[发明专利]甲醇制烯烃装置及方法

说明书

本发明提供了一种甲醇制烯烃装置及方法。该装置包括至少两个反应器、再生器及至少两个急冷水洗装置，各反应器设置有待生催化剂出口、再生催化剂入口及产品气出口；再生器设置有待生催化剂入口和再生催化剂出口，且待生催化剂入口分别与各待生催化剂出口连通，再生催化剂出口分别与各再生催化剂入口连通；急冷水洗装置与反应器一一对应设置，急冷水洗装置上设置有产品气入口，且产品气入口分别与对应的产品气出口连通。上述装置，充分利用了甲醇制烯烃过程中再生器负荷小、反应器负荷大、催化剂循环量小的特点，将多个反应器共用一个再生器，大幅提高甲醇制烯烃单套装置的产能。

技术领域

本发明涉及化工领域，具体而言，涉及一种甲醇制烯烃装置及方法。

背景技术

乙烯、丙烯等低碳烯烃是最基本的化工原料，尤其是乙烯的生产能力是衡量一个国家和地区化工水平的标志之一。目前主要的乙丙烯生产方式有以石油为原料的裂解技术、甲醇制烯烃技术、甲醇制丙烯技术、丙烷脱氢技术等，均已经形成产业化。我国石油资源严重短缺，2015年石油对外依存度达到60％，严重影响我国能源战略安全。以石油基为来源的乙丙烯生产路线要消耗宝贵的石油资源，我国煤炭资源丰富，开展煤基烯烃生产路线具有重要意义。一方面减少石油资源消耗，另一方面提高煤炭利用效率和经济价值。煤基烯烃的技术路线为：煤气化、合成气净化、合成气制甲醇、甲醇制烯烃、烯烃分离、烯烃聚合生产聚乙烯和聚丙烯。目前我国甲醇产量相对过剩，甲醇市场低迷，利用甲醇转化生产低碳烯烃不仅能缓解乙丙烯市场短缺，同时提高甲醇生产企业经济效益。

甲醇转化制低碳烯烃(甲醇制烯烃)通常采用磷酸硅铝分子筛微球型催化剂，其主要活性组分为SAPO-34分子筛，催化剂在反应过程中会产生积碳，堵塞分子筛孔道，造成分子筛催化活性降低。催化剂需要周期性的再生，烧掉催化剂表面的积炭，恢复催化剂活性。因此，甲醇制烯烃过程均需要反应器和再生器组合。国内外专利报道了多种甲醇制烯烃的方法和装置，大多采用流化床反应器和流化床再生器。

目前，运行、在建和设计的甲醇制烯烃装置最大加工能力为180万吨甲醇/年，烯烃生产能力为60万吨/年。设置了碳四烯烃裂解或者烯烃歧化的甲醇制烯烃装置的烯烃生产能力达到68万吨/年，难以达到百万吨级的生产规模，无法进一步发挥装置大型化的规模效益和经济效益。石油化工中一般千万吨炼油装置配置百万吨规模乙烯装置，我国已经建成多个百万吨级乙烯生产基地。例如国内目前单套乙烯装置产能最大的上海赛科90万吨乙烯装置，2007年产量突破100万吨，2010年突破120万吨，达到129.43万吨。

石油化工中百万吨级的乙烯工程的生产运营表明，通过装置大型化和集约化，能够降低能耗、提高能效和经济效益。甲醇制烯烃装置一般采用流化床反应再生系统，同为采用流化床反应再生系统的催化裂化装置国内规模最大规模达到350万吨/年，例如广西石化、大连石化和兰州石化的催化裂化装置。美国贝汤炼油厂催化裂化装置单套规模达到600万吨/年。

甲醇制烯烃工艺和催化裂化工艺均采用流化床反应再生系统，由于甲醇制烯烃装置原料为甲醇，分子量为32，远小于催化裂化装置原料平均分子量200左右。同时，对于反应产物，甲醇制烯烃主要产物为乙烯、丙烯等低碳烃，根据反应原理，生成水基本占产品气组成的一半左右，产品气平均分子量较小。催化裂化装置主要产品为汽油(C5-C11烃)、柴油(C11-C20)，平均分子量较大。由于甲醇装置进料和产品气物料性质,导致目前甲醇制烯烃的装置规模难以进一步扩大。从设备大型化看，甲醇制烯烃装置反应器已经接近目前国内最大的流化床反应器尺寸(300万吨催化裂化装置再生器直径为12m)。这表明，在目前技术条件下，通过增大反应器尺寸，从反应器设备制造、装置流态化和稳定性方面存在限制。因此，受制于甲醇制烯烃反应器处理能力限制，要进一步显著提高甲醇制烯烃装置规模难度较大。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种甲醇制烯烃装置及方法，以解决现有技术中甲醇制烯烃装置处理能力不足的问题。