以甲醇為原料的輕烴制備方法及輕烴制備系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種以甲醇為原料的輕烴制備方法，還涉及一種采用該方法的輕烴制備系統。
【背景技術】
[0002]隨著全球經濟和汽車業的快速發展，世界石油需求量和汽車燃料消耗不斷攀升，大氣污染日趨嚴重，公眾節能減排和環保意識也在不斷加強。為應對全球氣候變暖對人類生存和發展的嚴峻挑戰，世界各國汽車尾氣排放標準及燃油質量標準也日趨嚴格，甲醇制輕烴技術可使粗甲醇直接轉化成低硫、低烯烴、高辛烷值的輕烴，產品可直接銷售或是與常規煉廠汽油相調和，得到滿足國IV或是國V標準的清潔汽油產品。但目前國內甲醇制輕烴的裝置工藝流程復雜，原料甲醇一般需要經過預熱器、蒸發器和過熱器三次加熱后進入反應器，未能充分回收反應熱，造成單位產品能耗高，并且其工藝控制難度高，產品質量不穩定。

【發明內容】

[0003]為了克服現有技術的上述缺陷，本發明提供了一種以甲醇為原料的輕烴制備方法，還提供了一種采用該方法的輕烴制備系統，以期簡化工藝流程，降低工藝控制難度，降低能耗，提尚廣品質量。
[0004]本發明所采用的技術方案:
一種以甲醇為原料的輕烴制備方法，將原料甲醇通過進出口換熱器與合成反應器的出料換熱升溫后，送入醚化反應器進行醚化反應，生成二甲醚和水，將醚化反應器的出料送入合成反應器進行合成反應，生成粗輕烴，在將原料甲醇送入醚化反應器的同時將循環氣也送入醚化反應器，通過送入醚化反應器的循環氣控制醚化反應器的反應溫度，將合成反應器的出料經熱量回收冷卻后進入三相分尚系統，所述三相分尚系統分尚出來的氣相大部分經氣體壓縮機升壓后作為循環氣使用，少量可以作為馳放氣，并可以送入后分離系統參與有用成分的分離，水相可以送至污水處理設施或進行其他處理，油相送至后分離系統進行分離，分離出的產品包括燃料氣、液化氣、輕烴和重油。
[0005]—種以甲醇為原料的輕烴制備系統，包括進料輸送管道、醚化反應器、合成反應器、三相分離系統和能夠從相應油相分離出燃料氣、液化氣、輕烴和重油的后分離系統，所述醚化反應器與所述合成反應器相連，醚化反應器的出料進入合成反應器，所述合成反應器的輸出管道連接所述三相分離系統的進料口，所述三相分離系統的氣相輸出管道連接氣體壓縮機的進口，所述氣體壓縮機的輸出管道連接所述醚化反應器的進料口，所述氣體壓縮機的輸出管道與所述醚化反應器的進料口的連接方式為所述氣體壓縮機的輸出管道直接與所述醚化反應器的進料口連接或者為所述氣體壓縮機的輸出管道接入所述進料輸送管道，進而通過所述進料輸送管道與所述醚化反應器的進料口連接，所述三相分離系統的油相輸出管道連接所述后分離系統的進料口，所述合成反應器的輸出管道上依次串接有蒸汽發生器和進出口換熱器的放熱介質通道，所述蒸汽發生器設有用于接入除氧水的水進口和用于輸出蒸汽的蒸汽輸出管道，所述換熱器的吸熱介質通道串接在所述進料輸送管上，當所述氣體壓縮機的輸出管道接入所述進料輸送管道時，接入位置優選位于所述進出口熱交換器的吸熱介質進口側。
[0006]本發明的有益效果:通過循環氣有效地實現了對醚化反應器內反應溫度的控制，并且還可以通過循環氣有效地實現對合成反應器內反應溫度的控制，進而實現了對相關反應的反應深度和反應產物的控制，特別是可以有效地控制反應產物的組分分布及目標產物的收率，有利于提高輕烴的產率，由于醚化和合成反應的放熱強度都較高，溫度控制難度較大，而通過在進口送入循環氣的方式進行溫度控制，極大地降低了控制難度，有利于實現穩定且適宜的反應條件，極大地提高了產品質量及產品質量的穩定性，同時還有利于減少催化劑的積碳和結焦，提高生產效率，延長催化劑的再生周期和使用壽命；由于采用了進出口換熱器對原料甲醇進行加熱，可以是進入醚化反應器的原料基本上與反應溫度保持一致且不需要消耗額外的能量，有利于反應的順利進行；由于將蒸汽發生器和進出口換熱器依次串接在合成反應器的輸出管道上，由此實現了對合成氣熱能的充分和有效地利用，蒸汽發生器產生的中壓蒸汽可以直接用于氣體壓縮配合的汽輪機上，有利于減小總體能量消耗，并保證了后續工藝的適宜溫度，同時還可以在醚化反應器的輸出管道上也串接蒸汽發生器，不僅實現了對反應生成熱的有效利用，而且還降低了進入合成反應器的物料溫度，有利于保持合成反應器的適宜溫度，減輕合成反應器的冷卻要求。本發明能耗低，易于控制，易于維持工藝條件的穩定，生產成本低，效率高，并且產品質量好，質量穩定性高。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發明一種實施例的系統構造示意圖；
圖2是本發明另一種實施例的系統構造示意圖；
圖3是本發明第三種實施例的系統構造示意圖。
【具體實施方式】
[0008]本發明提供了一種以甲醇為原料的輕烴制備方法，其將原料甲醇通過進出口換熱器與合成反應器的出料換熱升溫后，送入醚化反應器進行醚化反應，生成二甲醚和水，將醚化反應器的出料送入合成反應器進行合成反應，生成粗輕烴，在將原料甲醇送入醚化反應器的同時將循環氣也送入醚化反應器，通過送入醚化反應器的循環氣控制醚化反應器的反應溫度，將合成反應器的出料經熱量回收冷卻后進入三相分離系統，所述三相分離系統分離出來的氣相大部分經氣體壓縮機升壓后作為循環氣使用，少量可以作為馳放氣，并可以送入后分離系統參與有用成分的分離，水相可以送至污水處理設施或進行其他處理，油相送至后分離系統進行分離，分離出的產品包括燃料氣、液化氣、輕烴和重油。
[0009]優選的，將部分循環氣與所述醚化反應器的出料一同送入合成反應器中，通過送入合成反應器的循環氣控制合成反應器的反應溫度，進而控制合成反應產物的組分分布及目標產物的收率。
[0010]優選的，所述醚化反應器和合成反應器的反應溫度介于215-430°c之間，反應壓力介于0.3-2.5Mpag之間，所述三相分離系統中的氣相壓力介于0.2-2.3Mpag之間，所述用作醚化反應器進料的循環氣和甲醇的摩爾比介于1-15之間。
[0011]可選的，作為醚化反應器進料的甲醇和循環氣可以在進入醚化反應器之前混合，將混合后形成的混合物送入醚化反應器(即器外混合)，也可以在分別進入醚化反應器，由此實現在醚化反應器內的混合(即器內混合)。
[0012]優選的，在作為醚化反應器進料的甲醇和循環氣在進入醚化反應器之前混合的情況下，該混合在甲醇進入所述進出口換熱器之前或在換熱器內進行，混合形成的混合物在進出口換熱器進行換熱升溫。
[0013]可選的，所述醚化反應器和合成反應器可以是兩個通過管道連接的獨立設備，也可以是設有醚化反應段和合成反應段的集成反應器，所述醚化反應段和合成反應段分別構成所述醚化反應器和所述合成反應器。
[0014]優選的，當所述醚化反應器和合成反應器采用集成反應器時，所述集成反應器設有上、下兩個反應床層，物料順序經過這個兩個床層并分別在兩個床層進行所需醚化反應和合成反應，由此使這兩個反應床層分別構成所述醚化反應段和合成反應段。
[0015]可選的，所述集成反應器的醚化反應段和合成反應段之間設有或者不設有冷激管線，當所述醚化反應段和合成反應段之