本發(fā)明涉及甲醇制烯烴領(lǐng)域，具體而言，涉及一種甲醇制烯烴的反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)：

甲醇制烯烴的特點是：反應(yīng)速度快、放熱量大、醇劑比低，反應(yīng)器要求嚴格控制反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間。如果溫度控制較差，則難以達到預(yù)期的烯烴選擇性和烯烴收率，從而直接影響著生產(chǎn)的平穩(wěn)性。

目前，甲醇制烯烴的工業(yè)生產(chǎn)中控制反應(yīng)器反應(yīng)溫度的方法主要有以下幾種方式：改變醇和劑的量(甲醇和催化劑)、不同的取熱設(shè)備、反應(yīng)器和換熱設(shè)備間的熱量交換等。

CN201110369437.9專利公開了一種反應(yīng)取熱方法，是采用反應(yīng)器和再生器共用一個取熱器的方式來取走反應(yīng)器中剩余的熱量。然而，采用該種方式對于反應(yīng)器的熱量移除并不可靠，且取熱穩(wěn)定性較差，不可控制。CN201210423594.8專利公開了一種反應(yīng)取熱方法，其是通過增加一組換熱設(shè)備，以更復(fù)雜的取熱方法來取走剩余的熱量。然而，該方法設(shè)備復(fù)雜，不適合工業(yè)中大規(guī)模應(yīng)用。CN201410146592.8專利公開了一種甲醇制烯烴裝置反應(yīng)器超溫的控制方法，主要是利用降低或切斷原料負荷，并在反應(yīng)器設(shè)置冷卻水噴淋線。當溫度超溫時，立即降低或切斷原料負荷，且啟動冷卻水噴淋以達到控溫效果。它的方法雖然可以達到降溫的效果，但是缺點比較明顯，降低負荷難以維持生產(chǎn)的穩(wěn)定性，且反應(yīng)氣中帶人大量水蒸氣，加大了后續(xù)工藝的負荷。

基于此，有必要提供一種操作性較強、控溫較為可靠的甲醇制烯烴反應(yīng)裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種甲醇制烯烴的反應(yīng)裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中甲醇制烯烴的反應(yīng)器控溫可靠性差、可操作性差的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種甲醇制烯烴的反應(yīng)裝置，包括反應(yīng)器，還包括：至少兩個取熱管，取熱管設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)部，每一個取熱管上均設(shè)置有取熱介質(zhì)進口和取熱介質(zhì)出口；第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置；第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置；以及第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置；其中，每一個取熱介質(zhì)進口分別可選擇性地與第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置、第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置或第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置相連通，第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置、第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置和第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置中的取熱介質(zhì)均不同。

進一步地，第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置為氣相甲醇供應(yīng)裝置；第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置為液相甲醇供應(yīng)裝置；第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置為飽和水蒸氣供應(yīng)裝置。

進一步地，反應(yīng)器包括反應(yīng)器密相層和反應(yīng)器稀相層，取熱管設(shè)置在反應(yīng)器密相層內(nèi)。

進一步地，取熱管設(shè)置在距離反應(yīng)器密相層內(nèi)壁20～40cm處。

進一步地，取熱管為三組，每一組取熱管中包括并列設(shè)置的2～12個。

進一步地，三組取熱管等間隔設(shè)置在反應(yīng)器密相層中。

進一步地，反應(yīng)裝置還包括：氣相甲醇排放管線；液相甲醇排放管線；以及飽和水蒸氣排放管線；其中，每一個取熱介質(zhì)出口分別可選擇地與氣相甲醇排放管線、液相甲醇排放管線或飽和水蒸氣排放管線相連通。

進一步地，反應(yīng)裝置還包括甲醇原料供應(yīng)管線，反應(yīng)器上設(shè)置有氣相甲醇進口和水蒸氣進口，甲醇原料供應(yīng)管線與氣相甲醇進口相連通，且甲醇原料供應(yīng)管線上設(shè)置有換熱器；其中，氣相甲醇排放管線與氣相甲醇進口相連通；液相甲醇排放管線與甲醇原料供應(yīng)管線相連通；飽和水蒸氣排放管線與水蒸氣進口相連通。

進一步地，取熱管為蛇形管。

進一步地，第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置的供應(yīng)管線上設(shè)置有第一流量控制閥；第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置的供應(yīng)管線上設(shè)置有第二流量控制閥；以及第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置的供應(yīng)管線上設(shè)置有第三流量控制閥。

應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，在反應(yīng)器的內(nèi)部設(shè)置了至少兩個取熱管，且每一個取熱管分別可選擇性地與第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置、第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置或第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置相連通。在實際操作過程中，上述設(shè)置方式能夠同時向不同取熱管中引入至少兩種不同類型的取熱介質(zhì)。相較于單一取熱介質(zhì)而言，不同取熱介質(zhì)的搭配使用能夠更可靠地對反應(yīng)器中的剩余熱量進行移除，同時能夠有效降低取熱過程中的溫度波動性，使溫度更加穩(wěn)定。此外，本發(fā)明提供的反應(yīng)裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，可操作性強，非常適合工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一種實施例中的甲醇制烯烴反應(yīng)裝置的示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一種實施例中的甲醇制烯烴反應(yīng)裝置中反應(yīng)器的示意圖。

其中，上述附圖包括以下附圖標記：

10、反應(yīng)器；20、取熱管；30、第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置；40、第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置；50、第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置；11、反應(yīng)器密相層；12、反應(yīng)器稀相層；101、氣相甲醇排放管線；102、液相甲醇排放管線；103、飽和水蒸氣排放管線。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。

正如背景技術(shù)所描述的，現(xiàn)有技術(shù)中甲醇制烯烴的反應(yīng)器控溫可靠性差、可操作性差的問題。為了解決這一問題，本發(fā)明提供了一種甲醇制烯烴的反應(yīng)裝置，如圖1和圖2所示，該反應(yīng)裝置包括反應(yīng)器10，還包括至少兩個取熱管20、第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置30、第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置40以及第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置50；取熱管20設(shè)置在反應(yīng)器10內(nèi)部，每一個取熱管20上均設(shè)置有取熱介質(zhì)進口和取熱介質(zhì)出口；其中，每一個取熱介質(zhì)進口分別可選擇性地與第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置30、第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置40或第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置50相連通；第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置30、第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置40和第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置50中的取熱介質(zhì)均不同。

本發(fā)明提供的上述反應(yīng)裝置，在反應(yīng)器10的內(nèi)部設(shè)置了至少兩個取熱管20，且每一個取熱管20分別可選擇性地與第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置30、第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置40或第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置50相連通。在實際操作過程中，上述設(shè)置方式能夠同時向不同取熱管20中引入至少兩種不同類型的取熱介質(zhì)。相較于單一取熱介質(zhì)而言，不同取熱介質(zhì)的搭配使用能夠更可靠地對反應(yīng)器10中的剩余熱量進行移除，同時能夠有效降低取熱過程中的溫度波動性，使溫度更加穩(wěn)定。此外，本發(fā)明提供的反應(yīng)裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，可操作性強，非常適合工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用。

在一種優(yōu)選的實施例中，第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置30為氣相甲醇供應(yīng)裝置；第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置40為液相甲醇供應(yīng)裝置；第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置50為飽和水蒸氣供應(yīng)裝置。不同于單一取熱介質(zhì)依靠相變?nèi)?，本發(fā)明的反應(yīng)裝置中，以氣相甲醇、液相甲醇、飽和水蒸氣的相互切換和組合來取走反應(yīng)器10的剩余熱量，能夠使反應(yīng)器10中的溫度更加穩(wěn)定，甚至能夠?qū)囟染S持在一個點值。

在一種優(yōu)選的實施例中，如圖2所示，反應(yīng)器10包括反應(yīng)器密相層11和反應(yīng)器稀相層12，取熱管20設(shè)置在反應(yīng)器密相層11內(nèi)。反應(yīng)器密相層是指是催化劑分布密度大的流化區(qū)，是指甲醇制烯烴反應(yīng)集中區(qū)，反應(yīng)激烈放出大量的熱，反應(yīng)器稀相層是指是催化劑的分布密度小的回收區(qū)，甲醇制烯烴反應(yīng)的尾部區(qū)，主要是分離催化劑。甲醇制烯烴的反應(yīng)主要發(fā)生是在反應(yīng)器密相層11中，將取熱管20設(shè)置在反應(yīng)器密相層11，能夠更有效地將反應(yīng)器密相層11中的多余熱量移除，從而進一步避免多余熱量導致反應(yīng)器10內(nèi)溫度不穩(wěn)而影響生產(chǎn)。

在一種優(yōu)選的實施例中，取熱管20設(shè)置在距離反應(yīng)器密相層11內(nèi)壁20～40cm處。將取熱管20如此設(shè)置，能夠更有效移除剩余熱量，使反應(yīng)器10內(nèi)部的溫度更加穩(wěn)定，從而進一步保證生產(chǎn)質(zhì)量。

在一種優(yōu)選的實施方式中，取熱管20為三組，每一組取熱管20中包括并列設(shè)置的2～12個。更優(yōu)選地，三組組取熱管20等間隔設(shè)置在反應(yīng)器密相層11中。等間隔設(shè)置的方式有利于進一步提高取熱的穩(wěn)定性和可操作性。在一種更優(yōu)選的實施方式中，在反應(yīng)器密相層11的圓柱體內(nèi)腔中，6個取熱管20分為三組，每組并排設(shè)置2個取熱管20。三組在同一徑向截面上每隔120℃的三個方向上分別排列。該種設(shè)置方式的取熱更為有效。

在一種優(yōu)選的實施例中，取熱管20為蛇形管。蛇形管的換熱面積較大，取熱效果更佳。在實際操作過程中，取熱管20由管托支撐，取熱介質(zhì)從取熱管20的上方取熱介質(zhì)進口進入，從下方的取熱介質(zhì)出口排出。

在一種優(yōu)選的實施例中，第一取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置30的供應(yīng)管線上設(shè)置有第一流量控制閥；第二取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置40的供應(yīng)管線上設(shè)置有第二流量控制閥；以及第三取熱介質(zhì)供應(yīng)裝置50的供應(yīng)管線上設(shè)置有第三流量控制閥。通過第一流量控制閥、第二流量控制閥及第三流量控制閥，能夠通過取熱介質(zhì)的流量流速控制，結(jié)合不同取熱介質(zhì)的相互切換組合，更有效地維持反應(yīng)器10的內(nèi)部溫度。

在一種優(yōu)選的實施例中，反應(yīng)裝置還包括：氣相甲醇排放管線101；液相甲醇排放管線102；以及飽和水蒸氣排放管線103；其中，每一個取熱介質(zhì)出口分別可選擇地與氣相甲醇排放管線101、液相甲醇排放管線102或飽和水蒸氣排放管線103相連通。在實際操作過程中，可以根據(jù)不同取熱管20取熱介質(zhì)進口的連接對象，選擇性地將各取熱介質(zhì)出口與氣相甲醇排放管線101、液相甲醇排放管線102或飽和水蒸氣排放管線103相連通，這也是本領(lǐng)域技術(shù)人員都應(yīng)理解的，在此不再贅述。

在一種優(yōu)選的實施例中，反應(yīng)裝置還包括甲醇原料供應(yīng)管線，反應(yīng)器10上設(shè)置有氣相甲醇進口和水蒸氣進口，甲醇原料供應(yīng)管線與氣相甲醇進口相連通，且甲醇原料供應(yīng)管線上設(shè)置有換熱器；其中，氣相甲醇排放管線101與氣相甲醇進口相連通；液相甲醇排放管線102與甲醇原料供應(yīng)管線相連通；飽和水蒸氣排放管線103與水蒸氣進口相連通。

在甲醇制烯烴的反應(yīng)過程中，氣相甲醇和水蒸氣均是反應(yīng)原料，且在實際操作過程中，氣相甲醇是通過液相甲醇經(jīng)換熱升溫形成的。因此，上述反應(yīng)裝置中將氣相甲醇排放管線101與氣相甲醇進口相連通、液相甲醇排放管線102與甲醇原料供應(yīng)管線相連通、飽和水蒸氣排放管線103與水蒸氣進口相連通，能夠使各取熱介質(zhì)充分利用，且使回收的熱量進一步綠色循環(huán)使用。

實施例1

純度為95％的MTO級甲醇228噸進入到反應(yīng)器，與49噸的催化劑接觸反應(yīng)，反應(yīng)器內(nèi)溫度為480℃，經(jīng)過切換取熱介質(zhì)，投用液相甲醇三組和飽和水蒸汽三組，可以將反應(yīng)器內(nèi)溫溫度控制為475℃。

從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)效果本發(fā)明提供的上述反應(yīng)裝置，能夠同時向不同取熱管中引入至少兩種不同類型的取熱介質(zhì)。不同取熱介質(zhì)的搭配使用能夠更可靠地對反應(yīng)器中的剩余熱量進行移除，同時能夠有效降低取熱過程中的溫度波動性，使溫度更加穩(wěn)定。此外，本發(fā)明提供的反應(yīng)裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，可操作性強，非常適合工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。