[发明专利]煤基甲醇制低碳烯烃的系统

说明书

技术领域

本发明涉及低碳烯烃生产领域，具体而言，涉及一种煤基甲醇制低碳烯烃的系统。

背景技术

乙烯、丙烯、丁烯等低碳烯烃是重要的石油化工基础原料。生产低碳烯烃的方法主要包括石脑油、轻柴油和加氢尾油蒸汽裂解，其中以石脑油蒸汽裂解为主。在我国，生产低碳烯烃的原料主要为石油，乙烯、丙烯、丁烯等产品的产量不能满足市场需求，不得不长期进口大量乙烯和丙烯来弥补市场缺口。随着我国经济的快速发展，石油供需矛盾日益突出，原油的对外依存度逐年增加。

以煤为原料经煤气化、合成气制甲醇、再将甲醇转化为乙烯、丙烯和丁烯等低碳烯烃是一条新型的烯烃生产路线。我国煤炭资源相对丰富，采用煤制烯烃工艺可以减少生产低碳烯烃对石油资源的依赖，同时可以明显降低低碳烯烃的生产成本。这种将甲醇催化转化为低碳烯烃的新工艺还有利于解决目前国内所存在的甲醇产能过剩的问题。以煤为基础原料制取低碳烯烃的装置包括煤制合成气、合成气制甲醇、甲醇制烯烃、烯烃分离与加工等单元。

在甲醇制低碳烯烃的过程中，催化剂易积碳失活，因此需频繁再生以保持反应器内的反应活性，这使得甲醇制烯烃过程的生焦率较高。甲醇制烯烃催化剂再生时一般保留少量的积碳，这种不完全再生的方式有助于避免或缩短反应的诱导期，提高低碳烯烃的收率，同时也使再生烟气中的一氧化碳含量较高。甲醇制烯烃装置再生烟气目前一般采用直接焚烧、回收热量的处理方式。这种处理方式会增大了碳的排放量，同时将烟气中的粉尘也容易随之排入大气，造成二次污染。再生烟气中含量较高的一氧化碳是合成气的主要成分之一，煤基甲醇制烯烃装置在上游建有合成气制甲醇装置，如能将其回收利用可以进一步降低生产烯烃的原料单耗，节约资源。

甲醇制烯烃产品气中含有甲烷、氢气、乙烷及丙烷等，这部分气体一般用作燃料气。甲烷和氢气返回煤气化单元，可以转化为合成气；乙烷和丙烷经催化脱氢反应可转化为乙烯、丙烯和氢气，可以在增产低碳烯烃的同时提供一部分的氢气，进一步增加一氧化碳回收利用的经济性。

发明内容

本发明旨在提供一种煤基甲醇制低碳烯烃的系统，以降低煤基甲醇制低碳烯烃系统运行过程中的碳排放和生产低碳烯烃的原料消耗。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种煤基甲醇制低碳烯烃系统，其特征在于，煤基甲醇制低碳烯烃系统包括：合成气制甲醇系统，设有合成气入气口和甲醇出料口；甲醇制低碳烯烃系统，与合成气制甲醇系统的甲醇出料口相连，设有待生催化剂出料口和MTO产品气出气口；烯烃分离系统，与甲醇制低碳烯烃系统的MTO产品气出料口相连，设有与MTO产品气出气口相连的MTO产品气入气口，以及与MTO产品气入气口相连的脱甲烷塔，脱甲烷塔设有塔顶气出口；煤气化系统，与烯烃分离系统中脱甲烷塔的塔顶气出口相连，设有合成气出气口，合成气出气口与合成气制甲醇系统的合成气入气口相连；催化剂再生系统，与甲醇制低碳烯烃系统的待生催化剂出料口相连，设有再生烟气出口；烟气分离系统，与催化剂再生系统的再生烟气出口相连，设有一氧化碳出气口；一氧化碳出气口与煤气化系统的合成气出气口和合成气制甲醇系统的合成气入气口之间的第一流路相连通。

进一步地，上述煤气化系统与合成气制甲醇系统之间设有合成气净化装置，烟气分离系统的一氧化碳出气口与第二流路或者第三流路相连通，第二流路位于合成气出气口和合成气净化装置之间，第三流路位于合成气净化装置合成气出气口和合成气制甲醇装置的合成气入气口之间。

进一步地，上述烟气分离系统包括：气固分离装置，位于催化剂再生系统与第一流路之间，设有与催化剂再生系统的再生烟气出气口相连的再生烟气入气口，以及与第一流路相连通的一氧化碳出气口。

进一步地，上述一氧化碳出气口与第三流路相连通时，烟气分离系统包括：气固分离装置，位于催化剂再生系统与第三流路之间，设有与催化剂再生系统的再生烟气出气口相连的再生烟气入气口，及脱固气体出口，以及气体分离装置，位于在气固分离装置与第三流路之间，设有与脱固气体出口相连的脱固气体入口及一氧化碳出气口。

进一步地，上述气固分离装置为旋风分离器和/或急冷塔。

进一步地，上述气体分离装置为分子筛变压吸附装置或膜分离装置。

进一步地，上述气体分离装置为分子筛变压吸附装置时，所使用的吸附剂为5A分子筛，优选为担载铜的5A分子筛。

进一步地，上述烟气分离系统还包括换热装置，换热装置设置在催化剂再生系统的再生烟气出气口与气固分离装置的再生烟气入气口之间，优选地，换热装置用于加热煤基甲醇制低碳烯烃系统中待加热流路。