[发明专利]一种甲醇制烯烃装置及其开工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲醇制烯烃装置及其开工方法，尤其甲醇制烯烃工业化装置及其开工方法。

背景技术

随着经济的持续快速发展，以乙烯、丙烯为基本原料生产的化学品消费逐年增加，例如中国乙烯、丙烯长时间以来一直是供不应求，使用乙烯、丙烯生产的化学品进口数量居高不下，而世界上几乎全部乙烯和丙烯是使用轻烃、凝析油、石脑油为原料生产的，由于中国石油的对外依存度已经超过了50％，采用非石油路线生产甲醇，再将甲醇经催化转化生产乙烯、丙烯等轻质烯烃具有重要的意义。

在当今石油化工产业中，乙烯几乎全部是通过石化原料(气体、凝析油、石脑油、轻柴油等)的蒸汽裂化获得，丙烯除了通过以上过程获得外、部分是通过石油馏分催化裂化产生的液化石油气经气体分馏得到。由于多方面的原因，正在寻找一种除石油或轻烃以外的其他大宗原料生产轻质烯烃的方法，现有研发的重点主要集中在使用甲醇或二甲醚，也就是说是利用甲醇或二甲醚作为生产轻烯烃的主要原料。在我国可以使用资源丰富的煤为原料来生产甲醇或二甲醚。

概括起来，以甲醇为原料制取低碳烯烃的工艺方法，包括了以生产乙烯和丙烯为目的产物的甲醇制烯烃(MTO)工艺技术，主要有中国科学院大连化学物理研究所的DMTO工艺技术、中国石化集团开发的SMTO工艺技术、美国UOP公司的MTO技术，以及以生产丙烯为主要目的产物的甲醇制丙烯工艺技术，主要有德国Lurgi公司的MTP技术、清华大学开发的FMTP工艺技术。

采用SAPO-34分子筛作为催化剂的甲醇制乙烯、丙烯为主要产品的工艺，由于产品结构合理而具有优势。甲醇制低碳烯烃工业化装置包括一个用于甲醇转化反应的反应器，甲醇在反应器中转化为低碳烯烃的过程中除了生成乙烯、丙烯等目的产品以外，还生成大量的水，在反应条件下水以蒸汽的形式存在，加上粗甲醇原料携带的水分和用于向反应器中注入的用于降低烯烃分压的蒸汽，那么反应器出口的反应产物中通常会含有约60％(体积)的蒸汽；另外在甲醇转化反应过程中，也会生成少量的焦炭沉积在催化剂上，致使催化剂逐渐失去活性和选择性，因此甲醇制低碳烯烃工业化装置也包括一个用于催化剂烧焦的再生器，用于再生器烧焦的介质是来自主风压缩机的压缩空气。为了使反应产物和再生烟气带走的催化剂降至最少，在反应器和再生器中设置了一定数量的两级旋风分离器。通常甲醇制低碳烯烃工业化装置采用了反应器和再生器高低并列的布置形式。从反应器顶部出来的反应产物先与甲醇原料换热后，进入急冷塔，在急冷塔中使用急冷水使反应产物降温、大部分水蒸汽冷凝成水；从急冷塔顶流出的反应产物在进入水洗塔，利用循环水洗水将反应产物中携带的未转化的甲醇和二甲醚吸收下来，经汽提后再返回反应器中。

甲醇制低碳烯烃工业化装置从冷态到正常反应状态的开车过程，是甲醇制烯烃工业化装置的一个非常重要的过程。要使甲醇开始反应转化为乙烯、丙烯等目的产品，要达到如下条件：一是要有催化剂的存在，二是催化剂的温度要足够高，足以启动化学反应。

由于世界上只有中国神华集团位于包头的一套甲醇制烯烃工业化装置，在本发明之前因此尚没有常规甲醇制烯烃装置的开工方法。尽管甲醇制烯烃工业化装置与传统的石油炼制的催化裂化装置相类似，但是甲醇制烯烃装置的再生器和反应器之间的催化剂管道远小于催化裂化装置、催化剂循环量也远低于催化裂化装置。二者存在很大的差异，因此催化裂化装置开工方法无法直接应用到甲醇制烯烃工业化装置。

另外，在催化裂化装置开工时，再生器添加催化剂以后，主要依靠向再生器喷燃料油提供热量，反应器主要通过从再生器来的热催化剂提供温升的热量。燃料油在再生器中燃烧时，会造成的催化剂热崩，造成开工过程中催化剂的损失。

因此，需要开发适合于甲醇制烯烃装置、尤其甲醇制烯烃工业化装置的开工方法。

发明内容

本发明涉及一种甲醇制烯烃装置的开工方法，包括：

(a)利用来自主风机的主风使催化剂再生器和甲醇制烯烃反应器温度升至第一预定温度；

(b)使催化剂再生器与甲醇制烯烃反应器隔离，建立氮气/蒸汽-开工加热炉-甲醇制烯烃反应器流程，利用开工加热炉加热氮气使甲醇制烯烃反应器升温第二预定温度；催化剂再生器用辅助燃烧室升温至第三预定温度；

(c)向催化剂再生器加入催化剂；向甲醇制烯烃反应器加入催化剂；

(d)使甲醇制烯烃反应器的催化剂床层升温至第四预定温度，使催化剂再生器的催化剂床层升温至第五预定温度；

(e)建立催化剂在催化剂再生器与甲醇制烯烃反应器之间的循环；

(f)向甲醇制烯烃反应器进甲醇原料；