[发明专利]甲醇生产烯烃过程中副产物的利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲醇生产烯烃过程中副产物的利用方法。

技术背景

低碳烯烃，即乙烯和丙烯，是两种重要的基础化工原料，其需求量在不断增加。一般地，乙烯、丙烯是通过石油路线来生产，但由于石油资源有限的供应量及较高的价格，由石油资源生产乙烯、丙烯的成本不断增加。近年来，人们开始大力发展替代原料转化制乙烯、丙烯的技术。其中，一类重要的用于轻质烯烃生产的替代原料是含氧化合物，例如醇类(甲醇、乙醇)、醚类(二甲醚、甲乙醚)、酯类(碳酸二甲酯、甲酸甲酯)等，这些含氧化合物可以通过煤、天然气、生物质等能源转化而来。某些含氧化合物已经可以达到较大规模的生产，如甲醇，可以由煤或天然气制得，工艺十分成熟，可以实现上百万吨级的生产规模。由于含氧化合物来源的广泛性，再加上转化生成轻质烯烃工艺的经济性，所以由含氧化合物转化制烯烃(OTO)的工艺，特别是由甲醇转化制烯烃(MTO)的工艺受到越来越多的重视。

US4499327专利中对磷酸硅铝分子筛催化剂应用于甲醇转化制烯烃工艺进行了详细研究，认为SAPO-34是MTO工艺的首选催化剂。SAPO-34催化剂具有很高的轻质烯烃选择性，而且活性也较高，可使甲醇转化为轻质烯烃的反应时间达到小于10秒的程度，更甚至达到提升管的反应时间范围内。

US6166282中公布了一种氧化物转化为低碳烯烃的技术和反应器，采用快速流化床反应器，气相在气速较低的密相反应区反应完成后，上升到内径急速变小的快分区后，采用特殊的气固分离设备初步分离出大部分的夹带催化剂。由于反应后产物气与催化剂快速分离，有效的防止了二次反应的发生。经模拟计算，与传统的鼓泡流化床反应器相比，该快速流化床反应器内径及催化剂所需藏量均大大减少。

CN1723262中公布了带有中央催化剂回路的多级提升管反应装置用于氧化物转化为低碳烯烃工艺，该套装置包括多个提升管反应器、气固分离区、多个偏移元件等，每个提升管反应器各自具有注入催化剂的端口，汇集到设置的分离区，将催化剂与产品气分开。

ZL03811504.2中公布了一种含氧化合物制备低碳烯烃的方法，在装置启动过程中喷入了加热燃料，用于加热催化剂和启动反应系统。其中，该专利中限定了喷入所述燃料中含有的硫和氮的指标，防止催化剂的污染和气体杂质的产生。

在甲醇制烯烃的生产过程中，不可避免的会产生某些副产物，如甲烷、乙烷、丙烷、氢气、碳四以上高碳烃等，关于这些副产物的如何利用一直是存在争论的问题。以往的副产物利用方案中，有的将碳四以上高碳烃返回甲醇制烯烃反应部分，期望利用碳四以上烃的裂解进一步增产乙烯、丙烯，但往往高碳烃的转化率和低碳烯烃的收率均不高。由于目前化工企业规划中，炼油-化工一体化的格局越来越明显，如果甲醇制烯烃生产部分附近有石脑油或烷烃蒸汽裂解制乙烯、丙烯生产单元，则可考虑甲醇制烯烃副产物在蒸汽裂解单元的应用途径问题。本发明有针对性的解决了这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的副产物较多、低碳烯烃收率低的问题，提供一种新的甲醇生产烯烃过程中副产物的利用方法。该方法用于低碳烯烃的生产中，具有副产物利用价值大、低碳烯烃收率高的优点。

本发明采用的技术方案如下：一种甲醇生产烯烃过程中副产物的利用方法，包括以下步骤：(a)在甲醇生产烯烃过程中产生包括氢气、甲烷、乙烯、丙烯、乙烷、丙烷、碳四烯烃的产品物流；(b)将所述产品物流分离得到包括氢气和甲烷的干气物流、乙烯和丙烯的产品物流、乙烷和丙烷的低碳烷烃物流、包括碳四烯烃的高碳烃物流；(c)将所述高碳烃物流进行全加氢，得到包括碳四烷烃的高碳烷烃物流；(d)将所述低碳烷烃物流和所述高碳烷烃物流导入蒸汽裂解炉，得到包括乙烯、丙烯的产品；以及(e)将所述干气物流作为燃烧介质为所述蒸汽裂解炉供热。

上述技术方案中，所述高碳烷烃物流中的烯烃含量以重量计小于1％；所述蒸汽裂解炉包括各种类型的已经工业应用的乙烯裂解炉；所述甲醇生产烯烃过程中采用SAPO-34分子筛催化剂；所述高碳烃物流的全加氢操作在固定床反应器内完成，采用负载钯金属催化剂，反应温度50～80℃，反应压力以表压计0.5～2.0Mpa，氢气与高碳烃物流中的烯烃的摩尔比为1.05～1.5；所述甲醇制烯烃生产过程中产生的高碳烃物流中的烯烃含量以重量计为60～90％。