一种环氧丙烷联产芳烃的系统和方法与流程

本发明属于化工工艺过程领域，特别涉及一种环氧丙烷联产烃类的系统和方法。

背景技术

环氧丙烷(po)是石油化工的基础化工产品，生产环氧丙烷的方法包括氯醇法和双氧水直接氧化法；氯醇法工艺是传统的po工业生产的工艺路线，但该工艺需大量的氯气，对设备腐蚀严重，排出大量含cacl2的废水，废渣和废气污染环境且处理难度大；双氧水直接氧化法由于流程简单、副产物少和绿色无污染，是制备环氧丙烷的新工艺，但是，该工艺在氧化的过程中采用甲醇作为溶剂，氧化过程中会在甲醇中生成水、丙二醇、丙二醇甲醚等物质，需要进行甲醇溶剂的回收。其中，溶剂回收设备投资高，溶剂回收量大，生产一吨环氧丙烷溶剂回收所需的甲醇达到5-8吨蒸汽(0.8mpa)。同时，由于双氧水的长途运输存在难度，需要考虑双氧水的来源问题。

醇/醚制烃类技术(如包括但不限于醇/醚制芳烃、醇/醚制烯烃和醇/醚制汽油等)，是新型的化学品生产工艺，是煤化工与石油化工产业承接的关键性技术，也是清洁煤化工的发展方向。醇/醚制烃类过程的特点为反应温度高(300-500℃)，转化能力强，对于原料中的杂质要求低。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种环氧丙烷联产烃类的系统和方法，将环氧丙烷生产过程中的溶剂甲醇，用于甲醇制烃类的过程，同时将甲醇制烃类过程副产的氢气和用于制备双氧水，解决双氧水的来源问题，产品副产的丙烯作为环氧丙烷的原料，降低了环氧丙烷的生产的工艺和能耗，具有原料自给，投资少，能耗低的特点。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种环氧丙烷联产烃类的系统，包括双氧水合成单元1，双氧水合成单元1的输出和环氧丙烷合成单元2的第一输入连接，环氧丙烷合成单元2的环氧丙烷输出和环氧丙烷精制单元3的输入连接，环氧丙烷合成单元2的溶剂甲醇输出和甲醇制烃类反应单元4-1的第一输入连接，甲醇制烃类反应单元4-1的输出和气液分离单元9的输入连接，气液分离单元9的气相输出和轻烃分离单元6的输入连接，轻烃分离单元6的c4、c5、c6烃类输出和甲醇制烃类反应单元4-1的第二输入连接，轻烃分离单元6的丙烯输出和环氧丙烷合成单元2的第二输入连接，轻烃分离单元6的氢气输出和双氧水合成单元1的第二输入连接，双氧水合成单元1的第一输入和空气进气管连接；所述的环氧丙烷精制单元3输出环氧丙烷；轻烃分离单元6输出其他烃类，其他烃类为烯烃或芳烃；气液分离单元9输出液相。

一种环氧丙烷联产烃类的系统，包括双氧水合成单元1，双氧水合成单元1的输出和环氧丙烷合成单元2的第一输入连接，环氧丙烷合成单元2的第二输入和丙烯管道连接，环氧丙烷合成单元2的环氧丙烷输出和环氧丙烷精制单元3的输入连接，环氧丙烷合成单元2的溶剂甲醇输出和甲醇制芳烃反应单元4-2的第一输入连接，甲醇制芳烃反应单元4-2的输出和气液液三相分离单元5的输入连接，气液液三相分离单元5的第一输出和轻烃分离单元6的输入连接，轻烃分离单元6的c3、c4、c5烃类输出和甲醇制芳烃反应单元4-2的第二输入连接，轻烃分离单元6的干气输出和干气分离单元7的输入连接，干气分离单元7的氢气输出和双氧水合成单元1的第二输入连接，双氧水合成单元1的第一输入和空气进气管连接，干气分离单元7的乙烯输出和甲醇制芳烃反应单元4-2的第三输入连接；所述的环氧丙烷精制单元3输出环氧丙烷；气液液三相分离单元5输出混合芳烃，干气分离单元7输出甲烷、乙烷。

一种环氧丙烷联产烃类的系统，包括双氧水合成单元1，双氧水合成单元1的输出和环氧丙烷合成单元2的第一输入连接，环氧丙烷合成单元2的环氧丙烷输出和环氧丙烷精制单元3的输入连接，环氧丙烷合成单元2的溶剂甲醇输出和甲醇制芳烃反应单元4-2的第一输入连接，甲醇制芳烃反应单元4-2的输出和气液液三相分离单元5的输入连接，气液液三相分离单元5的第一输出和轻烃分离单元6的输入连接，轻烃分离单元6的c4、c5烃类输出和甲醇制芳烃反应单元4-2的第二输入连接，轻烃分离单元6的丙烷、丙烯输出通过丙烷催化脱氢单元8和环氧丙烷合成单元2的第二输入连接，轻烃分离单元6的干气输出和干气分离单元7的输入连接，干气分离单元7的氢气输出和双氧水合成单元1的第二输入连接，双氧水合成单元1的第一输入和空气进气管连接，干气分离单元7的乙烯输出和甲醇制芳烃反应单元4-2的第三输入连接；所述的环氧丙烷精制单元3输出环氧丙烷；气液液三相分离单元5输出混合芳烃，干气分离单元7输出甲烷、乙烷。

一种环氧丙烷联产烃类的系统，包括双氧水合成单元1，双氧水合成单元1的输出和环氧丙烷合成单元2的第一输入连接，环氧丙烷合成单元2的环氧丙烷输出和环氧丙烷精制单元3的输入连接，环氧丙烷合成单元2的溶剂甲醇输出和甲醇制烯烃反应单元4-3的第一输入连接，甲醇制烯烃反应单元4-3的输出和气液液三相分离单元5的输入连接，气液液三相分离单元5的第一输出和轻烃分离单元6的输入连接，轻烃分离单元6的c4、c5烃类输出和甲醇制烯烃反应单元4-3的第二输入连接，轻烃分离单元6的丙烯输出和环氧丙烷合成单元2的第二输入连接，轻烃分离单元6的干气输出和干气分离单元7的输入连接，干气分离单元7的氢气输出和双氧水合成单元1的第二输入连接，双氧水合成单元1的第一输入和空气进气管连接；所述的环氧丙烷精制单元3输出环氧丙烷；气液液三相分离单元5输出混合芳烃，干气分离单元7输出甲烷。

本发明的有益效果为：

1)本发明解决了环氧丙烷过程中甲醇溶剂回收能耗的问题，大幅度降低了环氧丙烷生产的蒸汽消耗，蒸汽消耗量下降达到50％以上。

2)本发明从循环经济的角度出发，一方面解决了生产环氧丙烷的双氧水和丙烯的来源问题，同时解决了甲醇制烃类过程的副产品氢气和丙烷、丙烯的利用问题，充分利用了过程副产品，符合“原子经济”的概念。

附图说明

图1为本发明系统的结构示意图。

图2为本发明实施例1系统的结构示意图。

图3为本发明实施例2系统的结构示意图。

图4为本发明实施例3系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

参照图1，一种环氧丙烷联产烃类的系统，包括双氧水合成单元1，双氧水合成单元1的输出和环氧丙烷合成单元2的第一输入连接，环氧丙烷合成单元2的环氧丙烷输出和环氧丙烷精制单元3的输入连接，环氧丙烷合成单元2的溶剂甲醇输出和甲醇制烃类反应单元4-1的第一输入连接，甲醇制烃类反应单元4-1的输出和气液分离单元9的输入连接，气液分离单元9的气相输出和轻烃分离单元6的输入连接，轻烃分离单元6的c4、c5、c6烃类输出和甲醇制烃类反应单元4-1的第二输入连接，轻烃分离单元6的丙烯输出和环氧丙烷合成单元2的第二输入连接，轻烃分离单元6的氢气输出和双氧水合成单元1的第二输入连接，双氧水合成单元1的第一输入和空气进气管连接；所述的环氧丙烷精制单元3输出环氧丙烷；轻烃分离单元6输出其他烃类，其他烃类为烯烃或芳烃；气液分离单元9输出液相。

参照图1，一种环氧丙烷联产芳烃的方法，包括以下步骤：

a.空气与来自轻烃分离单元6的氢气进入双氧水合成单元1；

b.双氧水合成单元1产出的双氧水进入环氧丙烷合成单元2，产出粗环氧丙烷、溶剂甲醇，其中粗环氧丙烷进入环氧丙烷精制单元3得到环氧丙烷产品；

c.环氧丙烷合成单元2产出的溶剂甲醇进入甲醇制烃类反应单元4-1中，经过催化剂的作用生成工艺物料，所述的工艺物料为干气、液化气、油相产品和水；

d.甲醇制烃类反应单元4-1得到的工艺物料经过冷却后，在气液分离单元9中分离为气相、液相；其中液相分别进入对应后系统处理，气相产品进入轻烃分离单元6分离为氢气、甲醇、乙烷、乙烯、丙烯、c4c5c6烃类，其中c4c5c6烃类返回甲醇制烃类单元4-1继续反应，丙烯返回环氧丙烷合成单元2作为原料；氢气去双氧水合成单元1作为原料。

下面结合实施例对本发明作详细描述。

实施例1，参照图2，一种环氧丙烷联产烃类的系统，包括双氧水合成单元1，双氧水合成单元1的输出和环氧丙烷合成单元2的第一输入连接，环氧丙烷合成单元2的第二输入和丙烯管道连接，环氧丙烷合成单元2的环氧丙烷输出和环氧丙烷精制单元3的输入连接，环氧丙烷合成单元2的溶剂甲醇输出和甲醇制芳烃反应单元4-2的第一输入连接，甲醇制芳烃反应单元4-2的输出和气液液三相分离单元5的输入连接，气液液三相分离单元5的第一输出和轻烃分离单元6的输入连接，轻烃分离单元6的c3、c4、c5烃类输出和甲醇制芳烃反应单元4-2的第二输入连接，轻烃分离单元6的干气输出和干气分离单元7的输入连接，干气分离单元7的氢气输出和双氧水合成单元1的第二输入连接，双氧水合成单元1的第一输入和空气进气管连接，干气分离单元7的乙烯输出和甲醇制芳烃反应单元4-2的第三输入连接；所述的环氧丙烷精制单元3输出环氧丙烷；气液液三相分离单元5输出混合芳烃，干气分离单元7输出甲烷、乙烷。

参照图2，一种环氧丙烷联产芳烃的方法，包括以下步骤：来自干气分离单元7的1万吨/年氢气及压缩空气进入双氧水合成单元1生成双氧水，产出的双氧水及外购的丙烯进入环氧丙烷合成单元2，产出的粗环氧丙烷进入环氧丙烷精制单元3，溶剂甲醇进入甲醇制芳烃反应单元4-2，反应温度475℃，反应压力0.4mpa，在催化剂的作用下生成气相，水相，非芳烃、苯、甲苯、c8芳烃、c9芳烃、c10芳烃和重芳烃等油相组分，反应后的产品物料进入气液液三相分离单元5、轻烃分离单元6分离为液化气、干气；干气进入干气分离单元7分离为氢气和甲烷、乙烷和部分乙烯；液化气及部分乙烯返回甲醇制芳烃反应单元4-2；氢气返回双氧水合成单元1作为双氧水合成的原料，气液液三相分离器5后的芳烃产品的产量为60万吨/年，环氧丙烷的产量为25万吨，常规双氧水制环氧丙烷的每吨环氧丙烷的蒸汽消耗为5吨，本工艺生产每吨环氧丙烷的蒸汽消耗下降70％。

实施例1的物料平衡

实施例2，参照图3，一种环氧丙烷联产烃类的系统，包括双氧水合成单元1，双氧水合成单元1的输出和环氧丙烷合成单元2的第一输入连接，环氧丙烷合成单元2的环氧丙烷输出和环氧丙烷精制单元3的输入连接，环氧丙烷合成单元2的溶剂甲醇输出和甲醇制芳烃反应单元4-2的第一输入连接，甲醇制芳烃反应单元4-2的输出和气液液三相分离单元5的输入连接，气液液三相分离单元5的第一输出和轻烃分离单元6的输入连接，轻烃分离单元6的c4、c5烃类输出和甲醇制芳烃反应单元4-2的第二输入连接，轻烃分离单元6的丙烷、丙烯输出通过丙烷催化脱氢单元8和环氧丙烷合成单元2的第二输入连接，轻烃分离单元6的干气输出和干气分离单元7的输入连接，干气分离单元7的氢气输出和双氧水合成单元1的第二输入连接，双氧水合成单元1的第一输入和空气进气管连接，干气分离单元7的乙烯输出和甲醇制芳烃反应单元4-2的第三输入连接；所述的环氧丙烷精制单元3输出环氧丙烷；气液液三相分离单元5输出混合芳烃，干气分离单元7输出甲烷、乙烷。

参照图3，一种环氧丙烷联产芳烃的方法，包括以下步骤：来自干气分离单元7的1万吨/年氢气及压缩空气进入双氧水合成单元1生成双氧水，产出的双氧水及丙烷脱氢单元8来的丙烷、丙烯进入环氧丙烷合成单元2，产出的粗环氧丙烷进入环氧丙烷精制单元3，溶剂甲醇进入甲醇制芳烃反应单元4-2，反应温度475℃，反应压力0.4mpa，在催化剂的作用下生成气相，水相，非芳烃、苯、甲苯、c8芳烃、c9芳烃、c10芳烃和重芳烃等油相组分，反应后的产品物料进入气液液三相分离单元5、轻烃分离单元6分离为c3烃类、c4c5烃类及干气；干气进入干气分离单元7分离为氢气和甲烷、乙烷和部分乙烯；c4c5及乙烯返回甲醇制芳烃反应单元4-2，氢气返回双氧水合成单元1作为双氧水合成的原料，c3进入丙烷催化脱氢单元8反应生成丙烯，作为环氧丙烷合成单元2的原料，气液液三相分离器5分离后的芳烃产品的产量为45.5万吨/年，环氧丙烷的产量为25万吨，常规双氧水制环氧丙烷的每吨环氧丙烷的蒸汽消耗为5吨，本工艺生产每吨环氧丙烷的蒸汽消耗下降70％。

实施例2的物料平衡

实施例3，参照图4，一种环氧丙烷联产烃类的系统，包括双氧水合成单元1，双氧水合成单元1的输出和环氧丙烷合成单元2的第一输入连接，环氧丙烷合成单元2的环氧丙烷输出和环氧丙烷精制单元3的输入连接，环氧丙烷合成单元2的溶剂甲醇输出和甲醇制烯烃反应单元4-3的第一输入连接，甲醇制烯烃反应单元4-3的输出和气液液三相分离单元5的输入连接，气液液三相分离单元5的第一输出和轻烃分离单元6的输入连接，轻烃分离单元6的c4、c5烃类输出和甲醇制烯烃反应单元4-3的第二输入连接，轻烃分离单元6的丙烯输出和环氧丙烷合成单元2的第二输入连接，轻烃分离单元6的干气输出和干气分离单元7的输入连接，干气分离单元7的氢气输出和双氧水合成单元1的第二输入连接，双氧水合成单元1的第一输入和空气进气管连接；所述的环氧丙烷精制单元3输出环氧丙烷；气液液三相分离单元5输出混合芳烃，干气分离单元7输出甲烷。

参照图4，一种环氧丙烷联产烯烃的方法，包括以下步骤：来自干气分离单元7的氢气、外来氢气及压缩空气进入双氧水合成单元1生成双氧水，产出的双氧水及轻烃分离单元6来的丙烯进入环氧丙烷合成单元2，产出的粗环氧丙烷进入环氧丙烷精制单元3，溶剂甲醇进入甲醇制烯烃反应单元4-3，反应温度480℃，反应压力0.1mpa，在催化剂的作用下生成气相，水相，反应后的产品物料进入气液液三相分离单元5、轻烃分离单元6分离为乙烯、丙烯、丙烷、乙烷、c4c5烃类及干气，干气进入干气分离单元7分离为氢气和甲烷，c4c5返回甲醇制烯烃反应单元4-3，氢气返回双氧水合成单元1作为双氧水合成的原料，丙烯进入环氧丙烷合成单元2作为原料；环氧丙烷的产量为25万吨，乙烯产量为30万吨，丙烯产量为10万吨。常规双氧水制环氧丙烷的每吨环氧丙烷的蒸汽消耗为5吨，本工艺生产每吨环氧丙烷的蒸汽消耗下降50％。

实施例3的物料平衡