甲醇制烯烃催化剂床层升温及再生装置

摘要

本发明具体为甲醇制烯烃催化剂床层升温及再生装置。该装置包括加热器、反应器、冷却器、二氧化碳在线监测仪、缓冲罐、罗茨鼓风机、启活或再生用气体总阀、一级进气控制阀、二级进气控制阀、三级进气控制阀、四级进气控制阀、高温气体分流阀、循环气管线手阀、一级气体流量计、二级气体流量计、三级气体流量计、四级气体流量计等等，本装置可以减小冷却器的工作负荷，降低能耗；由于最大限度提升加热器入口温度，从而减少加热器的能量消耗，达到节能效果。从提高资源利用率的角度，循环使用部分或者全部催化剂床层升温或再生气体，而不是直接全部将其放空，此设计可节约大量催化剂床层升温或再生气体，提高资源利用效率。

权利要求

1.甲醇制烯烃催化剂床层升温及再生装置，该装置包括加热器、反应器、冷却器、二氧化碳在线监测仪、缓冲罐、罗茨鼓风机、启活或再生用气体总阀、一级进气控制阀、二级进气控制阀、三级进气控制阀、四级进气控制阀、高温气体分流阀、循环气管线手阀、一级气体流量计、二级气体流量计、三级气体流量计、四级气体流量计，其特征在于：启活或再生用气体总阀一端与加热器入口连通，另一端与启活或再生气源相连通，加热器出口分别与一级气体流量计、二级气体流量计、三级气体流量计、四级气体流量计入口连通，各级流量计与对应的一级进气控制阀、二级进气控制阀、三级进气控制阀、四级进气控制阀连通，控制阀出口与反应器的各级催化剂床层连接，反应器出口与高温气体分流阀进口连通，高温气体分流阀出口一路与冷却器入口连接，另一路与循环气控制总阀出口管线连通后再与缓冲罐入口连通，缓冲罐出口与罗茨鼓风机入口连通，罗茨鼓风机出口与循环气管线手阀入口连通，循环气管线手阀出口与加热器入口连通。

2.根据权利要求1所述的甲醇制烯烃催化剂床层升温及再生装置，其特征在于：该装置还包括放空阀和循环气控制总阀，冷却器出口分别与放空阀、循环气控制总阀的入口连通，放空阀出口与放空管线连通。

3.根据权利要求1所述的甲醇制烯烃催化剂床层升温及再生装置，其特征在于：该装置还包括混合气体温度监测热电偶，在缓冲罐入口安装混合气体温度检测热电偶。

4.根据权利要求1所述的甲醇制烯烃催化剂床层升温及再生装置，其特征在于：该装置还包括压力变送器，罗茨鼓风机出口管线安装压力变送器。

说明书

甲醇制烯烃催化剂床层升温及再生装置

技术领域

[0001] 本发明涉及以分子筛为载体的固定床催化剂床层升温或再生的装置，具体为甲醇制烯烃催化剂床层升温及再生装置。

背景技术

[0002] 以分子筛为载体的固定床催化剂，已经大量应用于工业生产，而以ZSM-5分子筛为载体的甲醇制烯烃催化剂也逐渐应用。目前采用固定床甲醇制烯烃催化剂床层升温及再生装置工艺流程主要有一种，就是催化剂床层升温或再生气体经加热后，通入反应器，作用于催化剂后，全部冷却、排空。如图1所示，对于现有的催化剂床层升温或再生装置的流程设计是催化剂床层升温或再生气体，经过催化剂床层升温或再生气总阀V-1，进入加热器1加热至催化剂床层升温或再生温度，加热器1出口与一级气体流量计F-1、二级气体流量计F-2、三级气体流量计F-3、四级气体流量计F-4入口相连，流量计与对应的一级进气控制阀V-2、二级进气控制阀V-3、三级进气控制阀V-4、四级进气控制阀V-5连通，控制阀出口与反应器2的各级催化剂床层连接，反应器2出口与冷却器3连通，气体冷却后，通过放空阀V-6放空。此设计所使用的催化剂床层升温或再生气作用催化剂后，全部冷却放空，这种设计导致催化剂床层升温或再生气体的浪费，没能实现资源和能源的充分利用。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于针对以上技术问题，提供一种能充分节约资源、减少热量损失，促进甲醇制烯烃催化剂床层升温及再生装置。

[0004] 本发明目的通过下述技术方案来实现：

[0005] 甲醇制烯烃催化剂床层升温及再生装置，该装置包括加热器、反应器、冷却器、二氧化碳在线监测仪、缓冲罐、罗茨鼓风机、启活或再生用气体总阀、一级进气控制阀、二级进气控制阀、三级进气控制阀、四级进气控制阀、高温气体分流阀、循环气管线手阀、一级气体流量计、二级气体流量计、三级气体流量计、四级气体流量计，其启活或再生用气体总阀一端与加热器入口连通，另一端与启活或再生气源相连通，加热器出口分别与一级气体流量计、二级气体流量计、三级气体流量计、四级气体流量计入口连通，各级流量计与对应的一级进气控制阀、二级进气控制阀、三级进气控制阀、四级进气控制阀连通，控制阀出口与反应器的各级催化剂床层连接，反应器出口与高温气体分流阀进口连通，高温气体分流阀出口一路与冷却器入口连接，另一路与循环气控制总阀出口管线连通后再与缓冲罐入口连通，缓冲罐出口与罗茨鼓风机入口连通，罗茨鼓风机出口与循环气管线手阀入口连通，循环气管线手阀出口与加热器入口连通。

[0006] 该装置还包括放空阀和循环气控制总阀，冷却器出口分别与放空阀、循环气控制总阀的入口连通，放空阀出口与放空管线连通。

[0007] 该装置还包括混合气体温度监测热电偶，在缓冲罐入口安装混合气体温度检测热电偶。

[0008] 该装置还包括压力变送器，罗茨鼓风机出口管线安装压力变送器。

[0009] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：

[0010] （一）从节能角度，催化剂床层升温或再生时，所用的气体经过催化剂后，通过高温气体分流阀，一部进入冷却器冷却，另一部分分流至循环管线，与冷却后气体混合，混合气体温度只要满足罗茨鼓风机的进口温度要求即可，这样一是可以减小冷却器的工作负荷，降低能耗；二是因为最大限度提升加热器入口温度，从而减少加热器的能量消耗，达到节能效果。从提高资源利用率的角度，循环使用部分或者全部催化剂床层升温或再生气体，而不是直接全部将其放空，此设计可节约大量催化剂床层升温或再生气体，提高资源利用效率。

[0011] （二）本设计可根据各床层催化剂失活具体情况，控制催化剂再生时气体的温度与用量，达到最优化再生方案，实现能源和资源的优化配置。

附图说明

[0012] 图1为传统的采用固定床甲醇制烯烃催化剂床层升温及再生装置的工艺流程图。

[0013] 图2为本发明的甲醇制烯烃催化剂床层升温及再生装置的工艺流程图。

[0014] 其中，1——加热器、2——反应器、3——冷却器、4——二氧化碳在线监测仪、5——混合气体温度监测热电偶、6——缓冲罐、7——罗茨鼓风机、8——压力变送器、V-
1——催化剂床层升温或再生用气体总阀、V-2——一级进气控制阀、V-3——二级进气控制阀、V-4——三级进气控制阀、V-5——四级进气控制阀、V-6——放空阀、V-7——循环气控制总阀、V-8——高温气体分流阀、V-9——循环气管线手阀、F-1——一级气体流量计、F-
2——二级气体流量计、F-3——三级气体流量计、F-4——四级气体流量计。

具体实施方式

[0015] 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

[0016] 本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

[0017] 如图2所示，甲醇制烯烃装置催化剂床层升温及再生装置，包括有加热器1、反应器2、冷却器3、二氧化碳在线监测仪4、混合气体温度监测热电偶5、缓冲罐6、罗茨鼓风机7、压力变送器8、催化剂床层升温或再生用气体总阀V-1、一级进气控制阀V-2、二级进气控制阀V-3、三级进气控制阀V-4、四级进气控制阀V-5、放空阀V-6、循环气控制总阀V-7、高温气体分流阀V-8、循环气管线手阀V-9、一级气体流量计F-1、二级气体流量计F-2、三级气体流量计F-3、四级气体流量计F-4。

[0018] 催化剂床层升温或再生用气体总阀V-1一端与加热器1入口连通，另一端与催化剂床层升温或再生气源相连通。加热器1出口与一级气体流量计F-1、二级气体流量计F-2、三级气体流量计F-3、四级气体流量计F-4入口连通，各级流量计与对应的一级进气控制阀V-2、二级进气控制阀V-3、三级进气控制阀V-4、四级进气控制阀V-5连通，控制阀出口与反应器2的各级催化剂床层连接，反应器2出口与高温气体分流阀V-8进口连通，高温气体分流阀V-8出口一路与冷却器3入口连接，另一路与循环气控制总阀V-7出口管线连通，这一路在与缓冲罐6入口连通，缓冲罐6出口与罗茨鼓风机7入口连通，罗茨鼓风机7出口与循环气管线手阀V-9入口连通，循环气管线手阀V-9出口与电加热器入口连通；冷却器3出口分别与放空阀V-6、循环气控制总阀V-7的入口连通，放空阀V-6出口与放空管线连通；缓冲罐6入口安装混合气体温度监测热电偶5，罗茨鼓风机7出口管线安装压力变送器8。

[0019] 实施例1：

[0020] 催化剂床层升温时，用于升温的惰性气体氮气，通过气体总阀V-1进入加热器1，逐渐将氮气加热到450℃，加热后的高温氮气通过一级进气控制阀V-2、二级进气控制阀V-3、三级进气控制阀V-4、四级进气控制阀V-5控制氮气进入反应器2的不同催化剂床层，同时一级气体流量计F-1、二级气体流量计F-2、三级气体流量计F-3、四级气体流量计F-4分别测量各级的气体量；氮气经过反应器2的各个床层后流出，反应器2出口的高温氮气通过高温气体分流阀V-8，分配气体流向冷却器3和进入循环管线的气体量，通过混合气体温度监测热电偶实时测量由高温气体分流阀V-8直接进入混合管线的气体与经冷却器3冷却后通过循环气控制总阀V-7进入循环管线气体的混合气体的温度，不高于200℃，以满足罗茨鼓风机7对进口温度的要求。混合气体经缓冲罐6进入罗茨鼓风机7增压100kpa，通过罗茨鼓风机7出口的压力变送器8监测气体压力，之后经过循环气管线手阀V-9循环至加热器1入口。当催化剂床层温度达到400℃时，催化剂床层升温结束。

[0021] 实施例2：

[0022] 催化剂再生时，由氮气和空气组成的混合气体，按照体积比4:1的混合比例，通过气体总阀V-1进入加热器1，混合气体被加热至550℃，加热后的高温混合气体进入反应器2的不同床层。通过一级进气控制阀V-2、二级进气控制阀V-3、三级进气控制阀V-4、四级进气控制阀V-5控制混合气体进入反应器2不同催化剂床层的气体量，一级气体流量计F-1、二级气体流量计F-2、三级气体流量计F-3、四级气体流量计F-4分别测量各级的气体量；混合气体经过反应器2的各个床层后流出，反应器2出口的混合气体通过高温气体分流阀V-8，一部分流向冷却器3，另一部分与来自循环气控制总阀V-7的气体混合；流向冷却器3的高温气体，冷却至不高于60℃，根据二氧化碳在线监测仪4的检测结果，判定气体是去放空，还是循环使用。当二氧化碳的含量超过2%时，则调小或者关闭高温气体分流阀V-8去循环管线、调小或关闭循环气控制总阀V-7，打开放空阀V-6，将气体排空，同时打开气体总阀V-1，向系统补充新鲜再生气体；如果二氧化碳的含量低于2%时，则关闭放空阀V-6、打开循环气控制总阀V-7，此股气体与高温气体分流阀V-8过来的高温气体混合，通过混合气体温度监测热电偶5监测混合气体的温度不高于200℃，以满足罗茨鼓风机7对进口温度的要求，两股气体混合后，经过缓冲罐6流向罗茨鼓风机7入口，气体经罗茨鼓风机7增压100kpa后，流向循环气管线手阀V-9，从而流回加热器1入口，实现气体的循环使用和部分热量的回收利用。

[0023] 本发明并不局限于甲醇制烯烃的催化剂床层升温及催化剂再生装置。本发明可扩展到以分子筛为载体的固定床催化剂升温或催化剂再生装置。也可扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。