[发明专利]一种以碎焦化学链燃烧辅助焦炉气联合重整制烯烃的系统

说明书

本发明公开了一种以碎焦化学链燃烧辅助焦炉气联合重整制烯烃的系统，系统包括依次连接的气体净化单元、甲醇合成单元、甲醇制烯烃单元和余热发电单元；还包括焦炭化学链燃烧单元、联合干湿重整单元及气体混合器。采用该系统制烯烃，可利用焦炭化学链燃烧产物二氧化碳与焦炉气联合重整来调节合成气氢碳比至甲醇合成理想氢碳比2，再通过甲醇制烯烃单元来合成烯烃产品。通过采用本发明的装置及工艺，在生产每吨烯烃额外消耗0.5吨碎焦条件下，可将焦炉气制烯烃的能效提高8个百分点，将烯烃产能规模由60万吨提高到90万吨。

技术领域

本发明涉及烯烃制备系统领域，具体是一种以碎焦化学链燃烧辅助焦炉气联合重整制烯烃的系统。

背景技术

以乙烯和丙烯为代表的烯烃是重要的平台化学品，烯烃的发展带动着其他有机化工产品的发展。近年来乙烯和丙烯生产能力逐年提高，但中国乙烯和丙烯当量自给率仅50%和70%。传统烯烃生产主要依赖石油，中国石油资源短缺和煤炭资源丰富使煤制烯烃得以快速发展，目前中国煤制烯烃产能已达1000万吨，但其面临水耗能耗高和二氧化碳等空气污染物排放严重等问题。

焦炉气是焦炭行业的副产气，其富含大量氢气、甲烷和一氧化碳等有效合成气。目前我国焦炉气年产量约2000亿m³，除去炼焦装置自用、供应城市煤气和民用燃气外，每年还有大量的焦炉气直接燃烧放散到大气中，这不仅浪费了资源，也加剧了环境污染。焦炉气制甲醇是当前中国焦炉气化工利用的主要途径，焦炉气制甲醇总产能已达1100万吨，约占甲醇总产能17%左右，甲醇可再通过成熟的甲醇制烯烃MTO技术生产高附加值烯烃产品。发展焦炉气制烯烃对于缓解中国油气资源短缺问题和发展替代石油产业技术具有重要作用。

焦炉气制烯烃的工艺流程如图1所示，图1中1为焦炉气净化单元，2为空分单元，3为部分氧化单元，4为甲醇合成单元，5为甲醇制烯烃单元，6为余热发电单元；7~17为物流或能流编号，其中7为粗焦炉气，8为洁净焦炉气，9为硫单质，10为空气，11为氧气，12为氮气，13为部分氧化气，14为水蒸汽，15为甲醇，16为驰放气，17为水蒸汽，18为烯烃，19为烷烃，20为水蒸汽，21为电力。目前焦炉气转化主要采用的是部分氧化技术。焦炉气部分氧化的合成气氢碳比约3.0左右，显著高于甲醇和烯烃合成理想氢碳比2，该技术合成烯烃产品将面临氢气过剩使合成气循环量大且弛放气中大量氢气不能被有效利用。焦炉气富氢少碳特点使其单独生产高附加值烯烃产品面临资源利用率低和产能规模受限等问题。焦化过程中产生可观的碎焦无法直接形成对钢铁行业的供给，只能以低价销售。可利用碎焦化学链燃烧产生数量可观的二氧化碳和一氧化碳，为焦炉气联合重整灵活供给碳源，对其合理利用将会对前述焦炉气制烯烃过程在物流合理化、能量最优化、经济效益最大化起到积极作用。目前尚未发现有将焦炭化学链燃烧与焦炉气进行联供生产烯烃的相关发明。

发明内容 本发明的目的是提供一种以碎焦化学链燃烧辅助焦炉气联合重整制烯烃的系统，以解决现有技术烯烃制备存在的缺点与不足。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

以碎焦化学链燃烧辅助焦炉气联合重整制烯烃的系统，其特征在于： 包括：

气体混合器，其具有原料粗焦炉气入口、燃烧气入口以及粗混合气出口，原料粗焦炉气通过原料粗焦炉气入口通入气体混合器，常温燃烧气通过燃烧气入口通入气体混合器，粗焦炉气、常温燃烧气在气体混合器中混合后得到粗混合气；

气体净化单元，其具有原料入口，以及二氧化碳出口、洁净焦炉气出口、硫单质排出口，所述气体混合器的粗混合气出口通过管路与气体净化单元的原料入口连接，使气体混合器中的粗混合气通入气体净化单元，粗混合气经过气体净化单元净化后得到洁净焦炉气、硫单质和二氧化碳，其中硫单质通过硫单质排出口排出；