本发明涉及甲醇制烯烃(methanol to olefins)、甲醇制丙烯(methanol topropylene)、甲醇制芳烃(methanoltoar-omatics)设备,尤其是涉及从反应气系统中拦截、脱除催化剂细粉的方法及工艺设备。
背景技术:
1、甲醇制烯烃装置进料为甲醇,在密闭的反应器内与催化剂接触发生反应,控制反应条件,减少副反应的产生,得到理想的烯烃混合物,送后续装置加工,现有的甲醇制烯烃工艺主要包括:dmto、smto、mto等技术,其中dmto技术经过多次迭代更新。
2、甲醇制丙烯装置进料为甲醇,在密闭的反应器内与催化剂接触发生反应,控制反应条件,减少副反应的产生,得到理想的丙烯混合物,送后续装置加工,现有的甲醇制丙烯工艺主要包括:dmtp技术。
3、甲醇制芳烃装置进料为甲醇,在密闭的反应器内与催化剂接触发生反应,控制反应条件,减少副反应的产生,得到理想的芳烃类混合物,送后续装置加工,现有的甲醇制芳烃工艺主要包括:dmta技术。
4、上述的甲醇制烯烃、制丙烯、制芳烃工艺通过多级旋风分离器滤除高温反应气中的催化剂细粉,最后一级旋风分离器排出的反应气中的催化剂含量还是较高,若直接通入急冷水系统,更容易造成急冷水系统中器件的磨损堵塞,降低其工作效率,缩短其运行周期,增加急冷水系统中器件的清洗频率,增加装置能耗,使设备丧失压差平稳,增加安全风险。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供从反应气系统中拦截、脱除催化剂细粉的方法及工艺设备,具有大幅度降低这一过程中进入急冷水系统的反应气中催化剂含量的优点,解决了旋风分离器排出的反应气中的催化剂含量还是较高,若直接通入急冷水系统,更容易造成急冷水系统中器件的磨损堵塞的技术问题。
2、本发明提供从反应气系统中拦截、脱除催化剂细粉的相关工艺设备,包括反应器,其高温反应气输出端通过管道固定连通有三级旋风分离器;
3、所述三级旋风分离器的下部少量气体和催化剂细粉的出料阀门通过管道固定连通有四级旋风分离器,且三级旋风分离器的高温反应气输出端通过管道依次固定连通有换热器和急冷塔;
4、所述四级旋风分离器的高温反应气输出端通过管道固定连通有第一脉冲高温除尘器,且第一脉冲高温除尘器的高温反应气输出端通过管道与急冷塔固定连通;
5、所述四级旋风分离器和第一脉冲高温除尘器下部的出料阀门排出催化剂细粉。
6、作为进一步的优化方案,为了利用耐高温复合滤芯对高温反应气中的催化剂细粉进行滤除,所述第一脉冲高温除尘器包括:
7、脉冲高温除尘器,其内设有安装架;
8、耐高温复合滤芯,其为底端封口的管状,且耐高温复合滤芯的外壁上端设有凸缘;
9、所述耐高温复合滤芯插接于安装架的安装口内,且耐高温复合滤芯的凸缘与安装架上表面之间位置设有密封圈。
10、作为进一步的优化方案,为了更好的适用于高温反应气中的催化剂细粉的滤除,所述耐高温复合滤芯具体为高透气率无机硅酸铝盐复合材料滤芯。
11、作为进一步的优化方案,为了进一步滤除三级旋风分离器排出的高温反应气中的催化剂细粉,延长后续换热器和急冷塔的运行周期,还包括:
12、第二脉冲高温除尘器,其与第一脉冲高温除尘器的结构相同;
13、所述第二脉冲高温除尘器的气体输入、上侧气体输出端固定连通在三级旋风分离器的高温反应气输出端与换热器输入端之间位置;
14、所述第二脉冲高温除尘器的下部少量气体和催化剂细粉的出料阀门通过管道与四级旋风分离器的输入端固定连通。
15、作为进一步的优化方案,为了对高温反应气的进气进行缓冲,使得高温反应气中的催化剂细粉出现沉淀,降低溢流排出的大部分高温反应气中的催化剂细粉含量,实现高温反应气和催化剂细粉的粗分,还包括进气缓冲结构,其包括:
16、罐体,其中部固定连通于三级旋风分离器和反应器之间连通的管道上;
17、所述罐体与三级旋风分离器之间的管道上装配有溢流流量调节阀;
18、所述罐体下端与三级旋风分离器之间固定连通有沉淀物排料管,且沉淀物排料管上装配有沉淀物流量调节阀。
19、作为进一步的优化方案,为了对高温反应气中的催化剂颗粒进行滤除,并对催化剂颗粒进行回收利用,还包括催化剂颗粒过滤器和罗茨鼓风机;
20、所述催化剂颗粒过滤器的气体输入、过滤后气体输出端固定连通在反应器的高温反应气输出端与三级旋风分离器输入端之间位置;
21、所述催化剂颗粒过滤器的下部的出料阀门与反应器下端之间位置通过罗茨鼓风机固定连通。
22、作为进一步的优化方案,为了对高温反应气中的催化剂颗粒进行滤除,并对催化剂颗粒进行回收利用,同时避免弧形耐高温复合滤板堵塞,所述催化剂颗粒过滤器包括:
23、壳体,其上端扣合有上盖;
24、所述壳体远离反应器一侧固定连通有锥形罩,且锥形罩较小端通过管道与三级旋风分离器输入端固定连通;
25、所述壳体内壁远离反应器一侧插接有弧形耐高温复合滤板,且弧形耐高温复合滤板上端与上盖底面粘贴固定;
26、所述壳体内腔前后侧壁转动装配有叶轮,且叶轮外侧端转动后与弧形耐高温复合滤板的弧形凹面内壁滑动贴合;
27、所述壳体底面固定连通有料斗,且料斗下端固定连通有气动调节阀排料管;
28、所述气动调节阀排料管与罗茨鼓风机的输入端固定连通;
29、所述弧形耐高温复合滤板的孔径为需脱除催化剂细粉的最大粒径。
30、作为进一步的优化方案,为了叶轮更好的被风力驱动旋转,并对高温反应气进行打散,对弧形耐高温复合滤板弧形凹面上的催化剂颗粒进行刮除,所述叶轮包括:
31、圆杆,其转动装配于壳体内腔前后侧壁中部;
32、所述圆杆外壁固定套接有套筒;
33、所述套筒外壁均匀圆周固定装配有扇叶,且扇叶沿套筒外壁长度方向分布;
34、所述扇叶的数量为六个;
35、所述扇叶的外侧端与弧形耐高温复合滤板的弧形凹面内壁滑动贴合。
36、作为进一步的优化方案,为了在扇转动过程中增强对反应气的扰流分散效果,所述扇叶外侧端边缘处均匀开设有第一扰流通孔。
37、从反应气系统中拦截、脱除催化剂细粉的方法,采用上述所述的从反应气系统中拦截、脱除催化剂细粉的相关工艺设备,包括如下步骤:
38、s1高温反应气的催化剂细粉的脱除,将反应器输出的高温反应气通入三级旋风分离器内,三级旋风分离器将分离出催化剂细粉的高温反应气通入换热器和急冷塔,对分离出催化剂细粉的高温反应气先进行换热降温后在快速冷却后收集,三级旋风分离器下部阀门排出少量气体和催化剂细粉进入四级旋风分离器;
39、s2剩余反应气的催化剂细粉的脱除,通过四级旋风分离器对三级旋风分离器下部阀门排出少量气体和催化剂细粉进行分离,脱出催化剂细粉排出收集,四级旋风分离器输出的反应气通入第一脉冲高温除尘器;
40、s3四级旋风分离器输出反应气的催化剂细粉的脱除,通过第一脉冲高温除尘器对四级旋风分离器输出的反应气进行过滤,滤出的催化剂细粉从第一脉冲高温除尘器下部阀门排出,脱出催化剂细粉的反应气通入急冷塔。
41、本发明通过改进在此提供从反应气系统中拦截、脱除催化剂细粉的方法及工艺设备,与现有技术相比,具有如下改进及优点:
42、装置反应器内集成有一级旋风分离器和二级旋风分离器,两级分离后再经过三级旋风分离器和四级旋风分离器进行高温反应气和催化剂细粉的分离,在四级旋风分离器上端反应气输出端连通第一脉冲高温除尘器作为气固分离装置,大幅度降低这一过程中进入急冷水系统的反应气中催化剂含量,降低急冷水系统中器件的磨损堵塞概率,提高工作效率,延长其运行周期,降低急冷水系统中器件的清洗频率,降低装置能耗,使设备压差平稳,降低安全风险。
1.从反应气系统中拦截、脱除催化剂细粉的相关工艺设备,其特征在于:包括反应器(1),其高温反应气输出端通过管道固定连通有三级旋风分离器(5);
2.根据权利要求1所述的从反应气系统中拦截、脱除催化剂细粉的相关工艺设备,其特征在于,所述耐高温复合滤芯(82)具体为高透气率无机硅酸铝盐复合材料滤芯。
3.根据权利要求1所述的从反应气系统中拦截、脱除催化剂细粉的相关工艺设备,其特征在于,还包括:
4.根据权利要求1所述的从反应气系统中拦截、脱除催化剂细粉的相关工艺设备,其特征在于,还包括进气缓冲结构(14),其包括:
5.根据权利要求1所述的从反应气系统中拦截、脱除催化剂细粉的相关工艺设备,其特征在于,还包括催化剂颗粒过滤器(3)和罗茨鼓风机(4),
6.根据权利要求5所述的从反应气系统中拦截、脱除催化剂细粉的相关工艺设备,其特征在于,所述催化剂颗粒过滤器(3)包括:
7.根据权利要求6所述的从反应气系统中拦截、脱除催化剂细粉的相关工艺设备,其特征在于,所述叶轮(35)包括:
8.根据权利要求7所述的从反应气系统中拦截、脱除催化剂细粉的相关工艺设备,其特征在于,所述扇叶(353)外侧端边缘处均匀开设有第一扰流通孔(10)。
9.从反应气系统中拦截、脱除催化剂细粉的方法,采用如权利要求1-8任一项所述的从反应气系统中拦截、脱除催化剂细粉的相关工艺设备,其特征在于,包括如下步骤:
