[发明专利]一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷产品增产乙烯的方法

说明书

本发明涉及一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷产品增产乙烯的方法，具体为：(a)将MTO副产的乙烷产品与稀释气、氧化剂混合，后送入ODHE反应器中，生成富含乙烯的ODHE反应气；(b)ODHE反应气被送入ODHE气液分离器中，得到气相产品，送入ODHE产品分离塔，得到ODHE产品气和液相产品Ⅱ；(c)将ODHE产品气送入ODHE除氧装置，得到ODHE脱氧产品气；(d)将ODHE脱氧产品气送入ODHE脱CO₂装置，得到ODHE脱二氧化碳产品气和液相产品Ⅲ；(e)将ODHE脱二氧化碳产品气经压缩、混合后依次进行含氧化合物分离、碱洗脱CO₂、干燥和烯烃分离，最终得到乙烯产品、乙烷产品及其他，乙烷产品返回ODHE反应器的入口。本发明工艺流程简单，设备投资少，并且能够有效提高乙烯产品的产率。

技术领域

本发明属于乙烷资源化利用技术领域，具体涉及一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷产品增产乙烯的方法。

背景技术

典型的MTO工艺产品分布如图1所示，主产品为乙烯和丙烯，主要副产物为乙烷、丙烷和混合C₄+。专利CN109651038A提出了一种MTO工艺与丙烷脱氢工艺耦合的方法，利用MTO副产的丙烷通过PDH工艺来增产丙烯；专利CN102190539B提出了一种提高丙烯收率的方法，利用MTO装置分离出的混合C₄+通过催化裂解系统和烯烃歧化系统来增产丙烯；专利CN101092322A提出了一种将MTO反应副产物转化成烷烃的方法，利用MTO装置分离出的含C₄+的副产品在加氢催化剂作用下与氢气反应转变成烷烃。以上专利均未涉及对MTO副产乙烷的利用。

MTO工艺副产的乙烷产品约占乙烯产品的3％，当前MTO工艺副产的乙烷主要作为燃料使用，或作为乙烷产品直接出售，产生的价值相对较低。为了挖掘更高的利润空间，可以采用合适的工艺将此部分乙烷转化为乙烯，为企业增加收益。

发明专利CN104193574B、CN104151121B、CN107417481A、CN107056568A、CN104193570B、CN104230617B均涉及了MTO装置与蒸汽裂解制乙烯装置的耦合工艺。蒸汽裂解法是目前工业上广泛应用的一种乙烷生产乙烯的方法，气体原料通过裂解炉进行高温裂解来生产烯烃，但此为一强吸热过程，不仅要求温度高(一般高于850℃)，而且还需在负压(加大量过热水蒸气稀释)条件下进行，能耗极大，裂解炉投资高、操作复杂，需定期除积碳。裂解炉中乙烷的转化率为65％，而乙烯选择性较低，约为80％～84％，裂解气的组成复杂，主要包含乙烷、乙烯、丙烯、氢气、甲烷、混合C4+等。采用蒸汽裂解法会导致操作费用高，后续分离系统非常复杂，设备投资较高，占地大等问题。因此需要一种更加经济简单的方法用于将MTO副产的乙烷转化为乙烯。

近年来，针对低碳烃尤其是乙烷，采用氧化脱氢的方法制乙烯(ODHE)这一方面的研究越来越受到人们的重视。有关乙烷催化氧化脱氢的研究始于20世纪70年代，Gaspar等早在1971年的研究报告中就提出了在H₂S催化作用下将乙烷催化氧化脱氢制乙烯，继而在1977、1978年Ward和Thorsteinson也先后公布了以Mo、Si和Mo、V混合氧化物为催化剂的氧化脱氢过程。中国专利CN105849069A公开了采用活性组分为MoVTe(Nb)O的催化剂用于2～6个碳原子的烷烃氧化脱氢，原料气空速7500～15000h^-1，反应温度为320～420℃，乙烷的转化率可以达到44％，对应的乙烯选择性92.2％。中国专利CN105080575B公开了采用活性组分为MoVTeNbO的催化剂用于乙烷催化氧化脱氢，在350℃时乙烷的转化率和乙烯选择性分别可以达到70.5％和95％。

如何减少乙烷转化为乙烯后的分离设备，简化工艺流程，通过工艺耦合来降低乙烯生产能耗是本发明要解决的主要问题。

发明内容

本发明的目的就是提供一种利用甲醇制烯烃副产的乙烷产品增产乙烯的方法，本发明的工艺流程简单，设备投资少，并且能够有效提高乙烯产品的产率。