[发明专利]一种含氧化合物制丙烯工艺的能量回收方法

说明书

技术领域

本发明属丙烯生产领域，具体涉及一种含氧化合物制丙烯工艺的能量回收方法。

背景技术

丙烯是现代化学工业中一种重要的基础化工原料，其总量的95％来自石脑油蒸汽裂解联产及流化催化裂化(FCC)副产。受全球原油价格持续上涨，以及乙烯原料向乙烷等轻烃转移趋势的影响，全球丙烯需求缺口持续增长。同时，以煤基甲醇或天然气/页岩气基甲醇为原料生产丙烯的甲醇制丙烯(MTP)工艺日益受到各国青睐。针对我国“富煤、缺油、少气”的能源结构，开发以煤基甲醇为原料的MTP工艺具有较高的市场竞争力及深远的战略意义。

美国专利US2003/0139635公开了一种通过甲醇制备丙烯的方法。该方法将甲醇蒸汽首先在预反应器中转化成含二甲醚的蒸汽混合物，随后被加热至380～480℃后进入反应器内转化成富含丙烯的产物物流。该产物物流随后经过换热单元降温至100～200℃后进入激冷塔水洗急冷。该专利中需要设置加热炉对从预反应器中流出的含二甲醚的蒸汽混合物进行加热，使其满足含氧化合物制丙烯反应器的反应温度，加热炉负荷较高。同时，由于反应产物中有机酸和含氧化合物的影响，长周期运行中可能造成的设备腐蚀，换热器效率下降等问题均未被考虑到。

中国专利CN101172918A同样公开了一种从甲醇制备丙烯的方法。该方法将甲醇原料与稀释气在200～500℃下通过预反应器形成反应流出物I，反应流出物I再在400～600℃下反应生成富含丙烯的反应流出物II，预反应器和反应器之间同样需要设置加热炉加热，且其能耗较高。

上述文献中尽管都设置了产物能量回收单元，但仍存在对反应产物的能量利用不够彻底，加热炉负荷过高，工艺能效水平不高的问题。

本工艺通过将气烃产物压缩机前置，将反应器出口产物热流压缩升温以提高其能量品位，并经过三级热量回收单元逐步回收其能量，最终实现了对含氧化合物制丙烯反应器产物热量的充分利用。通过合理地安排压缩机位置，流程中不需设置加热炉，含氧化合物制丙烯反应器原料可经一次换热直接达到反应温度。且由于压缩机前置，产物相分离效率高，气相产物和油相产物中水含量明显降低。全流程能效水平高，产物能量利用充分。

发明内容

本发明所解决的技术问题是以往技术中含氧化合物制丙烯产物在后处理阶段能量利用率不高，反应物流在进入反应器前需经加热炉加热且加热炉负荷过大，工艺整体能效水平不高的问题，提供一种新的含氧化合物制丙烯工艺能量回收的方法。该方法具有分阶段的产物能量利用，反应原料无需加热炉加热，通过与产物的换热即可达到反应温度，工艺整体能效水平高，产物分离效率高的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

含氧化合物制丙烯工艺的能量回收方法包括以下步骤：

1)含氧化合物制丙烯反应器出口产物经脱酸反应器脱除小分子有机酸，得到高温物流I；所述的高温物流I为富含丙烯，不含甲酸、乙酸、丙酸，且包括C1～C10各碳数的烯烃、烷烃及芳烃的烃类混合物流；

2)将高温物流I经压缩机压缩升温，得到高温物流II；

3)将高温物流II依次通入原料气预热器、甲醇汽化器及循环水预热器分别预热原料气、汽化甲醇和循环水，最后进入空冷器冷却后进入相分离器分离出油、水、气三相。

所述的高温物流I的温度为400～600℃，所述的高温物流II的温度为500～700℃。

所述的步骤1)中产物经脱酸反应器脱除的小分子有机酸为甲酸、乙酸和丙酸。所述的步骤1)中脱酸反应器操作温度为400～600℃，操作压力以表压计0.1～0.5MPa。

所述的步骤2)中压缩机的操作压力以表压计0.3～0.8Mpa。所述的步骤2)中压缩机个数为1台。

所述的步骤3)中原料气温度为150～350℃，经换热器换热后温度为350～500℃，可直接进入含氧化合物制丙烯反应器进行反应，不需使用加热炉加热。所述的步骤3)中循环水预热器入口产物流股温度为200～300℃，出口产物流股温度为100～200℃。所述的步骤3)中空冷器入口产物流股温度为100～200℃，出口产物流股温度为20～50℃。所述的步骤3)中三相分离器出口气烃产物中水含量小于0.5wt％，油相产物中水含量小于1.0wt％。