一種煤基甲醇制低碳烯烴系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工生產(chǎn)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種煤基甲醇制低碳烯烴系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]煤基甲醇制烯烴技術(shù)是近年來(lái)興起的一種不依賴(lài)石油基原料的新型烯烴制取途徑，該技術(shù)有助于建立適合我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的烯烴生產(chǎn)路線。2010年煤基甲醇制烯烴技術(shù)在世界范圍內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。與傳統(tǒng)的石油基路線相比，煤基甲醇制烯烴技術(shù)原料成本低，但單位質(zhì)量烯烴產(chǎn)品造成的碳排放和水耗要高的多。在環(huán)境保護(hù)意識(shí)日益凸顯的大背景下，減少煤基甲醇制烯烴技術(shù)的碳排放成為重中之重。
[0003]煤基甲醇制烯烴過(guò)程中存在碳排放主要有兩個(gè)來(lái)源:第一個(gè)來(lái)源是煤制甲醇單元中的合成氣凈化裝置，通過(guò)煤氣化制備合成氣時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，所以合成氣需通過(guò)合成氣凈化裝置除去二氧化碳，此時(shí)合成氣凈化裝置就會(huì)產(chǎn)生大量高純度的二氧化碳，這是碳排放的主要來(lái)源；第二個(gè)來(lái)源主要存在于甲醇制烯烴單元，甲醇制烯烴反應(yīng)一般采用SAPO-34分子篩催化劑，該催化劑具有合適的孔道結(jié)構(gòu)和酸性，可以高選擇性的生成乙烯和丙烯，但其失活速率快，需頻繁再生，因此甲醇制烯烴過(guò)程生焦率較高。SAPO-34分子篩催化劑再生采用燒焦再生的方式并通過(guò)煙氣焚燒回收余熱的方法利用再生煙氣中的熱能和化學(xué)能，在此過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳排放。另一方面，甲醇制烯烴產(chǎn)品氣需經(jīng)過(guò)包括堿洗在內(nèi)的預(yù)處理流程，才能達(dá)到烯烴分離裝置的進(jìn)料要求，在此過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢堿液，對(duì)于這一部分廢堿液的處理目前尚沒(méi)有太好的辦法。
[0004]基于上述原因，有必要提出一種方法以降低煤基甲醇制烯烴技術(shù)過(guò)程中的碳排放的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在提供一種煤基甲醇制低碳烯烴系統(tǒng)，以改善現(xiàn)有煤基甲醇制烯烴過(guò)程中大量碳排放問(wèn)題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種煤基甲醇制低碳烯烴系統(tǒng)，包括:甲醇制低碳烯烴反應(yīng)器；用于甲醇制低碳烯烴反應(yīng)器的催化劑再生的催化劑再生裝置，設(shè)置有燒焦主風(fēng)進(jìn)口，煤基甲醇制低碳烯烴系統(tǒng)還包括合成氣凈化裝置，設(shè)置有二氧化碳出口，二氧化碳出口與燒焦主風(fēng)進(jìn)口通過(guò)二氧化碳輸送管線相連。
[0007]進(jìn)一步地，上述煤基甲醇制低碳烯烴系統(tǒng)中還包括空分裝置，空分裝置上設(shè)置有氧氣出口，氧氣出口與燒焦主風(fēng)進(jìn)口相連。
[0008]進(jìn)一步地，上述催化劑再生裝置還設(shè)置有再生煙氣出口，煤基甲醇制低碳烯烴系統(tǒng)還包括堿洗裝置，再生煙氣出口與堿洗裝置相連。
[0009]進(jìn)一步地，上述堿洗裝置包括:堿洗塔，與再生煙氣出口相連；供堿設(shè)備，與堿洗塔通過(guò)堿液輸送管線相連。
[0010]進(jìn)一步地，上述堿洗塔具有廢堿液出口，堿洗裝置還包括:二氧化碳飽和塔，同時(shí)與堿洗塔的廢堿液出口以及合成氣凈化裝置的二氧化碳出口相連。
[0011]進(jìn)一步地，上述二氧化碳飽和塔具有二氧化碳溢出口和二氧化碳回流口，二氧化碳溢出口和二氧化碳回流口之間通過(guò)二氧化碳回流管線相連，二氧化碳回流管線上設(shè)有加熱器。
[0012]進(jìn)一步地，上述加熱器與二氧化碳溢出口之間的二氧化碳回流管線與合成氣凈化裝置的二氧化碳出口相連。
[0013]進(jìn)一步地，上述二氧化碳飽和塔具有飽和液出口，堿洗裝置包括:過(guò)濾器，包括飽和液入口和清液出口，飽和液入口與飽和液出口之間設(shè)置有飽和液輸送管線，清液出口可選地與堿洗塔或供堿設(shè)備相連；冷卻器，設(shè)置在飽和液輸送管線上。
[0014]進(jìn)一步地，上述煤基甲醇制低碳烯烴系統(tǒng)還包括:烯烴分離裝置，與甲醇低碳烯烴反應(yīng)器之間設(shè)置有MTO產(chǎn)品氣輸送管線，堿洗塔設(shè)置在MTO產(chǎn)品氣輸送管線上。
[0015]進(jìn)一步地，上述合成氣由煤制合成氣裝置提供，烯烴分離裝置具有輕組分混合氣出口，輕組分混合氣出口與煤制合成氣裝置相連。
[0016]進(jìn)一步地，上述催化劑再生裝置的再生煙氣出口與位于堿洗塔和甲醇低碳烯烴反應(yīng)器之間的MTO產(chǎn)品氣輸送管線相連。
[0017]進(jìn)一步地，上述煤基甲醇制低碳烯烴系統(tǒng)還包括:第一急冷水洗裝置，設(shè)置在再生煙氣出口與所述堿洗裝置之間；變壓吸附裝置，設(shè)置在第一急冷水洗裝置與堿洗裝置之間。
[0018]進(jìn)一步地，上述煤基甲醇制低碳烯烴系統(tǒng)還包括第二急冷水洗裝置，第二急冷水洗裝置設(shè)置在再生煙氣出口與堿洗塔之間的MTO產(chǎn)品氣輸送管線上
[0019]進(jìn)一步地，上述煤基甲醇制低碳烯烴系統(tǒng)還包括換熱器，換熱器位于再生煙氣出口與堿洗裝置之間。
[0020]應(yīng)用本發(fā)明的煤基甲醇制低碳烯烴系統(tǒng)，通過(guò)將煤制甲醇單元中的合成氣凈化裝置上的二氧化碳出口與燒焦主風(fēng)進(jìn)口相連通，使得副產(chǎn)的高純二氧化碳與來(lái)自空分裝置的氧氣一起作為待生催化劑的燒焦主風(fēng)，使其中部分二氧化碳與SAP0-34分子篩孔道上的焦炭反應(yīng)生成一氧化碳，所排放出的再生煙氣中含有未反應(yīng)的二氧化碳以及所生成的大量一氧化碳，二氧化碳與一氧化碳的分子量差別大，因此兩者的分離相對(duì)于一氧化碳與氮?dú)飧菀?，進(jìn)而容易回收再生煙氣中的一氧化碳。
【附圖說(shuō)明】
[0021]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0022]圖1示出本申請(qǐng)一種典型實(shí)施方式提供的煤基甲醇制低碳烯烴系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0023]圖2示出了本申請(qǐng)優(yōu)選實(shí)施例提供的煤基甲醇制低碳烯烴系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0025]正如【背景技術(shù)】部分所介紹的，現(xiàn)有的煤基甲醇制烯烴技術(shù)存在大量碳排放的問(wèn)題。為了解決這一問(wèn)題，本發(fā)明在一種典型實(shí)施方式中提供了一種煤基甲醇制低碳烯烴系統(tǒng)，如圖1所示，該煤基甲醇制低碳烯烴系統(tǒng)包括甲醇制低碳烯烴反應(yīng)器100、用于甲醇制低碳烯烴反應(yīng)器100的催化劑再生的催化劑再生裝置300以及合成氣凈化裝置400，其中，催化劑再生裝置300上設(shè)置有燒焦主風(fēng)進(jìn)口，合成氣凈化裝置400上設(shè)置有二氧化碳出口，二氧化碳出口與燒焦主風(fēng)進(jìn)口通過(guò)二氧化碳輸送管線I相連。
[0026]上述煤基甲醇制低碳烯烴，通過(guò)將煤制甲醇單元中的合成氣凈化裝置400上的二氧化碳出口與燒焦主風(fēng)進(jìn)口相連通，使得副產(chǎn)的高純二氧化碳作為待生催化劑的燒焦主風(fēng)的組分之一，使其中部分二氧化碳與SAPO-34分子篩孔道上的焦炭反應(yīng)生成一氧化碳，所排放出的再生煙氣中含有未反應(yīng)的二氧化碳以及所生成的大量一氧化碳，二氧化碳與一氧化碳的分子量差別大于現(xiàn)有技術(shù)利用空氣作為燒焦主風(fēng)時(shí)所產(chǎn)生的再生煙氣中一氧化碳與氮?dú)夥肿恿康牟顒e，因此二氧化碳與一氧化碳的分離就相對(duì)比一氧化碳與氮?dú)獾姆蛛x更容易，進(jìn)而容易回收再生煙氣中的一氧化碳，為一氧化碳的利用創(chuàng)造了條件，有利于降低生產(chǎn)單位質(zhì)量甲醇的煤耗。
[0027]為了進(jìn)一步控制催化劑再生裝置300所排放的再生煙氣中氮?dú)獾暮?，?yōu)選上述煤基甲醇制低碳烯烴系統(tǒng)中還包括空分裝置500，如圖2所示，空分裝置500上設(shè)置有氧氣出口，氧氣出口與燒焦主風(fēng)進(jìn)口相連。
[0028]利用空分裝置500使空氣中的氧氣分離出來(lái)，并且將分離出來(lái)的氧氣作為燒焦主風(fēng)組分之一與二氧化碳共同進(jìn)入催化劑再生裝置，氧氣與焦炭生成一氧化碳和二氧化碳的混合氣體，避免了將空氣作為燒焦主風(fēng)而使生成煙氣中出現(xiàn)CO與N2混合、難分離的問(wèn)題，進(jìn)而有利于CO的回收利用。
[0029]在本申請(qǐng)一種優(yōu)選的實(shí)施例中，提供了一種利用化學(xué)方法分離再生煙氣中一氧化碳和二氧化碳的裝置，如圖2所示，該催化劑再生裝置300還設(shè)置有再生煙氣出口，煤基甲醇制低碳烯烴系統(tǒng)還包括堿洗裝置，再生煙氣出口與堿洗裝置相連。利用上述結(jié)構(gòu)將催化劑再生裝置300產(chǎn)生的再生煙氣引入堿洗裝置中，進(jìn)而利用堿性裝置中的堿液與再生煙氣中二氧化碳反應(yīng)，從而將再生煙氣中的一氧化碳和二氧化碳分離，且堿液與二氧化碳反應(yīng)還能生成鹽類(lèi)，如果對(duì)該鹽類(lèi)進(jìn)