[发明专利]一种甲醇和轻烃联合芳构化与制氢生产系统及方法

说明书

本发明公开了一种甲醇和轻烃联合芳构化与制氢生产系统及方法，涉及石化技术领域，该生产系统包括：依次管道连接设置的轻烃进料线、轻烃缓冲罐、轻烃泵、原料预热器管程、原料加热炉、芳构化反应器、原料预热器壳程、冷却器、三相分液罐、富气压缩机、吸收稳定系统、原料气分液罐、原料气压缩机、原料气预热炉、高温蒸汽转化炉、转化气蒸汽发生器、中温变换反应器、热能回收系统、PSA氢提浓系统和高纯氢气出管线；本发明将甲醇和轻烃联合芳构化与制氢，将甲醇、轻烃组分和干气共转化，实现热能耦合，节约能源消耗，所产的干气和液化气制氢，经过芳构化反应实现原料气净化，可取消甲醇制氢装置和干气制氢干气预处理，节约设备投资。

技术领域

本发明涉及石化加工技术领域，尤其涉及一种甲醇和轻烃联合芳构化与制氢生产系统及方法。

背景技术

石化产品的加工流程中，轻烃组分芳构化装置、干气制氢装置、甲醇制氢装置均是较为重要的一环，芳烃抽余油、重整拔头油和加氢轻石脑油等轻烃组分(主要为C5-C7饱和烷烃组分）通过芳构化可以生产化工芳烃或者高辛烷值汽油调和组分，实现轻烃组分的高值化利用，提高副产资源的利用效能。

油品加氢是油品轻质化和清洁化的首选工艺，需要消耗大量的氢气；甲醇制氢是将甲醇与除盐水混合在催化剂作用发生甲醇水蒸汽转化反应产生氢气和二氧化碳，甲醇制氢技术成熟，成为油品深加工所需氢源的重要补充，但在制氢原料多样化的背景下，如催化重整副产氢气、天然气制氢、煤化工副产氢气和炼厂气制氢，甲醇制氢的经济性和存在的必要性受到一些挑战。

甲醇是煤化工、天然气化工大规模合成的有机化学品，通过甲醇制烯烃、甲醇制汽油、甲醇制芳烃，是碳一化工延伸和煤炭清洁利用的主要路线，依托现有炼油装置，进行甲醇与轻烃组分共转化，通过一系列复杂化学反应（裂解、聚合、脱氢、环化、芳构化等）生产高辛烷值的汽油组分或者芳烃化工组分，可拓宽生产芳烃的原料，提升甲醇经济性。

在现有的甲醇与轻烃组分共转化技术中，甲醇与轻烃组分协同反应，将甲醇转化释放出的热量传递给轻烃组分转化，实现热量互补，可以降低体系的总热效应，节约能源，但至少存在如下问题：

（1）甲醇转化所生成的副产干气直接作为燃料气，降低甲醇与轻烃组分共转化的经济性;

（2）甲醇在高温下芳构化，会产生大量的水分，直接作为污水进行处理，增加污水处理负荷。

因此，申请人提出一种将甲醇、轻烃组分和干气共转化以及芳构化与制氢联合的生产方案，取消干气制氢的原料净化装置和甲醇制氢装置，既节约能源消耗，又节省设备投资。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提出一种甲醇和轻烃联合芳构化与制氢生产系统及方法，将甲醇、轻烃组分和干气混合进料，实现共转化和热能耦合，节约能源消耗；同时所产的干气和液化气用于制氢，由于经过芳构化反应器及吸收稳定系统，原料气得到净化，因而可取消甲醇制氢装置和干气制氢预处理装置，所以节约设备投资。

本发明提供了一种甲醇和轻烃联合芳构化与制氢生产系统， 包括：依次管道连接设置的轻烃进料线、轻烃缓冲罐、轻烃泵、原料预热器管程、原料加热炉、芳构化反应器、原料预热器壳程、冷却器、三相分液罐、富气压缩机、吸收稳定系统、原料气分液罐、原料气压缩机、原料气预热炉、高温蒸汽转化炉、转化气蒸汽发生器、中温变换反应器、热能回收系统、PSA氢提浓系统和高纯氢气出管线；甲醇进料线连通甲醇缓冲罐，所述甲醇缓冲罐底部与甲醇泵入口段管线连通；干气进料线依次连通干气预热器管程和吸附脱硫罐进口，所述甲醇泵出口端、所述吸附脱硫罐出口端和所述轻烃泵出口端通过管道并联进所述原料预热器管程。所述轻烃组分为C5-C7的饱和烃，主要为芳烃抽余油、重整拔头油、加氢轻石脑油，所述干气为C1-C2烃类组分，来自催化裂化、延迟焦化、加氢精制、加氢裂化、催化重整的且经过脱硫精制的炼厂气。

在本发明的某些实施方式中，所述三相分液罐底部通过粗汽油泵连通所述吸收稳定系统，所述三相分液罐脱水包连接污水泵。