[实用新型]甲醇制烯烃反应产品气与催化剂分离系统

说明书

本实用新型提供了一种甲醇制烯烃反应产品气与催化剂分离系统，本实用新型在甲醇‑反应气换热器下游设置了高温催化剂脱除设备及氧化物洗涤塔，取消原反应气三级旋风分离器，使催化剂细粉脱除工艺简单、高效，并消除急冷塔产生的二次水污染，同时满足甲醇制烯烃和烯烃分离的工艺指标要求，提高了系统运行周期。

技术领域

本实用新型属于化工技术领域，涉及甲醇制烯烃工业装置反应产品气中夹带的催化剂细粉脱除。

背景技术

乙烯、丙烯是化学工业的重要基础原料。传统的烯烃生产路线需要消耗大量石油。随着化学工业对烯烃的需求快速增长，供需矛盾日益突出。为此，开发出以煤炭和天然气为原料生产乙烯、丙烯的新工艺。这一新工艺的关键技术就是甲醇制烯烃(MTO)技术，该技术多采用流化床形式的反应再生系统，而流化床普遍存在的问题就是反应产品气中会夹带催化剂细粉，而反应产品气在进入烯烃分离单元之前必须将催化剂细粉除去。虽然反应再生系统中设计有快速旋风分离设施，但是受到设备自身局限的影响，产品气与催化剂细粉的分离效果并不能达到烯烃分离单元压缩机的入口要求，为此反应产品气仍需要经过水洗来实现反应产品气与催化剂细粉的精细分离，而这也就增加二次污染的风险。根据反应机理甲醇制烯烃(MTO)反应过程中，会有56.25％的甲醇原料转化成水，一套180万吨/年甲醇制烯烃装置会产生约116万吨/年的工艺水，工艺水会在水洗过程中冷凝下来，而催化剂细粉的存在将造成很大的工艺废水处理压力。

为脱除反应产品气中夹带的催化剂细粉，在甲醇-反应气换热器和水洗塔中间设计急冷塔，采用水洗工艺对产品气进行降温和洗涤处理，其弊端是产生二次污染，增加水耗和能耗。中国专利CN103214333A公开了“一种有机含氧化合物之烯烃产物气—固分离和换热系统”：在对三级旋风分离器分离效果分析的基础上，针对未脱除催化剂细粉在后续MTO产物换热器、急冷塔、水洗塔、烯烃分离塔塔底再沸器、急冷水空气冷却器、丙烯精馏塔的塔底再沸器、水洗水干式空气冷却器等装置中富集而造成的危害，该系统采用了在急冷塔上游与三级旋风分离器下游换热器(将MTO产物由480℃降低至270～340℃)之间引入过滤器的技术方案。该系统的分离工艺的不足之处或面临的问题在于：反应器三级旋风分离器分离效果差。反应器三级旋风分离器的设计目的是在开停工阶段回收从反应器跑损的催化剂，通过考察装置实际运行工况，发现从反应器三级旋风分离器回收的催化剂细粉并不多，气-固分离效果不佳。

另外，反应气通过三级旋风分离器的压力降已达到200Pa以上，由于压力降的增加，在甲醇-反应气换热器中反应气携带的＜10μm催化剂细粉会沉积下来，造成甲醇-反应气换热器内壁结垢，换热效率和系统分离效率降低。而且需要专业设备和清理剂(Ca(OH)₂)清理结垢，容易引入外源化学污染，降低了系统运行周期，因此，目前亟需优化产品气与催化剂分离系统。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种甲醇制烯烃反应产品气与催化剂分离系统，不仅提高了甲醇制烯烃反应产品气中催化剂细粉脱除效率，而且优化了工艺流程，满足甲醇制烯烃和烯烃分离的工艺指标要求，提高了系统运行周期。

为达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种甲醇制烯烃反应产品气与催化剂分离系统，包括甲醇-反应气换热器、高温催化剂脱除设备以及氧化物洗涤塔，甲醇-反应气换热器的反应产品气出口与高温催化剂脱除设备内置的除尘滤芯的进风侧相连通，甲醇-反应气换热器的甲醇出口与甲醇制烯烃反应器的甲醇进口相连，甲醇-反应气换热器的反应产品气入口与设置于甲醇制烯烃反应器反应产品气出口的两级旋风分离器相连，所述除尘滤芯的出风侧与氧化物洗涤塔的气体入口相连，氧化物洗涤塔的气体出口与烯烃分离单元相连。

优选的，所述高温催化剂脱除设备设置为两组(每组包括1个或多个并联的高温催化剂脱除设备)，两组高温催化剂脱除设备采用一开一备。