一种甲醇和轻烃联合芳构化与制氢生产系统及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114524412A(43)申请公布日2022.05.24(21)申请号202210243005.1(22)申请日2022.03.13(71)申请人武汉轻工大学地址430023湖北省武汉市汉口常青花园学府南路68号(72)发明人胡廷平祁萌张科文(51)Int.Cl.C01B3/32(2006.01)C01B3/36(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种甲醇和轻烃联合芳构化与制氢生产系统及方法(57)摘要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。CN114524412ACN114524412A权利要求书1/2页1.一种甲醇和轻烃联合芳构化与制氢生产系统，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的甲醇和轻烃联合芳构化与制氢生产系统，其特征在于：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。3.根据权利要求1所述的甲醇和轻烃联合芳构化与制氢生产系统，其特征在于：所述芳构化反应器并列设置大小相同两台，一开一备，互为切换运行。4.根据权利要求1所述的甲醇和轻烃联合芳构化与制氢生产系统，其特征在于：所述吸收稳定系统连通液化气泵入口端，所述液化气泵出口端和所述原料气压缩机出口端通过管道并联进所述原料气预热炉上部入口。5.根据权利要求1所述的甲醇和轻烃联合芳构化与制氢生产系统，其特征在于：所述原料气加热炉出口和所述高温蒸汽转化炉进口连通过热蒸汽线。6.一种甲醇和轻烃联合芳构化与制氢生产方法，应用于上述权利要求1‑5任一项所述的甲醇和轻烃联合芳构化与制氢生产系统，其特征在于，包括如下步骤：步骤a：原料进装置由三路原料组成：一路是轻烃组分，自轻烃进料管线进轻烃缓冲罐，由轻烃泵升压至1.6MPa左右后送出,第二路是甲醇（纯度95%），自甲醇进料线进甲醇缓冲罐，由甲醇泵升压至1.6MPa左右后送出,第三路是干气，自干气进料线进所述干气预热器的管程与低温热源换热，将温度升至90℃左右后进入吸附脱硫塔，所述吸附脱硫塔装填有含氧化锌、三氧化二铝和氧化铁等组成的复合型固体脱硫剂，能将硫脱除至1PPM以下；上述三路汇合成一路进原料预热器的管程与芳构化反应产物换热至200℃左右，再进原料加热炉利用燃料气加热至350‑420℃,进所述芳构化反应器；步骤b：来自所述原料加热炉的甲醇、轻烃组分和干气混合原料进入芳构化反应器，在所述芳构化反应器内沿着轴向进行一系列的复杂化学反应，出芳构化反应器的反应产物温度在380℃左右，通过所述原料预热器换热进行热量回收，再经冷却器冷却至40℃以下，进入三相分离罐进行沉降分离；步骤c：所述三相分离罐将冷凝后的反应产物分成不凝气、油相和水相三部分，其中的水相从所述三相分离罐底部脱水包由所述污水泵抽出，进行汽提后用作产生中压蒸汽的补充水，产生的蒸汽用作高温蒸汽转化炉的蒸汽原料，所述油相从所述三相分离罐底部由粗汽油泵抽出并升压至1.6MPa左右，进入所述吸收稳定系统作吸收剂；所述不凝气从所述三相分离罐顶部出来进入富气压缩机升压后送入吸收稳定系统，所述吸收稳定系统借助吸收塔、解吸塔和稳定塔将所述不凝气和所述粗汽油分离成符合产品质量指标的稳定汽油、液化气和干气，所述稳定汽油作为汽油调和组分，所述液化气作为