[发明专利]一种以碎焦化学链燃烧辅助焦炉气联合重整制烯烃的系统

摘要

本发明公开了一种以碎焦化学链燃烧辅助焦炉气联合重整制烯烃的系统，系统包括依次连接的气体净化单元、甲醇合成单元、甲醇制烯烃单元和余热发电单元；还包括焦炭化学链燃烧单元、联合干湿重整单元及气体混合器。采用该系统制烯烃，可利用焦炭化学链燃烧产物二氧化碳与焦炉气联合重整来调节合成气氢碳比至甲醇合成理想氢碳比2，再通过甲醇制烯烃单元来合成烯烃产品。通过采用本发明的装置及工艺，在生产每吨烯烃额外消耗0.5吨碎焦条件下，可将焦炉气制烯烃的能效提高8个百分点，将烯烃产能规模由60万吨提高到90万吨。

主权项

1.以碎焦化学链燃烧辅助焦炉气联合重整制烯烃的系统，其特征在于： 包括：/n气体混合器，其具有原料粗焦炉气入口、燃烧气入口以及粗混合气出口，原料粗焦炉气通过原料粗焦炉气入口通入气体混合器，常温燃烧气通过燃烧气入口通入气体混合器，粗焦炉气、常温燃烧气在气体混合器中混合后得到粗混合气；/n气体净化单元，其具有原料入口，以及二氧化碳出口、洁净焦炉气出口、硫单质排出口，所述气体混合器的粗混合气出口通过管路与气体净化单元的原料入口连接，使气体混合器中的粗混合气通入气体净化单元，粗混合气经过气体净化单元净化后得到洁净焦炉气、硫单质和二氧化碳，其中硫单质通过硫单质排出口排出；/n联合干湿重整单元，其具有洁净焦炉气入口、二氧化碳原料入口、高温燃烧气入口、水蒸汽入口，以及燃烧气出口、高压重整气出口，所述气体净化单元的洁净焦炉气出口通过管路与联合干湿重整单元的洁净焦炉气入口连接，气体净化单元的二氧化碳出口通过管路与联合干湿重整单元的二氧化碳原料入口连接，使气体净化单元中的洁净焦炉气、二氧化碳分别通入联合干湿重整单元，高温燃烧气通过高温燃烧气入口通入联合干湿重整单元，水蒸汽通过水蒸汽入口通入联合干湿重整单元，洁净焦炉气、二氧化碳、高温燃烧气、水蒸汽经联合干湿重整单元处理后得到常温燃烧气、高压重整气，联合干湿重整单元的燃烧气出口通过管路与气体混合器的燃烧气入口连接，使联合干湿重整单元中的常温燃烧气通入气体混合器，由联合干湿重整单元向气体混合器提供常温燃烧气；/n焦炭化学链燃烧单元，其具有原料碎焦入口和水蒸汽入口，以及高温燃烧气出口、灰渣排出口，原料碎焦通过原料碎焦入口通入焦炭化学链燃烧单元，水蒸汽通过水蒸汽入口通入焦炭化学链燃烧单元，原料碎焦、水蒸汽经焦炭化学链燃烧单元燃烧后，得到高温燃烧气和灰渣，其中灰渣通过灰渣排出口排出，所述联合干湿重整单元的高温燃烧气入口通过管路与焦炭化学链燃烧单元的高温燃烧气出口连接，使焦炭化学链燃烧单元中的高温燃烧气通入联合干湿重整单元，由焦炭化学链燃烧单元向联合干湿重整单元提供高温燃烧气；/n甲醇合成单元，其具有原料入口，以及水蒸汽出口、甲醇出口、驰放气排出口，所述联合干湿重整单元的高压重整气出口通过管路与甲醇合成单元的原料入口连接，使联合干湿重整单元中的高压重整气通入甲醇合成单元，高压重整气经甲醇合成单元合成后得到甲醇、水蒸汽和驰放气，其中驰放气通过驰放气排出口排出；/n甲醇制烯烃单元，其具有甲醇入口，以及烯烃出口、烷烃出口、水蒸汽出口，所述甲醇合成单元的甲醇出口通过管路与甲醇制烯烃单元的甲醇入口连接，使甲醇合成单元中的甲醇通入甲醇制烯烃单元，甲醇经甲醇制烯烃单元处理后得到烯烃、烷烃和水蒸汽，其中烯烃通过烯烃出口输出至烯烃输送管道，烷烃经烷烃出口输出至烷烃输送管道；/n余热发电单元，其具有水蒸汽入口，以及水蒸汽出口、电力出口，所述甲醇合成单元的水蒸汽出口、甲醇制烯烃单元的水蒸汽出口分别通过管路与余热发电单元的水蒸汽入口连接，使甲醇合成单元、甲醇制烯烃单元中的水蒸汽通入余热发电单元，余热发电单元利用水蒸汽发电后，通过电力出口向电力输送通道输送电力，所述焦炭化学链燃烧单元的水蒸汽入口、联合干湿重整单元的水蒸汽入口分别通过管路与余热发电单元的水蒸汽出口连接，使余热发电单元中剩余的水蒸汽分别通入焦炭化学链燃烧单元、联合干湿重整单元，由余热发电单元分别向焦炭化学链燃烧单元、联合干湿重整单元提供水蒸汽；/n所述焦炭化学链燃烧单元包括：/n磨焦机，其具有原料碎焦入口、焦料出口，原料碎焦通过碎焦入口通入磨焦机，经磨焦机研磨后得到焦炭粉末；/n加压料斗，其具有碎焦入口和碎焦出口，所述磨焦机的焦料出口通过管路与加压料斗的碎焦入口连接，使磨焦机中得到的焦炭粉末通入加压料斗中，焦炭粉末在加压料斗中被加压形成碎焦粉末；/n燃料反应器，其具有碎焦原料入口、水蒸汽入口、新鲜载氧体入口、氧化载氧体和未反应焦炭的混合物入口，以及灰渣排出口、气固混合原料出口，所述加压料斗的碎焦出口通过管路与燃料反应器的碎焦原料入口连接，使加压料斗中加压后的碎焦粉末通入燃料反应器中，水蒸汽通过水蒸汽入口通入燃料反应器，新鲜载氧体通过新鲜载氧体入口通入燃料反应器，碎焦粉末、水蒸汽、新鲜载氧体在燃料反应器中燃烧反应后，得到气固混合原料和灰渣，其中灰渣通过灰渣排出口排出；/n第一旋风分离器，其具有气固混合物入口，以及气体原料出口和固体原料出口，所述燃料反应器的气固混合物出口通过管路与第一旋风分离器的气固混合原料入口连接，使燃料反应器中的气固混合原料通入第一旋风分离器中，气固混合原料在第一旋风分离器中进行旋风分离，得到高温燃烧气和未反应载氧体，以及还原载氧体和未反应焦炭，其中高温燃烧气和未反应载氧体通过气体原料出口输出，还原载氧体和未反应焦炭通过固体原料出口输出；/n第二旋风分离器，其具有气固混合原料入口，以及高温燃烧气出口、载氧体出口，第一旋风分离器的气体原料出口通过管路与第二旋风分离器的气固混合原料入口连接，使第一旋风分离器中的高温燃烧气和未反应载氧体通入第二旋风分离器中，高温燃烧气和未反应载氧体在第二旋风分离器中进行旋风分离后，其中高温燃烧气通过高温燃烧气出口输出，未反应载氧体通过载氧体出口输出，所述联合干湿重整单元的高温燃烧气入口通过管路与第二旋风分离器的高温燃烧气出口连接，使第二旋风分离器中的高温燃烧气通入联合干湿重整单元，由第二旋风分离器向联合干湿重整单元提供高温燃烧气；/n蒸汽分流器，其具有水蒸汽入口以及两个水蒸汽出口，所述余热发电单元的水蒸汽出口通过管路与蒸汽分流器的水蒸汽入口连接，使余热发电单元中的水蒸汽通入蒸汽分流器，水蒸汽经蒸汽分流器分为两路后分别通过水蒸汽出口输出，所述燃料反应器的水蒸汽入口通过管路与蒸汽分流器其中一个水蒸汽出口连接，使蒸汽分流器其中一路水蒸汽通入燃料反应器中，由蒸汽分流器向燃料反应器提供水蒸汽；/n碳气提塔，其具有水蒸汽入口、固体原料入口、还原载氧体出口，碳气提塔顶部还设有焦炭原料出口，所述第一旋风分离器的固体原料出口通过管路与碳气提塔的固体原料入口连接，使第一旋风分离器中的还原载氧体和未反应焦炭通入碳气提塔，所述蒸汽分流器另一个水蒸汽出口通过管路与碳气提塔的水蒸汽入口连接，使蒸汽分流器中另一路水蒸汽通入碳气提塔，还原载氧体和未反应焦炭、水蒸汽经碳气提塔分离处理，其中未反应焦炭通过焦炭原料出口输出，还原载氧体通过还原载氧体出口输出；/n空气反应器，其具有还原载氧体入口、空气原料入口，以及N2、O2和氧化载氧体混合物出 口，所述碳气提塔的还原载氧体出口通过管路与空气反应器的还原载氧体入口连接，使碳 气提塔中的还原载氧体通入空气反应器，空气原料通过空气原料入口通入空气反应器，还 原载氧体、空气原料在空气反应器中反应后得到N2、O2和氧化载氧体混合物；/n第三旋风分离器，其具有气固混合原料入口，以及氧化载氧体出口、尾气排出口，所述空气反应器的N2、O2和氧化载氧体混合物出口通过管路与第三旋风分离器的气固混合原料入口连接，使空气反应器中的N2、O2和氧化载氧体混合物通入第三旋风分离器，N2、O2和氧化 载氧体混合物经第三旋风分离器旋风分离后得到氧化载氧体和尾气，其中尾气通过尾气排 出口排出；/n固体混合器，其具有载氧体入口、焦炭原料入口、氧化载氧体入口，以及氧化载氧体和未反应焦炭的混合物出口，所述第二旋风分离器的载氧体出口通过管路与固体混合器的载氧体入口连接，使第二旋风分离器中的未反应载氧体通入固体混合器，所述第三旋风分离器的氧化载氧体出口通过管路与固体混合器的氧化载氧体入口连接，使第三旋风分离器中的氧化载氧体通入固体混合器中，所述碳气提塔的焦炭原料出口通过管路与固体混合器的焦炭原料入口连接，使碳气提塔中的未反应焦炭通入固体混合器，未反应焦炭、未反应载氧体、氧化载氧体在固体混合器中混合后，得到氧化载氧体和未反应焦炭的混合物，所述燃烧反应器的氧化载氧体和未反应焦炭的混合物入口通过管路与固体混合器的氧化载氧体和未反应焦炭的混合物出口连接，使固体混合器中的氧化载氧体和未反应焦炭的混合物通入燃烧反应器中进行燃烧反应；/n所述气体净化单元包括：/n第一压缩机，其具有粗混合气原料入口、粗混合气热端出口，所述气体混合器的粗混合气出口通过管路与第一压缩机的粗混合气原料入口连接，使气体混合器中的粗混合气通入第一压缩机，粗混合气在第一压缩机中压缩后从粗混合气热端出口输出；/n第一换热器和酸性气体吸收塔，其中第一换热器具有粗混合气热端入口、冷端入口、热端出口和冷端出口，酸性气体吸收塔具有粗混合气入口、新鲜甲醇入口、循环甲醇入口，以及洁净气出口和富含酸性气体甲醇液出口；所述第一压缩机的粗混合气热端出口通过管路与第一换热器的粗混合气热端入口连接，使第一压缩机中压缩后的粗混合气通入第一换热器中，并在第一换热器中形成低温粗混合气，第一换热器的热端出口通过管路与酸性气体吸收塔的粗混合气入口连接，使第一换热器中的低温粗混合气通入酸性气体吸收塔，新鲜甲醇通过新鲜甲醇入口通入酸性气体吸收塔，循环甲醇通过循环甲醇入口通入酸性气体吸收塔，利用新鲜甲醇和循环甲醇在酸性气体吸收塔中吸收粗混合气中的酸性气体，得到洁净焦炉气和富含酸性气体甲醇液；所述酸性气体吸收塔的洁净气出口通过管路与第一换热器的冷端入口连接，使酸性气体吸收塔中的洁净焦炉气通入第一换热器中进行换热，第一换热器的冷端出口作为洁净焦炉气出口通过管路与联合干湿重整单元的洁净焦炉气入口连接，使第一换热器中换热后的洁净焦炉气通入联合干湿重整单元；/n二氧化碳脱除塔和闪蒸器，其中二氧化碳脱除塔具有富含酸性气体甲醇液入口、二氧化碳入口、甲醇液出口，二氧化碳脱除塔顶部设有二氧化碳出口，闪蒸器具有甲醇液入口，以及二氧化碳出口、甲醇液出口；所述酸性气体吸收塔的富含酸性气体甲醇液出口通过管路与二氧化碳脱除塔的富含酸性气体甲醇液入口连接，使酸性气体吸收塔中的富含酸性气体甲醇液通入二氧化碳脱除塔，富含酸性气体甲醇液经二氧化碳脱除塔处理后得到脱除二氧化碳的甲醇液，二氧化碳脱除塔的二氧化碳出口通过管路与联合干湿重整单元的二氧化碳原料入口连接，使二氧化碳脱除塔中脱除出来的二氧化碳通入联合干湿重整单元；所述闪蒸器的甲醇液入口通过管路与二氧化碳脱除塔的甲醇液出口连接，使二氧化碳脱除塔中的甲醇液通入闪蒸器中，甲醇液在闪蒸器中闪蒸后进一步脱除二氧化碳得到含有硫化氢的甲醇液，闪蒸器的二氧化碳出口通过管路与二氧化碳脱除塔的二氧化碳入口连接，使闪蒸器中闪蒸后得到的二氧化碳通入二氧化碳脱除塔，最后通入联合干湿重整单元；/n硫化氢浓缩塔，其具有甲醇液入口、氮气入口，以及尾气排放口、富含硫化氢甲醇液出口，所述闪蒸器的甲醇液出口通过管路与硫化氢浓缩塔的甲醇液入口连接，使闪蒸器中含有硫化氢的甲醇液通入硫化氢浓缩塔，氮气通过氮气入口通入硫化氢浓缩塔，含有硫化氢的甲醇液、氮气经硫化氢浓缩塔处理后，得到富含硫化氢甲醇液和尾气，其中尾气通过尾气排放口排出；/n第二换热器和甲醇再生塔，其中第二换热器具有冷端入口、热端入口，以及富含硫化氢甲醇液冷端出口、热端出口，甲醇再生塔具有富含硫化氢甲醇液原料入口、甲醇出口，甲醇再生塔顶部设有硫化氢原料出口；所述硫化氢浓缩塔的富含硫化氢甲醇液出口通过管路与第二换热器的冷端入口连接，使硫化氢浓缩塔中的富含硫化氢甲醇液通入第二换热器，所述第二换热器的富含硫化氢甲醇液冷端出口通过管路与甲醇再生塔的富含硫化氢甲醇液原料入口连接，使第二换热器中的富含硫化氢甲醇液通入甲醇再生塔，富含硫化氢甲醇液在甲醇再生塔中再生后得到甲醇原料和硫化氢原料；所述甲醇再生塔的甲醇出口通过管路与第二换热器的热端入口连接，使甲醇再生塔中得到的甲醇原料通入第二换热器，并在第二换热器中换热，第二换热器的热端出口通过管路与酸性气体吸收塔的循环甲醇入口连接，使第二换热器中经过换热后的甲醇原料作为循环甲醇通入酸性气体吸收塔，由第二换热器向酸性气体吸收塔提供循环甲醇；/n硫回收塔，其具有硫化氢原料入口、空气原料入口，以及废气排出口、硫单质出口，所述甲醇再生塔的硫化氢原料出口通过管路与硫回收塔的硫化氢原料入口连接，使甲醇再生塔中得到的硫化氢原料通入硫回收塔，空气原料通过空气原料入口通入硫回收塔，硫化氢原料、空气原料经硫回收塔处理后得到硫单质和废气，其中废气通过废气排出口排出，硫单质通过硫单质出口输出至硫单质输送管路；/n所述联合干湿重整单元包括：/n第三换热器和联合干湿重整反应器，其中第三换热器具有洁净焦炉气原料冷端入口、高温重整气热端入口，以及冷端出口和热端出口，联合干湿重整反应器具有洁净焦炉气入口、水蒸汽入口、二氧化碳原料入口、供热气入口，以及高温重整气出口、常温燃烧气出口；所述第三换热器的洁净焦炉气原料冷端入口通过管路与气体净化单元的洁净焦炉气出口连接，使气体净化单元中的洁净焦炉气通入第三换热器，并在第三换热器中换热后得到高温洁净焦炉气，第三换热器的冷端出口通过管路与联合干湿重整反应器的洁净焦炉气入口连接，使第三换热器中的高温洁净焦炉气通入联合干湿重整反应器，所述联合干湿重整反应器的水蒸汽入口通过管路与余热发电单元的水蒸汽出口连接，使余热发电单元的水蒸汽通入联合干湿重整反应器，联合干湿重整反应器的供热气入口通过管路与焦炭化学链燃烧单元的高温燃烧气出口连接，使焦炭化学链燃烧单元的高温燃烧气通入联合干湿重整反应器，联合干湿重整反应器的二氧化碳原料入口通过管路与气体净化单元的二氧化碳出口连接，使气体净化单元的二氧化碳通入联合干湿重整反应器，高温洁净焦炉气、水蒸汽、高温燃烧气、二氧化碳在联合干湿重整反应器中反应后，得到高温重整气和常温燃烧气；联合干湿重整反应器的高温重整气出口通过管路与第三换热器的高温重整气热端入口连接，使联合干湿重整反应器中的高温重整气通入第三换热器，并在第三换热器与洁净焦炉气换热后得到常温重整气、高温洁净焦炉气，其中高温洁净焦炉气再通入联合干湿重整反应器，常温重整气通过热端出口输出；联合干湿重整反应器的常温燃烧气出口通过管路与气体混合器的燃烧气入口连接，使联合干湿重整反应器中的常温燃烧气通入气体混合器；/n水洗塔，其具有常温重整气入口、入水口，以及洁净重整气出口、固体杂质排出口，所述第三换热器的热端出口通过管路与水洗塔的常温重整气入口连接，使第三换热器中的常温重整气通入水洗塔，水通过入水口通入水洗塔，常温重整气经水洗后得到洁净重整气和固体杂质，其中固体杂质通过固体杂质排出口排出；/n第二压缩机，其具有原料入口、高压重整气出口，所述水洗塔的洁净重整气出口通过管路与第二压缩机连接，使水洗塔中的洁净重整气通入第二压缩机，并经第二压缩机压缩得到高压重整气，所述第二压缩机的高压重整气出口通过管路与甲醇合成单元的原料入口连接，使第二压缩机中的高压重整气通入甲醇合成器。/n