專利名稱：一種以煤和天然氣為原料制烯烴的多聯產裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種以煤和天然氣為原料制烯烴的多聯產裝置。
背景技術：
乙烯、丙烯是石化產業(yè)最基礎的原料，乙烯的產量高低被認為是國民經濟發(fā)展水平的標志，隨著我國經濟和社會的發(fā)展，未來仍會保持較高的剛性需求。傳統(tǒng)的乙烯生產方法主要以乙烷、丙烷、石腦油、輕質柴油為原料，通過管式爐蒸汽裂解制乙烯，但是中國輕烴和石油資源十分有限，不能滿足乙烯輕質化原料要求，而且原油價格的不斷上漲，使得傳統(tǒng)乙烯生產工藝的產品成本偏高。經過多年的發(fā)展，管式爐蒸汽裂解乙烯的技術已相當成熟，在降低能耗、提高乙烯收率、裝置穩(wěn)定性方面有了較大的進展。但是蒸汽裂解溫度高，對設備材質要求苛刻，裝置投資昂貴，規(guī)模上要求達到一定的經濟水平才能有較好的效益回報。因而在煉廠規(guī)模較小或原料供應條件較差的地區(qū)發(fā)展受到限制。近幾年來，國內外發(fā)展起來幾種新型的乙烯制取工藝。目前比較先進的工藝有天然氣制乙烯、低碳烯烴制乙烯、煤炭-甲醇-烯烴等幾種。天然氣制乙烯工藝中，首先需要進行天然氣轉化制取合成氣，然后用來合成烯烴，這種工藝的主要優(yōu)點是流程短、設備投資較低、CO2排放少。但是采用天然氣蒸汽轉化法得到的合成氣H2/C0 —般為2. 5 3. O,其值偏高，下游產品合成前需要補充CO2來降低H2/C0，需要額外消耗能量，而且天然氣轉化時需要的燃料天然氣約占天然氣總耗量的1/3，天然氣消耗量大。若是能用其他廉價燃料代替?zhèn)鹘y(tǒng)轉化工藝中耗量較大的燃料天然氣，將會大幅度的降低生產成本。以煤為原料，經由甲醇制取乙烯的路線，已經成為近期關注的焦點，隨著幾項示范工程的運行，煤制烯烴項目陸續(xù)進入發(fā)展和完善階段，產品競爭力和項目經濟性得到很好發(fā)展。采用煤制合成氣工藝制得的合成氣H2/co < 1，其值偏低，下游產品合成時往往需要進一步將水煤氣中的CO變換為H2來提高H2/C0，變換的同時又產生了 CO2，增加了 0)2對環(huán)境的排放，且在回收CO2、脫除CO2和CO變換的過程中需要消耗額外能量，使得系統(tǒng)的能量利用效率較低。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種以煤和天然氣為原料制烯烴的多聯產裝置，該工藝根據煤制合成氣“碳多氫少”、天然氣合成氣“碳少氫多”的特點，綜合利用煤和天然氣為原料制取烯烴產品，同時將甲醇合成的未反應氣替代燃料天然氣，送往重整反應器燃燒室燃燒，提供天然氣氣化需要的熱量。通過能源的綜合利用，降低了產品能耗，達到了循環(huán)經濟的目的。該裝置體現了“減量化、再循環(huán)、再利用”的循環(huán)經濟理念，主要產品市場前景廣闊，具有較強的市場競爭能力。本實用新型所述的以煤和天然氣為原料制烯烴的多聯產裝置包括煤氣化爐、凈化裝置、脫硫塔、天然氣重整反應器、壓縮機、合成氣混合器、精脫硫塔，甲醇合成塔、甲醇精餾塔、燃氣輪機聯合發(fā)電裝置、MTO裝置和循環(huán)壓縮機；煤氣化爐、凈化裝置、脫硫塔、合成氣混合器、精脫硫塔，甲醇合成塔、甲醇精餾塔依次連接，甲醇合成塔與MTO裝置連接；甲醇合成塔未反應氣體出口與燃氣輪機聯合發(fā)電裝置連接；天然氣重整反應器入口與天然氣原料管線連接，出口通過壓縮機與合成氣混合器連接；天然氣重整反應器通過循環(huán)壓縮機與甲醇合成塔連接。以煤和天然氣為原料制取烯烴的多聯產工藝包括以下步驟原料煤經預處理后，與水蒸氣、氧氣在煤氣化爐中氣化后在凈化裝置、脫硫塔進行初級凈化和脫硫處理；天然氣經天然氣重整反應器反應后與煤制合成氣按比例混合后在甲醇合成塔進行甲醇合成和烯烴合成，甲醇合成的未反應氣體一部分進行循環(huán)，另一部分送往燃氣輪機發(fā)電。所述的煤氣化爐采用德士古氣流床水煤漿氣化爐。所述的天然氣重整反應器采用水蒸氣轉化法反應器。所述的甲醇合成塔采用魯奇低壓合成塔。所述的烯烴合成采用大連化物所DMTO裝置。該工藝具體實施方法包括以下步驟I.原煤氣化和凈化原料煤經預處理后，與水蒸氣、氧氣在壓力5. 2MPa和溫度1200°C的條件下進行氣化反應，得到主要含CO、H2, CO2的水煤氣，水煤氣經初步凈化得到初凈化水煤氣。2.脫硫可采用低溫甲醇洗法或者國內較成熟的NHD法或其它濕法脫硫技術，水煤氣脫硫處理后，將水煤氣凈化到總硫含量彡10mg/Nm3，得到凈化后的水煤氣。3.天然氣重整天然氣和水蒸氣混合后在壓力2. 5MPa、溫度860°C的條件下進行重整反應，產生的合成氣在換熱器中回收熱量，用于預熱天然氣和水蒸氣的混合物，隨后用于生產飽和蒸汽。4.合成氣混合將天然氣制合成氣加壓到5. 2Mpa后，與凈化后的水煤氣按照甲醇生產需要的氫碳比(H2-CO) / (CO2+⑶)為2. 05 2. 10進行混合，得到目標合成氣。5.精脫硫處理得到甲醇合成氣采用干法脫硫劑對目標合成氣進行精脫硫處理，使混合氣中的總硫含量脫至
O.Ippm以下,得到合格的甲醇合成原料氣。6.合成甲醇將上述得到的合格合成氣經壓縮、預熱后送往甲醇合成塔，在壓力5MPa、溫度250°C下反應，甲醇合成塔排出的反應產物經冷卻后，分離出粗甲醇，粗甲醇經精餾得到精甲醇。7.燃氣輪機聯合發(fā)電將甲醇合成后的未反應氣體送往燃機輪機燃燒室燃燒，產生1260°C的高溫高壓的燃氣從燃燒室排出，然后送入透平膨脹做功，排出的560°C的高溫煙氣經余熱鍋爐回收顯熱產生過熱蒸汽，驅動蒸汽輪機發(fā)電并供熱。[0028]8.合成烯烴 (I)將上述的甲醇在壓力O. 4MPa、溫度450°C條件下，送入MTO裝置，將甲醇原料與磷酸硅鋁鹽分子篩催化劑接觸。使甲醇轉化成含乙烯、丙烯的產品物流，并在所述催化劑上形成積炭。(2)將所述產品物流與催化劑分離，分離出的帶有積炭的催化劑送入再生器再生。(3)經過再生的催化劑返回到反應區(qū)。本實用新型技術具有以下優(yōu)點(I)能耗低。本實用新型可以根據具體情況，通過調整原料煤和天然氣的比例，對合成氣的仏/co進行調整滿足下游產品合成的需求，彌補了單純采用煤或天然氣原料氫碳比嚴重不平衡的問題，實現了兩種原料的優(yōu)勢互補，該工藝節(jié)省了回收co2、CO變換和脫除CO2的能耗。(2) CO2排放低。以煤為原料的多聯產工藝需要靠CO變換來提高H2/C0，而變換過程中會產生大量CO2，增加了 CO2排放。而本實用新型單純通過調節(jié)煤、天然氣比例來實現甲醇合成H2/C0的要求，無需進行變換，CO2排放較低。(3)耦合程度高。本實用新型以煤和天然氣為原料，同時生產甲醇、烯烴、電力產品，系統(tǒng)集合程度高，各個環(huán)節(jié)的能量情況良好，整個工藝過程蒸汽和電力自給，無需外供蒸汽和電量，與國內先進的煤制烯烴工藝相比，能量利用率提高約5%。

圖I為本以煤和天然氣為原料制烯烴的多聯產裝置圖。
具體實施方式
本實用新型所述的以煤和天然氣為原料制烯烴的多聯產裝置包括煤氣化爐、凈化裝置、脫硫塔、天然氣重整反應器、壓縮機、合成氣混合器、精脫硫塔，甲醇合成塔、甲醇精餾塔、燃氣輪機聯合發(fā)電裝置、MTO裝置和循環(huán)壓縮機；煤氣化爐、凈化裝置、脫硫塔、合成氣混合器、精脫硫塔，甲醇合成塔、甲醇精餾塔依次連接，甲醇合成塔與MTO裝置連接；甲醇合成塔未反應氣體出口與燃氣輪機聯合發(fā)電裝置連接；天然氣重整反應器入口與天然氣原料管線連接，出口通過壓縮機與合成氣混合器連接；天然氣重整反應器通過循環(huán)壓縮機與甲醇合成塔連接。
權利要求1.一種以煤和天然氣為原料制烯烴的多聯產裝置，包括煤氣化爐、凈化裝置、脫硫塔、天然氣重整反應器、壓縮機、合成氣混合器、精脫硫塔，甲醇合成塔、甲醇精餾塔、燃氣輪機聯合發(fā)電裝置、MTO裝置和循環(huán)壓縮機；其特征在于煤氣化爐、凈化裝置、脫硫塔、合成氣混合器、精脫硫塔，甲醇合成塔、甲醇精餾塔依次連接，甲醇合成塔與MTO裝置連接；甲醇合成塔未反應氣體出口與燃氣輪機聯合發(fā)電裝置連接；天然氣重整反應器入口與天然氣原料管線連接，出口通過壓縮機與合成氣混合器連接；天然氣重整反應器通過循環(huán)壓縮機與甲醇合成塔連接。
2.根據權利要求I所述的以煤和天然氣為原料制烯烴的多聯產裝置，其特征在于所述的煤氣化爐采用德士古氣流床水煤漿氣化爐。
3.根據權利要求I所述的以煤和天然氣為原料制烯烴的多聯產裝置，其特征在于:天然氣重整反應器采用水蒸氣轉化法反應器。
4.根據權利要求I所述的以煤和天然氣為原料制烯烴的多聯產裝置，其特征在于甲醇合成塔采用魯奇低壓合成塔。
5.根據權利要求I所述的以煤和天然氣為原料制烯烴的多聯產裝置，其特征在于ΜΤ0裝置采用大連化物所DMTO裝置。
專利摘要本實用新型涉及一種以煤和天然氣為原料制烯烴的多聯產裝置，由煤氣化爐、凈化裝置、脫硫塔、天然氣重整反應器、壓縮機、合成氣混合器、精脫硫塔，甲醇合成塔、甲醇精餾塔、燃氣輪機聯合發(fā)電裝置、MTO裝置和循環(huán)壓縮機組成；煤氣化爐、凈化裝置、脫硫塔、合成氣混合器、精脫硫塔，甲醇合成塔、甲醇精餾塔依次連接，甲醇合成塔與MTO裝置連接；甲醇合成塔未反應氣體出口與燃氣輪機聯合發(fā)電裝置連接；天然氣重整反應器入口與天然氣原料管線連接，出口通過壓縮機與合成氣混合器連接；天然氣重整反應器通過循環(huán)壓縮機與甲醇合成塔連接；本裝置改善了煤制烯烴工藝氫碳比嚴重不平衡的問題，減少了天然氣的消耗量，系統(tǒng)的能耗、CO2排放和降低成本。
文檔編號C07C1/04GK202744473SQ20122030082
公開日2013年2月20日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權日2012年6月21日
發(fā)明者李云, 楊莉, 程光旭, 張早校 申請人:中國石油天然氣股份有限公司, 西安交通大學