本發明專利技術提供了一種降低含氧化合物制烯烴裝置能耗的方法：液態含氧化合物原料首先經原料預熱器預熱到一定溫度，然后分為兩股，一股經原料汽化器加熱氣化，成為氣相原料；另一股經霧化成為霧化的液相原料；氣相原料與霧化的液相原料在原料/反應氣換熱器前混合，以霧狀流的形式進入原料/反應氣換熱器，與來自反應器的高溫反應生成油氣充分換熱以回收高溫反應生成油氣的高溫位熱量，回收高溫位熱量后的原料完全氣化，成為高溫氣化原料氣，高溫氣化原料氣隨后進入反應器反應；來自反應器的高溫反應生成油氣經原料/反應氣換熱器換熱后送至后部急冷水洗系統；本發明專利技術的方法可以有效地提高換熱器換熱效果、縮小換熱器體積、降低裝置能耗。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種以含氧化合物為原料、以低碳烯烴為主要生成物的連續反應和再生過程中降低裝置能耗的方法。
技術介紹
乙烯、丙烯、丁二烯等輕質烯烴和苯、甲苯、二甲苯等輕質芳烴是石油化工的基本原料。目前乙烯生產主要依靠以輕石腦油為原料的管式爐水蒸氣裂解工藝。由于原油資源的短缺和價格的日益提高，石腦油資源已經越來越顯得不足，低碳烯烴的生產成本越來越高，國內外正積極開發原料來源更豐富的乙烯生產路線。以甲醇、乙醇、二甲醚、C4 Cltl醇化合物或其混合物為原料的含氧化合物在催化劑磷酸硅鋁分子篩(SAPO)的催化作用下生成以乙烯、丙烯為主要生成物的工藝路線正受到國內外的廣泛重視。以甲醇或二甲醚為代表的化合物是典型的含氧化合物，主要由煤基或天然氣基的合成氣生產。用以甲醇為代表的含氧化合物為原料生產以乙烯、丙烯為主的低碳烯烴的工藝(MTO)可參見 US6166282、US5744680 和 CN1352627A。衡量一種工藝的優劣的主要指標是設備投資、生產能耗和產品回收率，尤其是裝置能耗最受關注。人們從MTO工藝技術加工流程、催化劑、工藝條件以及設備結構等方面進行了廣泛的研究和探索，使MTO工藝日趨完善，但有關如何有效降低MTO裝置能耗的文獻報道不多。在現有已開發的MTO工藝技術中，為了回收高溫反應生成油氣的高溫熱能，高溫反應生成油氣常常被用作過熱甲醇氣原料的熱源，過熱甲醇氣原料與高溫反應生成油氣經原料/反應氣換熱器進行換熱，但是，由于甲醇氣原料與高溫反應油氣是氣氣換熱，換熱效果較差，換熱器體積比較龐大。
技術實現思路
本專利技術要解決的是現有MTO工藝技術中，甲醇氣原料與高溫反應油氣氣氣換熱效果差、換熱器體積比較龐大的技術問題。本專利技術提供的降低含氧化合物制烯烴裝置能耗的方法可以有效地提高換熱器換熱效果、縮小換熱器體積、降低裝置能耗。本專利技術提供的降低含氧化合物制烯烴裝置能耗的方法，包括如下步驟I)來自裝置外的液態含氧化合物原料首先預熱到一定溫度；2)步驟I)中經預熱的液態原料分為兩股，一股經加熱氣化，成為氣相原料；另一股升壓后通過霧化噴嘴進行霧化，成為霧化的液相原料；3)步驟2)中的氣相原料與霧化的液相原料在原料/反應氣換熱器前混合，然后以霧狀流的形式進入原料/反應氣換熱器，與來自反應器的高溫反應生成油氣充分換熱以回收高溫反應生成油氣的高溫位熱量，回收高溫位熱量后的原料完全氣化，成為高溫氣化原料氣，高溫氣化原料氣隨后進入反應器反應；來自反應器的高溫反應生成油氣經原料/反應氣換熱器換熱后送至后部急冷水洗系統；所述步驟I)中的原料預熱溫度為20 150°C，優選40 120°C，最好為60 120。。；所述步驟2)中霧化的液相原料的溫度為20 150°C，優選40 120°C，最好為60 120°C;霧化的液相原料呈飽和狀態，占進原料/反應氣換熱器原料總量的質量百分比為5 50%，優選15 35%;氣相原料占進原料/反應氣換熱器原料總量的質量百分比為50 95%，優選65 85% ；所述步驟3)中高溫反應生成油氣的溫度為300 650°C，優選400 550°C，操作壓力為 O. I O. 5MPaG，優選 O. I O. 3MPaG。所述的霧化噴嘴，安裝在原料進料管線上，靠近原料/反應氣換熱器；霧化噴嘴數量根據裝置規模確定，可以為一個、兩個或多個，呈均勻布置；進料管線中霧化的液體顆粒粒徑小于60微米。本專利技術所述的液態含氧化合物原料可以選自甲醇、乙醇、二甲醚和C4 Cltl醇化合物中一種或一種以上的混合物。本專利技術所述的原料/反應氣換熱器，可以選自所有類型的換熱器，優選管殼式換熱器。使用的換熱器可以并流、逆流或錯流操作，優選逆流操作方式。本專利技術的降低含氧化合物制烯烴裝置能耗的方法通過調節霧化的液相原料的量，可以有效調節原料進反應器的溫度，在保證原料在進原料/反應氣換熱器前的進料管線里呈霧狀流的前提下，霧化的液相原料的量可以根據原料/反應氣換熱器原料出口溫度進行調節，當溫度較高時，可增加霧化的液相原料的量，反之，則減少霧化的液相原料的量，故可以作為有效調節反應溫度的一種手段；而且通過調節霧化的液相原料的量可提高原料/反應氣換熱器的換熱效果，進而縮小換熱器的體積，降低裝置投資；采用本專利技術所述的方法，一部分液相含氧化合物原料可以直接被汽化和過熱，節省了汽化這部分液相含氧化合物原料所需要的蒸汽，故降低裝置的總能耗。作為進一步改進的方案，在進入反應器的高溫氣化原料氣管線上引入第三股來自裝置外液態含氧化合物原料，該股原料為急冷原料，急冷原料經預熱或不經過預熱，直接經急冷噴嘴霧化，與高溫氣化原料氣混合后一同進入反應器反應。所述的急冷原料為液相，溫度為20 150°C，優選20 100°C;急冷原料占進反應器原料總量的質量百分比為O. 5 50%，優選O. 5 30%。所述的急冷噴嘴，安裝原料進料管線上，靠近反應器入口 ；噴嘴數量根據裝置規模定，可以為一個、兩個或多個，呈均勻布置；進料管線中霧化的液體顆粒粒徑小于60微米。在保證原料在進反應器前的進料管線里呈霧化的前提下，所述急冷原料占進反應器的原料總量的質量百分比可以根據原料進反應器的溫度進行調節，當溫度較高時，可增加此比例，反之，則減少此比例，故可以作為有效調節反應溫度的一種手段。下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步的說明，但附圖和具體實施方式并不限制本專利技術。附圖說明圖I是本專利技術的原料換熱工藝原則流程圖；圖中1_來自裝置外的液態含氧化合物原料，2-原料預熱器，3-原料汽化器，4-高溫反應生成油氣，5-高溫氣化原料氣，6-原料/反應氣換熱器，7-高溫反應生成油氣，8-霧化噴嘴，9-原料升壓泵，10-第三股來自裝置外液態含氧化合物原料，11-急冷噴嘴。具體實施例方式如圖I所示，來自裝置外的液態含氧化合物原料I首先經過原料預熱器2預熱到適當的溫度，溫度在20 150°C范圍內，優選40 120°C范圍，最好60 120°C范圍，原料呈飽和狀態，然后分為兩股一股經原料汽化器3換熱，使原料氣化，成為氣相原料；另一股經原料升壓泵9升壓后，再經霧化噴嘴8霧化，成為霧化的液相原料，霧化的液相原料與氣相原料混合，然后以霧狀流的形式進入原料/反應氣換熱器6，與來自反應器的高溫反應生成油氣4充分換熱以回收高溫位熱量，回收高溫位熱量后的原料完全氣化，成為高溫氣化原料氣5，高溫氣化原料氣5隨后進入反應器反應；來自反應器的高溫反應生成油氣經原料/反應氣換熱器換熱后送至后部急冷水洗系統；高溫反應生成油氣4經原料/反應氣換熱器6冷卻后送至后部急冷水洗系統。這樣既可以通過調節霧化的液相原料的量，有效的調節原料進反應器的溫度，又提高了原料/反應氣換熱器的換熱效果，縮小了換熱器的體積，降低了裝置投資，同時又節省了汽化原料的蒸汽用量，降低了裝置能耗。作為進一步改進的方案，如圖I所示，第三股來自裝置外的液態含氧化合物原料10，可以經過預熱或未經預熱，溫度為20 100°C，直接經急冷噴嘴11霧化后與高溫氣化原料氣5在進反應器的原料氣管線上混合，隨后進入反應器反應。這樣既可以通過調節急冷原料的量，有效的調節原料進反應器的溫度，又節省了汽化原料的蒸汽用量，降低了裝置能耗。權利要求1.，其特征在于包括如下步驟1)來自裝置本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種降低含氧化合物制烯烴裝置能耗的方法，其特征在于包括如下步驟：1)來自裝置外的液態含氧化合物原料首先預熱到一定溫度；2)步驟1)中經預熱的液態原料分為兩股，一股經加熱氣化，成為氣相原料；另一股經升壓后通過霧化噴嘴進行霧化，成為霧化的液相原料；3)步驟2)中的氣相原料與霧化的液相原料在原料/反應氣換熱器前混合，然后以霧狀流的形式進入原料/反應氣換熱器，與來自反應器的高溫反應生成油氣充分換熱以回收高溫反應生成油氣的高溫位熱量，回收高溫位熱量后的原料完全氣化，成為高溫氣化原料氣，高溫氣化原料氣隨后進入反應器反應；來自反應器的高溫反應生成油氣經原料/反應氣換熱器換熱后送至后部急冷水洗系統；所述步驟1)中的原料預熱溫度為20～150℃；所述步驟2)中霧化的液相原料的溫度為20～150℃；霧化的液相原料呈飽和狀態，占進原料/反應氣換熱器原料總量的質量百分比為5～50％；氣相原料占進原料/反應氣換熱器原料總量的質量百分比為50～95％；所述步驟3)中高溫反應生成油氣的溫度為300～650℃，操作壓力為0.1～0.5MPaG。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：施磊，喬立功，湯紅年，陳俊武，劉昱，張潔，昌國平，李海瑞，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中石化洛陽工程有限公司，
類型：發明
國別省市：
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