适用于煤基甲醇制丙烯工艺的提高工艺蒸汽塔负荷的方法及系统

摘要

一种适用于煤基甲醇制丙烯工艺的提高工艺蒸汽塔负荷的方法包括以下步骤：(a)用于发生蒸汽的工艺水经烃油聚结器脱除烃类物质后输送至蒸汽塔冷凝器进行预加热，然后输送至工艺水预热器进行加热；(b)经工艺水预热器加热后的工艺水输送至蒸汽塔底部的再沸器进一步加热并发生蒸汽；所述再沸器采用中压蒸汽作为热源，中压蒸汽经换热后所产生的凝液经凝液罐收集、排出；(c)蒸汽塔中所生成的蒸汽自塔顶引出，经过热后作为工艺蒸汽输送至煤基甲醇制丙烯反应器；在蒸汽塔中所形成的含有水溶性杂质的废水自蒸汽塔底部引出。此外，本发明还提供了相应的工艺蒸汽发生系统。采用本发明可使蒸汽产量提高约110％。

说明书

技术领域

本发明涉及煤基甲醇制丙烯工艺，更具体地说，是一种适用于煤基 甲醇制丙烯工艺的提高工艺蒸汽塔负荷的方法及其系统。

背景技术

低碳烯烃之一的丙烯是化学工业中重要的基本有机化工原料，长期 以来国内外丙烯的来源主要依靠石脑油裂解技术。近十年来，随着石油 资源的逐渐减少、国际原油价格不断上涨，丙烯的生产成本不断升高， 极大程度上制约了丙烯工业的发展。于是，国内外的一些研究学者努力 寻找以非石油资源为原料生产丙烯的新方法。随着甲醇装置工业化生产 技术的日趋成熟，以煤或天然气资源生成甲醇再制取丙烯的生产路线越 来越受到人们的关注。

世界首套50万吨/年煤基甲醇制丙烯(MTP)工业装置在神华宁夏煤业 集团于2010年10月4日顺利投产，并产出合格丙烯。工艺蒸汽塔提供 MTP反应所需的工艺蒸汽，在反应完成后与生成的水一起进入激冷塔中被 分离。分离后的部分工艺水经工艺蒸汽塔生成蒸汽后返回到MTP反应器 中循环使用。

工艺蒸汽塔产生的蒸汽有如下作用：1、降低甲醇的分压，同时还降 低了生成的低碳烯烃的分压，减缓低碳烯烃的聚合；2、带走反应热。因 MTP反应为强放热反应，过高温度对催化剂性能会产生影响；3、反应中 加入蒸汽具有降低催化剂结焦速率等作用。

鉴于蒸汽对于煤基甲醇制丙烯工艺的上述积极作用，以及为了满足 装置扩能改造等方面的要求，需对现有的蒸汽发生系统进行改造，以提 高其运行负荷，增大蒸汽产量。

发明内容

本发明的目的之一在于：提供一种适用于煤基甲醇制丙烯工艺的提 高工艺蒸汽塔负荷的方法。

本发明的另一目的在于：提供一种适用于煤基甲醇制丙烯工艺过程 的工艺蒸汽发生系统。

本发明所提供的提高工艺蒸汽塔负荷的方法，包括以下步骤：

(a)用于发生蒸汽的工艺水经烃油聚结器脱除烃类物质后输送至蒸 汽塔冷凝器进行预加热，然后输送至工艺水预热器进行加热；

(b)经工艺水预热器加热后的工艺水输送至蒸汽塔底部的再沸器进 一步加热并发生蒸汽；所述再沸器采用中压蒸汽作为热源，中压蒸汽经 换热后所产生的凝液经凝液罐收集、排出；

(c)蒸汽塔中所生成的蒸汽自塔顶引出，经过热后作为工艺蒸汽输送 至煤基甲醇制丙烯反应器；在蒸汽塔中所形成的含有水溶性杂质的废水 自蒸汽塔底部引出。

本发明所提供的适用于煤基甲醇制丙烯工艺过程的工艺蒸汽发生系 统包括：

(a)一个用来脱除工艺水中所含烃类物质的烃油聚结器；

(b)一个蒸汽塔冷凝器，所述冷凝器通过第一管线与烃油聚结器相 连；

(c)一个工艺水预热器，所述工艺水预热器通过第二管线与所述蒸汽 塔冷凝器相连；

(d)一个蒸汽塔，所述工艺水预热器通过第三管线与所述蒸汽塔的再 沸器相连，蒸汽塔的顶部设有蒸汽引出管线，蒸汽塔的底部设有废水引 出管线；

(e)一个凝液罐，所述凝液罐通过第四管线与所述再沸器的加热介质 的出口相连。

下面进一步说明本发明所提供的方法和工艺蒸汽发生系统，但本发 明并不因此而受到任何限制。

本发明在所述工艺蒸汽塔前加装了烃油聚结器，目的是尽可能地脱 除工艺水中所含的烃类物质，因为烃油含量过高会导致内插全浸式再沸 器结垢、结焦，使传热效率降低。本发明对于所述聚结器无特殊要求， 适合于本发明所述工况条件的任何型式的聚结器均可选用，尤其是滤芯 具有亲水憎油特性的聚结器。

为了加大换热面积，提高换热效率，可增设蒸汽塔再沸器，例如， 可增加三台外置的普通列管式再沸器与原有的两台内插全浸式再沸器并 列连接。新增的三台外置的普通列管式再沸器之间并联连接。

在本发明中，所述蒸汽塔再沸器优选地采用中压蒸汽作为加热介质。 进一步优选地，为了使排出凝液量不受到疏水器排量的限制，可在中压 蒸汽凝液出口增设一个凝液罐，罐底凝液排放用液位控制，保证凝液及 时排出。加热后的工艺水利用工艺蒸汽塔冷凝器在塔中提供回流，脱除 水溶性杂质，这些杂质作为废水在塔底被清除。

离开工艺蒸汽塔塔顶的工艺蒸汽在加热炉中过热，然后在MTP反应 器进料混合器中与热的DME/HC(二甲醚/烃)循环物料混合，进料到MTP 反应器中，从而达到对MTP反应器撤热、减小催化剂结焦速度等作用。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在以下方面：

1、由于增设了烃油聚结器，可减缓再沸器结垢、结焦，提高了传热 效率；在增设聚结器后，工艺水中游离烃的含量可以降低到10ppm以下， 明显抑制了再沸器的结垢速度；

2、本发明所述蒸汽塔再沸器的设计，加大换热面积，提高换热效率， 降低了能耗；

3、提高工艺蒸汽塔的负荷，增加了工艺蒸汽的产量。试验证明：加 装了三台列管式再沸器及中压蒸汽出口的凝液罐后，工艺蒸汽塔产汽量 由100t/h提至215t/h，显著地提高了蒸汽产量，为MTP反应更好地进行 提供必要保证。

附图说明

图1是本发明所提供方法及其工艺蒸汽发生系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细说明本发明所提供方法及其工艺蒸汽发生 系统，但本发明并不因此而受到任何限制。

如图1所示，用于发生蒸汽的工艺水经烃油聚结器1脱除烃类物质 后，通过第一管线3输送至蒸汽塔冷凝器2预加热，然后通过第二管线5 输送至工艺水预热器4加热。经工艺水预热器加热后的工艺水，通过第 三管线7输送至蒸汽塔底部的再沸器8，进一步加热并在蒸汽塔底部发生 蒸汽。所述再沸器采用中压蒸汽作为热源。中压蒸汽经换热后所产生的 凝液，通过第四管线12收集于凝液罐11中，并通过第五管线13和疏水 器(图中未示出)排出。蒸汽塔中所生成的蒸汽自塔顶蒸汽引出管线9引 出，经过热后作为工艺蒸汽输送至煤基甲醇制丙烯反应器。在蒸汽塔中 所形成的含有水溶性杂质的废水自蒸汽塔底部的废水引出管线10引出。

试验证明：在增设烃油聚结器(型号：7682-1800-22聚结滤芯： BZTC-0/W-FX-150*1500；北京北华仙泉技术开发有限公司生产)后，工艺 水中游离烃的含量可以降低到10ppm以下，明显抑制了再沸器的结垢速 度。

进入工艺蒸汽塔的工艺水先在工艺蒸汽塔底部的再沸器进行加热， 为了提高换热面积，增大产汽量，在图中蒸汽塔身用虚线标出的区域加 装三台外置的列管式再沸器。再沸器加热蒸汽所产生的凝液应及时通过 疏水器排出，以保证产汽量。为了使排出凝液量不受到疏水器排量的限 制，在疏水器前加装凝液罐以保证凝液及时排出。加热后的工艺水利用 工艺蒸汽塔冷凝器在塔中提供回流，脱除水溶性杂质，这些杂质作为废 水在塔底被清除。

离开工艺蒸汽塔塔顶的工艺蒸汽在加热炉中过热，然后在MTP反应 器进料混合器中与热的DME/HC(二甲醚/烃)循环物料混合，进料到MTP 反应器中，从而达到对MTP反应器撤热、减小催化剂结焦速度等作用。

试验证明：加装了三台列管式再沸器及中压蒸汽出口的凝液罐后， 工艺蒸汽塔产汽量由100t/h提至215t/h，显著地提高了蒸汽产量，为 MTP反应更好地进行提供必要保证。