本發(fā)明涉及一種MTP工藝中利用原料甲醇脫除產(chǎn)物中DME的方法

背景技術(shù)：

丙烯是一種需求量很大的基本有機化工原料，主要來自于石油加工過程。隨著石油資源的日益匾乏，發(fā)展由煤或天然氣等非石油資源制備丙烯的技術(shù)越來越引起國內(nèi)外的重視。由甲醇為原料制取丙烯(MTP)是最有希望取代石油路線的新型工藝。煤或天然氣制合成氣，再由合成氣制取甲醇和二甲醚是成熟的工藝技術(shù)。因此，從甲醇制備丙烯是煤制烯烴路線的關(guān)鍵技術(shù)。近年來，德國魯奇MTP工藝技術(shù)的工業(yè)化已經(jīng)取得了突破。上海石油化工研究院5000噸/年甲醇制丙烯工業(yè)側(cè)線試驗于2013年9月完成，并且在2014年7月完成180萬噸/年甲醇制丙烯成套技術(shù)工藝包的評審。

MTP工藝技術(shù)先將原料甲醇?xì)庀噙^熱后送入預(yù)反應(yīng)器(DME反應(yīng)器)將甲醇部分轉(zhuǎn)化為二甲醚(DME)，預(yù)反應(yīng)器產(chǎn)物再送入MTP反應(yīng)器轉(zhuǎn)化為含有丙烯產(chǎn)品的烴水化合物。在反應(yīng)末期，會有未反應(yīng)的DME隨產(chǎn)品氣體進(jìn)入分離系統(tǒng)，DME的沸點與丙烯、丙烷接近，很難通過傳統(tǒng)的精餾塔分離，如果丙烯產(chǎn)品因含有DME雜質(zhì)，將會使以甲醇為源頭制備低碳烯烴技術(shù)受到巨大的限制，丙烯產(chǎn)品的效益將會大大減少。

CN202246473專利解決的是丙烯產(chǎn)品的含水量問題，CN101050160A專利公開了將具有3個碳原子的烯烴從具有4個碳原子的烯烴分離的方法。

CN103992201A專利公布了一種MTP工藝中脫除、循環(huán)利用DME的方法，該方法是先用甲醇溶液萃取MTP反應(yīng)產(chǎn)物中未反應(yīng)的DME，再將DME、甲醇和C4⁺烴在萃取分離罐中用水萃取，分離DME、甲醇和C4⁺烴，然后將DME、甲醇和萃取水送入甲醇回收塔中回收DME、甲醇，分離出來的水送入萃取分離罐循環(huán)使用，該方法可以脫除DME，而且還實現(xiàn)了水的循環(huán)使用，但是流程相 對比較復(fù)雜，設(shè)備較多，因此投資和能耗也會較大。這是因為MTP反應(yīng)器主要進(jìn)料是由DME、甲醇和水組成，而在萃取分離罐分離出C4⁺烴之后罐底物流主要也是由DME、甲醇和水組成，因此可以考慮直接將該股物流送入MTP反應(yīng)器，而沒有必要先進(jìn)行甲醇回收塔回收甲醇和DME，再將甲醇和DME送入DME反應(yīng)器，最后再送入MTP反應(yīng)器。

綜上所述，開發(fā)出一種簡單、高效的DME脫除工藝系統(tǒng)將能夠從能耗、操作費用、設(shè)備費用等方面推進(jìn)甲醇制烯烴技術(shù)的工業(yè)化進(jìn)程。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有MTP工藝中脫除DME的工藝流程復(fù)雜、設(shè)備較多、設(shè)備投資大、能耗高等問題，提供一種MTP工藝中利用原料甲醇脫除產(chǎn)物中DME的方法。該方法具有流程簡單、設(shè)備投資少、能耗低的優(yōu)點。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：來自上游的MTP反應(yīng)產(chǎn)物和甲醇溶液一起送入脫丙烷塔分離為C3及以下組分烴物流和含甲醇、二甲醚的C4及以上烴物流，含甲醇、二甲醚的C4及以上烴送入萃取塔分離為C4及以上烴物流和含甲醇、二甲醚和水的混合物流，含甲醇、二甲醚和水的混合物流送入MTP反應(yīng)器作為反應(yīng)進(jìn)料，同時DME反應(yīng)產(chǎn)物也送入MTP反應(yīng)器作為反應(yīng)進(jìn)料。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，MTP反應(yīng)產(chǎn)物含有甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、C4⁺烴和未反應(yīng)完全的二甲醚。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，向脫丙烷塔中注入的甲醇溶液來源于MTP工藝原料甲醇。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，甲醇溶液用于吸收MTP反應(yīng)產(chǎn)物中未反應(yīng)完全的二甲醚。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，原料甲醇同時送入DME反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化為二甲醚為主的反應(yīng)產(chǎn)物。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，脫丙烷塔的操作壓力為1.8～2.2MPaG；塔頂溫度36～45℃。

上述技術(shù)方案中，更優(yōu)選地，脫丙烷塔的操作壓力為1.9～2.1MPaG；塔頂溫度為38～42℃。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，本發(fā)明所述的萃取塔使用的萃取劑為水。

上述技術(shù)方案中，萃取塔操作壓力為1.5～2.1MPaG。

本發(fā)明所述的調(diào)節(jié)脫丙烷塔注入的甲醇溶液流量，使得脫丙烷塔塔頂蒸出物中C4⁺烴含量低于分析儀器檢測下限或無法檢測為止。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于，本發(fā)明萃取塔中用水將二甲醚、甲醇萃取出來和C4⁺烴分離后直接送入MTP反應(yīng)器作為反應(yīng)原料再利用，流程簡單，能耗低?，F(xiàn)有技術(shù)則是將萃取塔中分離出來的水、二甲醚和甲醇在甲醇回收塔進(jìn)行進(jìn)一步分離，分離出來的甲醇和二甲醚先送入DME反應(yīng)器，再將DME反應(yīng)器反應(yīng)產(chǎn)物送入MTP反應(yīng)器，流程相對復(fù)雜，由于增加設(shè)備，故投資和能耗也會增加。

本發(fā)明MTP反應(yīng)器的進(jìn)料有多股物流，萃取塔中分離出來的二甲醚和甲醇只是其中一股物流。從以上實施例和比較例可以看出，在相同脫除DME的效果情況下，本發(fā)明采用的設(shè)備少，投資少，流程簡單，所以能耗相應(yīng)較低。

本發(fā)明具有工藝流程簡單、不需增加額外設(shè)備，減少設(shè)備投資費用；操作簡單，直接在脫丙烷塔本體上部注入原料甲醇，高效吸收DME，使之與丙烯、丙烷分離，保證了丙烯產(chǎn)品的純度；通過簡單的萃取分離過程回收DME和甲醇并直接返回MTP反應(yīng)器進(jìn)行再利用。

附圖說明

圖1專利CN103992201A公布的一種MTP工藝中脫除、循環(huán)利用DME的方法示意圖

圖2本發(fā)明流程示意圖

圖1、圖2中：A為脫丙烷塔，B為萃取分離罐，C為甲醇回收塔，D為DME反應(yīng)器，E為MTP反應(yīng)器，F(xiàn)為萃取塔，T為在線分析儀，11為來自上游的MTP反應(yīng)產(chǎn)物，12為C3及以下組分烴物流，13為含甲醇、二甲醚的C4及以上烴物流，14為含甲醇、二甲醚的抽提水，15為C4及以上烴物流，16為抽提水，17為二甲醚和甲醇，18為DME反應(yīng)產(chǎn)物，19為MTP反應(yīng)產(chǎn)物，21為含甲醇、水和二甲醚的物流，31為甲醇。

圖1中，來自上游的MTP反應(yīng)產(chǎn)物11和甲醇溶液31同時送入脫丙烷塔A中，C3及以下組分烴物流12從脫丙烷塔A塔頂流出，含甲醇、二甲醚的C4及以上烴物流13從脫丙烷塔A塔釜流出后送入萃取分離罐B中，C4及以上烴 物流15從萃取分離罐B頂部流出，含甲醇、二甲醚的抽提水14從萃取分離罐B底部流出后送入甲醇回收塔C中，分離出含二甲醚和甲醇的物流17和抽提水16，抽提水16返回至萃取分離罐B，物流17送入DME反應(yīng)器反應(yīng)完成后得到DME反應(yīng)產(chǎn)物18，物流18送入MTP反應(yīng)器E反應(yīng)得到MTP反應(yīng)產(chǎn)物19。

圖2中，來自上游的MTP反應(yīng)產(chǎn)物11和甲醇溶液31同時送入脫丙烷塔A中，C3及以下組分烴物流12從脫丙烷塔A塔頂流出，含甲醇、二甲醚的C4及以上烴物流13從脫丙烷塔A塔釜流出后送入萃取塔F中，分離出C4及以上烴物流15和含甲醇、水和二甲醚物流21，物流21送入MTP反應(yīng)器E，同時甲醇物流31送入DME反應(yīng)器D得到DME反應(yīng)產(chǎn)物后送入MTP反應(yīng)器E，在MTP反應(yīng)器E出口得到MTP反應(yīng)產(chǎn)物19。

具體實施方式

【實施例1】

按照本發(fā)明所述流程示意圖，以一個年產(chǎn)50萬噸/年丙烯的MTP裝置為例，脫丙烷塔進(jìn)料11流量為120t/h，進(jìn)料中含有甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、C4⁺烴等。脫丙烷塔的操作壓力設(shè)為1.8MPaG；脫丙烷塔塔頂溫度至36℃；萃取塔操作壓力1.6MPaG，脫丙烷塔注入甲醇的流量為20t/h，DME、甲醇、C4⁺烴從脫丙烷塔塔底餾出后，進(jìn)入萃取塔，DME、甲醇與C4+烴分離直接送入MTP反應(yīng)器生成低碳原子數(shù)的輕烴。則能耗為10.2kg標(biāo)油，脫丙烷塔頂氣體中DME含量為2PPM。

【實施例2】

按照本發(fā)明所述流程示意圖，以一個年產(chǎn)50萬噸/年丙烯的MTP裝置為例，脫丙烷塔進(jìn)料11流量為125t/h，進(jìn)料中含有甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、C4⁺烴等。脫丙烷塔的操作壓力設(shè)為1.9MPaG；脫丙烷塔塔頂溫度至37.5℃；萃取塔操作壓力1.7MPaG，脫丙烷塔注入甲醇的流量為30t/h，DME、甲醇、C4⁺烴從脫丙烷塔塔底餾出后，進(jìn)入萃取塔，DME、甲醇與C4+烴分離直接送入MTP反應(yīng)器生成低碳原子數(shù)的輕烴。則能耗為10.6kg標(biāo)油，脫丙烷塔頂氣體中DME含量為1PPM。

【實施例3】

按照本發(fā)明所述流程示意圖，以一個年產(chǎn)50萬噸/年丙烯的MTP裝置為例，脫丙烷塔進(jìn)料11流量為130t/h，進(jìn)料中含有甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、C4⁺烴等。脫丙烷塔的操作壓力設(shè)為2.0MPaG；脫丙烷塔塔頂溫度至39℃；萃取塔操作壓力1.8MPaG，脫丙烷塔注入甲醇的流量為40t/h，DME、甲醇、C4⁺烴從脫丙烷塔塔底餾出后，進(jìn)入萃取塔，DME、甲醇與C4+烴分離直接送入MTP反應(yīng)器生成低碳原子數(shù)的輕烴。則能耗為10.7kg標(biāo)油，脫丙烷塔頂氣體中DME含量為2PPM。

【實施例4】

按照本發(fā)明所述流程示意圖，以一個年產(chǎn)50萬噸/年丙烯的MTP裝置為例，脫丙烷塔進(jìn)料11流量為140t/h，進(jìn)料中含有甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、C4⁺烴等。脫丙烷塔的操作壓力設(shè)為2.2MPaG；脫丙烷塔塔頂溫度至42℃；萃取塔操作壓力2.0MPaG，脫丙烷塔注入甲醇的流量為45t/h，DME、甲醇、C4⁺烴從脫丙烷塔塔底餾出后，進(jìn)入萃取塔，DME、甲醇與C4+烴分離直接送入MTP反應(yīng)器生成低碳原子數(shù)的輕烴。則能耗為10.8kg標(biāo)油，脫丙烷塔頂氣體中DME含量為3PPM。

【對比例1】

按照專利CN103992201A公布的示意圖，以一個年產(chǎn)50萬噸/年丙烯的MTP裝置為例，脫丙烷塔進(jìn)料11流量為120t/h，進(jìn)料中含有甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、C4⁺烴等。脫丙烷塔的操作壓力設(shè)為1.8MPaG；脫丙烷塔塔頂溫度至39℃；萃取罐操作壓力1.6MPaG，脫丙烷塔注入甲醇的流量為30t/h，DME、甲醇、C4⁺烴從脫丙烷塔塔底餾出后，進(jìn)入萃取塔，DME、甲醇與C4+烴分離直接送入MTP反應(yīng)器生成低碳原子數(shù)的輕烴。則能耗為21.2kg標(biāo)油，脫丙烷塔頂氣體中DME含量為3PPM。

【對比例2】

按照專利CN103992201A公布的示意圖，以一個年產(chǎn)50萬噸/年丙烯的MTP裝置為例，脫丙烷塔進(jìn)料11流量為125t/h，進(jìn)料中含有甲烷、乙烷、乙烯、 丙烯、丙烷、C4⁺烴等。脫丙烷塔的操作壓力設(shè)為1.9MPaG；脫丙烷塔塔頂溫度至40℃；萃取罐操作壓力1.7MPaG，脫丙烷塔注入甲醇的流量為40t/h，DME、甲醇、C4⁺烴從脫丙烷塔塔底餾出后，進(jìn)入萃取塔，DME、甲醇與C4+烴分離直接送入MTP反應(yīng)器生成低碳原子數(shù)的輕烴。則能耗為21.3kg標(biāo)油，脫丙烷塔頂氣體中DME含量為2PPM。

【對比例3】

按照專利CN103992201A公布的示意圖，以一個年產(chǎn)50萬噸/年丙烯的MTP裝置為例，脫丙烷塔進(jìn)料11流量為130t/h，進(jìn)料中含有甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、C4⁺烴等。脫丙烷塔的操作壓力設(shè)為2.0MPaG；脫丙烷塔塔頂溫度至42℃；萃取罐操作壓力1.8MPaG，脫丙烷塔注入甲醇的流量為45t/h，DME、甲醇、C4⁺烴從脫丙烷塔塔底餾出后，進(jìn)入萃取塔，DME、甲醇與C4+烴分離直接送入MTP反應(yīng)器生成低碳原子數(shù)的輕烴。則能耗為21.4kg標(biāo)油，脫丙烷塔頂氣體中DME含量為2PPM。

【對比例4】

按照專利CN103992201A公布的示意圖，以一個年產(chǎn)50萬噸/年丙烯的MTP裝置為例，脫丙烷塔進(jìn)料11流量為140t/h，進(jìn)料中含有甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、C4⁺烴等。脫丙烷塔的操作壓力設(shè)為2.2MPaG；脫丙烷塔塔頂溫度至44℃；萃取罐操作壓力2.0MPaG，脫丙烷塔注入甲醇的流量為50t/h，DME、甲醇、C4⁺烴從脫丙烷塔塔底餾出后，進(jìn)入萃取塔，DME、甲醇與C4+烴分離直接送入MTP反應(yīng)器生成低碳原子數(shù)的輕烴。則能耗為22.0kg標(biāo)油，脫丙烷塔頂氣體中DME含量為3PPM。