕烯烴的較輕料流。輕烯烴料流會在料流中有殘余含氧物和C02。從壓縮的料流中除去含氧物和CO2，將再循環(huán)的含氧物料流返至甲醇制烯烴反應(yīng)器。在冷卻和分離輕烯烴產(chǎn)物之前，將壓縮的輕烯烴料流傳送通過干燥吸附劑床以除去在MTO方法或驟冷方法中已產(chǎn)生的水。干燥的輕烯烴料流傳至脫乙烷塔以生成含乙烷、乙烯和更輕組分如甲烷的頂部料流，和主要包含丙烷、丙烯和一些C4及更重?zé)N的底部料流。頂部料流傳至脫甲烷塔以產(chǎn)生脫甲烷塔頂部料流和乙烷/乙烯底部料流。脫甲烷塔頂部(DMO)料流用于再生干燥輕烯烴料流中使用的吸附劑床。這些吸附劑床包含至少兩個吸附劑床，其中一個床在操作過程中在線，而其它個吸附劑床為離線且當(dāng)在線吸附劑床耗盡時再生使用。然后乙烷/乙烯料流傳至乙烷/乙烯分流器以回收乙烯產(chǎn)物料流。將來自脫乙烷塔的底部料流傳至脫丙烷塔，在那里回收包含C4和更高級烴的底部料流。脫丙烷塔頂部料流包含丙烷和丙烯，并被傳至第二吸附劑床以進一步除去丙烷/丙烯料流中的殘余水分。干燥的丙烷/丙烯料流傳至丙烷/丙烯分流器并回收丙烯產(chǎn)物料流。第二吸附劑床包含至少兩個吸附劑床，其中一個床為操作過程中在線，而其它吸附劑床為離線且當(dāng)在線吸附劑床耗盡時再生使用。DMO料流傳至離線吸附劑床且隨著從吸附劑床中除去水分而再生離線吸附劑床。本發(fā)明的其他目標(biāo)、實施方案和細(xì)節(jié)可從下列附圖
及本發(fā)明詳細(xì)說明中獲得。附圖簡述
圖I為包括吸附劑再生的方法的圖示。圖2為本發(fā)明一個實施方案的詳細(xì)圖示。發(fā)明詳細(xì)說明甲醇制烯烴(MTO)方法使用三個獨立的吸附劑設(shè)施。吸附劑用于除去產(chǎn)物雜質(zhì)，該產(chǎn)物雜質(zhì)主要包括水和殘余含氧物或在MTO方法中產(chǎn)生的含氧物。一種吸附劑單元用于除去來自產(chǎn)物料流中的水；第二吸附劑單元用于除去來自甲烷料流中的CO2，這用于再生干燥器；第三吸附劑單元用于干燥在催化再生過程中進入烯烴裂化單元(OCU)反應(yīng)器的進料。吸附劑定期原位再生。使用現(xiàn)行方法沒有足夠的凈氣體產(chǎn)生以再生吸附劑，因此，導(dǎo)入另外的氣體使用。再生需要大量氣體，因此使用大量的導(dǎo)入氣體。導(dǎo)入氣體為氮氣或昂貴的干凈天然氣，并會需要除去氣體中的殘余硫化合物的方法。 這是浪費開支的實例，應(yīng)減少或消除。外部的再生劑料流增加了實用成本并有可能向該方法引入新雜質(zhì)。例如，在再生之后需要額外的凈化步驟以從產(chǎn)物干燥器中除去經(jīng)由天然氣引入的殘余co2。本發(fā)明是回收的MTO反應(yīng)器沖洗氣體用于吸附劑再生的用途。全部脫甲烷塔頂部料流滿足所有三個設(shè)施結(jié)合的全部再生劑要求的80 %。使用回收的沖洗氣體將顯著降低對外部再生劑氣體的需求。而且，通過調(diào)節(jié)吸附劑循環(huán)時間有可能消除某些設(shè)施對外部再生劑氣體的需求。使用脫甲烷塔頂部料流(DMO)作為唯一用于產(chǎn)物干燥器的再生劑將消除從MTO反應(yīng)器除去殘余CO2所需的額外沖洗步驟，因為DMO再生劑僅有ppb水平的C02。本發(fā)明利用通常排入大氣或燃燒單元的氣體料流。方法如圖I所示，其中MTO反應(yīng)器產(chǎn)生包含輕烯烴的中間料流。中間料流驟冷以除去殘余含氧物，并生成水副產(chǎn)物料流。含氧物進料流10傳至甲醇制烯烴反應(yīng)區(qū)12，在那產(chǎn)生包含輕烯烴的中間工藝料流14。中間工藝料流14傳至輕烯烴分離單元200。輕烯烴分離單元200產(chǎn)生乙烯料流68、丙烯料流92、包含C4+烯烴的料流84、和脫甲烷塔頂部料流62。脫甲烷塔頂部(DMO)料流62傳回至輕烯烴回收單元200以再生在輕烯烴回收方法中的吸附劑。一部分DMO料流202可用于沖洗MTO反應(yīng)區(qū)12。另一部分DMO料流204可用于在催化劑再生期間再生反應(yīng)器進料吸附劑用于烯烴裂化單元100。一個優(yōu)選方法使用DMO料流62再生輕烯烴分離單元200和烯烴裂化單元中的吸附劑床，從而生成吸附劑尾氣，或廢再生劑，料流。廢再生劑料流傳至MTO反應(yīng)單元12作為沖洗氣體以沖洗MTO反應(yīng)器。自MTO反應(yīng)單元12返回的沖洗氣體包含在中間烯烴料流14中并可回收至吸附劑床。DMO經(jīng)過吸附劑床至MTO反應(yīng)單元12作為沖洗氣體再返回至吸附劑床的這一循環(huán)回路提供充足的氣體而無需額外氣體。該回路包括措施用于在DMO料流循環(huán)通過吸附劑床和MTO反應(yīng)單元12時從DMO料流除去一些水。DMO料流62中的再生劑氣體亦可用于再生防護床，防護床用于保護MTO反應(yīng)區(qū)12中的催化劑。本發(fā)明在甲醇制烯烴轉(zhuǎn)化過程中再生吸附劑的一個具體實施方案如圖2所示。在這一實施方案中，有吸附劑床置于輕烯烴產(chǎn)物分流器之前，并且也可以包括置于烯烴裂化單元100之內(nèi)的吸附劑床。含氧物進料10傳至甲醇制烯烴反應(yīng)區(qū)12，該反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生中間烯烴料流14。壓縮中間烯烴料流并傳至第一分離單元20。第一分離單元可包括壓縮機級間分離罐，并生成包含輕烯烴和含氧物的第一料流22，以及可以包含C5+烴類、二甲醚(DME)和更重含氧物化合物的第二料流24。第一料流22傳送通過含氧物吸附器30和堿洗滌器32以產(chǎn)生具有減少的含氧物和CO2含量的輕烯烴料流34。產(chǎn)生循環(huán)含氧物料流36并傳回至MTO反應(yīng)區(qū)12。輕烯烴料流34傳至第一吸附劑床40，以除去水，和其他雜質(zhì)，產(chǎn)生干燥的輕烯烴料流42。干燥的輕烯烴料流42傳至輕烯烴回收單元。輕烯烴回收單元包括產(chǎn)生C2和更輕料流52以及C3和更重料流54的脫乙烷塔50。C2和更輕料流52傳至脫甲烷塔60并生成包含氫氣和甲烷的脫甲烷塔頂部料流(DMO) 62。脫甲烷塔60也生成C2料流64，將其傳至乙烷/乙烯分流器66生成乙烯料流68和乙烷料流70。在制冷條件下操作乙烷/乙烯分流器66以促進分離，并減小塔尺寸。分流器66的操作條件使乙烯產(chǎn)物在_20°C至_35°C溫度下和1.9MPa至2. IMPa壓力下離開分流器66。冷卻并 壓縮來自脫甲烷塔60的乙烯分流器66的進料。DMO是對于再生吸附劑有用的料流，而不是將DMO傳至火炬或與其他煙道氣一同處理。脫甲烷塔的操作條件使頂部料流氣體在10°C至20°C溫度和700kPa至900kPa壓力下離開脫甲烷塔。第一吸附劑床40可包含多床系統(tǒng)，其中一床運轉(zhuǎn)的時候其他床再生。當(dāng)運轉(zhuǎn)中的床飽和時，切換系統(tǒng)使該運轉(zhuǎn)中的床下線，切換已再生的離線床運轉(zhuǎn)。至少一部分DMO傳送通過離線的第一吸附劑床40以再生床并除去吸附的水，生成沖洗氣體料流44、94。沖洗氣體料流44、94傳至MTO反應(yīng)區(qū)12以沖洗MTO反應(yīng)器床。退出MTO反應(yīng)區(qū)12的沖洗氣體料流包含于中間烯烴料流14中并最終回收至吸附劑床40、86作為用于床再生的干燥DMO料流。該循環(huán)包括排放管線用于在DMO循環(huán)通過吸附劑床40、86和MTO反應(yīng)單元12時傳送再生的過量DMO氣體。在一個實施方案中，該方法包括傳送C3和更重料流至脫丙烷塔80。脫丙烷塔80將料流分離為丙烷/丙烯料流82和C4+料流84。丙烷/丙烯料流82傳至第二吸附劑床86以干燥并除去來自丙烷/丙烯料流82的含氧物。凈化且干燥的丙烷/丙烯料流88傳至丙烷/丙烯分流器90，在那回收丙烯產(chǎn)物料流92。分流器90的操作條件使丙烯產(chǎn)物在40°C至60°C的溫度和2. IMPa至2. 6MPa壓力下離開分流器90。從乙烷/乙烯分流器66和丙烷/丙烯分流器90回收的乙烷和丙烷可或保持為獨立料流，或混合作為組合料流。通常在溫度40°C至50°C，壓力500-700kPa下回收乙烷和丙烷產(chǎn)物。通常在溫度40°C至50°C，壓力I. IMPa至I. 2MPa下回收C4+或丁烷，產(chǎn)物料流。第二吸附劑床86可包含多床系統(tǒng)，其中一床在運轉(zhuǎn)的時候其他床再生。當(dāng)運轉(zhuǎn)中的床飽和時，切換系統(tǒng)使該運轉(zhuǎn)中的床下線，并切換已再生的離線床運轉(zhuǎn)。至少一部分DM062傳送通過離線的第二吸附劑床86以再生床并除去吸附的水和其他雜質(zhì)如通過吸附劑床86吸附的含氧物。一部分DMO料流62傳至離線的第二吸附劑床86以再生吸附劑并除去吸附劑床86中的水。在任選安排中，可混合一部分C4+料流84與一部分DMO料流62以再生第一和/或第二吸附劑床40、86。在另一實施方案中，DMO料流62可用于沖洗MTO反應(yīng)器12。一部分DMO料流62傳至MTO反應(yīng)器以沖洗吸附在反應(yīng)器中的殘余C02。DMO料流62對于這個是理想的，因為殘余CO2已從DMO料流中除去,而僅有極其少量可存留在DMO料流中，或?qū)儆趲讉€ppm級別。在另一實施方案中，該方法可包括將C4+料流84傳至烯烴裂化單元100。烯烴裂化單元100裂化較大的烯烴，其分離為輕烯烴料流102、包含丁烷與丁烯的流出物料流104和包含C6與更重?zé)N的料流106。一部分丁烷和丁烯料流104可與DMO料流62混合并在再生過程中傳至第一或第二吸附器40、86。在MTO反應(yīng)器12的沖洗步驟過程中希望乙烯含量較低。可調(diào)節(jié)丁烷和丁烯的混合以確保DMO料流62中的乙烯含量足夠低以防止任何潛在的可由沖洗氣體中乙烯含量過高而引起的結(jié)焦問題。此外，可操作脫甲烷塔60以確保在DMO料流62中足夠少量的乙烯。該方法可進一步包括分離設(shè)備用于分離出由MTO反應(yīng)器產(chǎn)生的重材料，在壓縮之前。含有未反應(yīng)材料和重材料的中間副產(chǎn)物料流可回收至MTO反應(yīng)器，或可以進一步與回收至MTO反應(yīng)器的未反應(yīng)含氧物分離。本發(fā)明顯著降低了對外部再生劑或沖洗氣體的需求。通過調(diào)節(jié)吸附劑的再生循環(huán)，脫甲烷塔頂部料流可在無附加外部再生劑氣體下供給需求。另外，該方法省去了清除外
部再生劑氣體。通常的再生劑氣體為天然氣，而天然氣中會有殘余量的co2。在使用該氣體作為吸附劑再生劑或作為用于MTO反應(yīng)器的沖洗氣體之前這些殘余量的CO2需要處理天然氣以除去CO2。雖然本發(fā)明已經(jīng)用目前優(yōu)選的實施方案進行了描述，但應(yīng)理解本發(fā)明并不局限于這些公開的實施方案，而是意欲涵蓋包括在附加權(quán)利權(quán)利要求范圍之內(nèi)的各種修改版和等效安排。
權(quán)利要求
1.一種用于在甲醇制烯烴方法中再生吸附劑的方法，其包括 將含氧物料流傳至甲醇制烯烴反應(yīng)器，從而產(chǎn)生中間烯烴料流； 壓縮中間烯烴料流，生成壓縮的烯烴料流； 將壓縮的烯烴料流分離成包含輕烯烴和含氧物的第一料流，和包含C4和更重?zé)N的第二料流； 將第一料流傳送通過含氧物吸附器和堿洗滌器，生成具有減少的含氧物和CO2含量的輕烯烴料流，和再循環(huán)含氧物料流； 將具有減少CO2含量的輕烯烴料流傳入第一吸附劑床中，生成具有減少的水和CO2含量的干燥輕烯烴料流； 將具有減少CO2含量的干燥輕烯烴料流分離為包含C3和更重?zé)N的第三料流和包含C2與更輕氣體的第四料流； 將第四料流分離為包含乙烷和乙烯的第五料流，和包含甲烷和更輕氣體的第六料流； 在第一吸附劑床再生過程中，用一部分第六料流再生吸附劑床，從而生成第七料流；以及 將第七料流傳至甲醇制烯烴反應(yīng)器作為沖洗氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其中第六料流包含甲烷和氫氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其還包括將第三料流傳至脫丙烷塔，從而生成包含丙烷和丙烯的頂部料流，和包含C4和更重?zé)N的底部料流。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其還包括將一部分底部料流與第六料流混合，并用該混合料流再生第一吸附劑床。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其還包括 將脫丙烷塔頂部料流傳送通過第二吸附劑床，從而生成凈化的C3料流；和 將凈化的C3料流傳至丙烷/丙烯分流器，從而生成丙烯料流和丙烷料流。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述方法，其還包括將一部分底部料流與第六料流混合，并用該混合料流再生第二吸附劑床。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述方法，其還包括用一部分第六料流再生第二吸附劑床。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其還包括用一部分第六料流沖洗甲醇制烯烴反應(yīng)器以除去吸附在反應(yīng)器中的CO2。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其還包括 將C4和更重?zé)N料流傳至烯烴裂化工藝，從而生成烯烴裂化工藝流出物； 分離烯烴裂化工藝流出物從而生成包含丁烷和丁烯的料流，包含輕烯烴的料流與包含C6和更重?zé)N的料流；并且 將一部分包含丁烷和丁烯的料流傳至甲醇制烯烴反應(yīng)器以沖洗反應(yīng)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其還包括在壓縮之前將中間烯烴料流分離為包含未反應(yīng)組分的副產(chǎn)物料流和中間烯烴料流。
全文摘要
本發(fā)明提出一種方法用于在輕烯烴回收工藝中再生吸附劑床。該方法使用在甲醇制烯烴方法中產(chǎn)生的氣體再生吸附劑床。該氣體免除了對外部氣體的需求，且該氣體可用于甲醇制烯烴反應(yīng)器的定期沖洗。
文檔編號C07C7/12GK102958875SQ201180002186
公開日2013年3月6日 申請日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者J·T·科拉迪 申請人:環(huán)球油品公司