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由甲醇兩步法制備烴類產(chǎn)品的方法與流程

文檔序號:11802062閱讀:708來源:國知局
本發(fā)明涉及由甲醇兩步法制備烴類產(chǎn)品的方法,屬于化工產(chǎn)品的制備方法領(lǐng)域。背景方法數(shù)據(jù)顯示,全球石油探明剩余儲量為1888億噸。主要分布在中東地區(qū),其擁有世界石油探明剩余總儲量的61.0%,尤其是集中在石油輸出國組織(歐佩克)海灣國家。當(dāng)今世界石油供需格局的主要問題在于世界石油供需之間地理區(qū)位上的不平衡狀態(tài)。也就是說,世界石油在產(chǎn)量和消費(fèi)方面呈現(xiàn)著地區(qū)上的極不均衡特征。這種全球石油分布與消費(fèi)、開采和需求之間的地區(qū)不均衡性不僅過去存在,而且將來會更加突出,在相當(dāng)時期內(nèi)其仍然是世界石油格局的主要問題和結(jié)構(gòu)性矛盾,且將表現(xiàn)的更加明顯。我國富煤少油,石油供需矛盾十分突出。隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷飛速發(fā)展,對石油的依賴程度會越來越高。從能源安全戰(zhàn)略角度考慮,發(fā)展替代能源的需求對我國顯得尤為迫切。汽油外觀為透明液體,主要是由C4~C10各族烴類組成,按研究法辛烷值可分為90號、93(92)號、97號三個牌號。具有較高的辛烷值和優(yōu)良的抗爆性,用于高壓縮比的汽化器式汽油發(fā)動機(jī)上,可提高發(fā)動機(jī)的功率,減少燃料消耗量;具有良好的蒸發(fā)性和燃燒性,能保證發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、燃燒完全、積炭少;具有較好的安定性,在貯運(yùn)和使用過程中不易出現(xiàn)早期氧化變質(zhì),對發(fā)動機(jī)部件及儲油容器無腐蝕性。甲醇是石油化工的基石,通過適當(dāng)?shù)拇呋^程,甲醇可以轉(zhuǎn)化為石油化工的多種產(chǎn)品,如乙烯、丙烯、芳烴、烷烴以及上述產(chǎn)品的混合物。甲醇轉(zhuǎn)化制備汽油工藝(MTG)是由Mobil公司發(fā)明的一種甲醇轉(zhuǎn)化制備汽油的方法。自1974年起,該公司申請了多項(xiàng)有關(guān)甲醇轉(zhuǎn)化制汽油的專利,并于80年代在新西蘭建設(shè)了工業(yè)規(guī)模的甲醇轉(zhuǎn)化制汽油的裝置,成功進(jìn)行了多年的商業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)。參見例如美國專利US3931349,Mobil的工藝采用兩步反應(yīng)(又稱為“兩段法”或“兩步法”):一段采用列管式等溫反應(yīng)器將甲醇首先轉(zhuǎn)化為二甲醚,二甲醚和甲醇的混合物進(jìn)入兩段絕熱反應(yīng)器,在ZSM-5分子篩催化劑的作用下,轉(zhuǎn)化為汽油和液化石油氣(LPG,LiquefiedPetroleumGas)。美國專利US4579999公開了另外一種兩步法甲醇轉(zhuǎn)化制汽油餾分段烴類產(chǎn)品的方法,其一段反應(yīng)器中填裝分子篩催化劑,將甲醇首先轉(zhuǎn)化為低碳烯烴和部分C5+烴,將C5+冷卻分離后,低碳烯烴進(jìn)入兩段反應(yīng)器,在烯烴聚合催化劑的作用下,進(jìn)一步轉(zhuǎn)化生成汽油餾分段產(chǎn)物。中國專利CN1156416C公布了一種由甲醇或二甲醚生產(chǎn)小分子烯烴的工藝方法,該工藝采用磷酸硅鋁分子篩作為催化劑,利用氣固并流下行式流化床超短接觸反應(yīng)器,催化劑與原料在氣固并流下行式流化床超短接觸反應(yīng)器中接觸、反應(yīng),物流方向?yàn)橄滦小4呋瘎┘胺磻?yīng)物出反應(yīng)器后進(jìn)入設(shè)置在該反應(yīng)器下部的氣固快速分離器快速分離,及時終止反應(yīng)的進(jìn)行;有效抑制二次反應(yīng)的發(fā)生;分離出的催化劑進(jìn)入再生器中燒炭再生,催化劑在系統(tǒng)中連續(xù)再生,反應(yīng)循環(huán)進(jìn)行。美國專利4689205公布了一種甲醇多段轉(zhuǎn)化制取烴的方法。該專利公布的方法與美國專利4579999基本相似,在一段反應(yīng)器中,甲醇在一定溫度和壓力條件下轉(zhuǎn)化為C2~C4烯烴和部分C5+烴,將C5+烴分離后,剩余部分進(jìn)入第兩段反應(yīng)器,采用烯烴聚合催化劑,將第一段反應(yīng)產(chǎn)生的低碳烯烴進(jìn)一步聚合為汽油餾份的烴產(chǎn)品。所不同的是,該專利公布的方法中,第一段采用的是流化床反應(yīng)器。目前,研究人員對于該工藝的研究還在不斷進(jìn)行,以求改善反應(yīng)效率、提高產(chǎn)量、降低有害物質(zhì)排放。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明提供由甲醇兩步法制備烴類產(chǎn)品的方法,包括下列步驟:1)將預(yù)熱的甲醇進(jìn)料到裝載有醚化催化劑的醚化反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng),以得到含有二甲醚的混合物;2)步驟1)所得的含有二甲醚的混合物進(jìn)入裝載有輕烴反應(yīng)催化劑的輕烴反應(yīng)器,以生成烴類混合物;3)步驟2)的烴類混合物經(jīng)冷卻,分離液相部分和氣相部分;4)步驟3)的氣相部分進(jìn)入循環(huán)壓縮機(jī),壓縮后的至少一部分作為循環(huán)物料與原料甲醇混合,返回反應(yīng)器;液相部分進(jìn)行后續(xù)分離。步驟1)中,原料甲醇首先經(jīng)預(yù)熱,然后進(jìn)料到醚化反應(yīng)器,所述醚化催化劑可以選自固體酸催化劑,例如選自改性氧化鋁、氧化硅-氧化鋁、結(jié)晶硅鋁酸鹽、結(jié)晶沸石、孔分子篩中的一種或多種。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案,所述固體酸催化劑包括選自γ-Al2O3,η-Al2O3和SiO2的載體。所述固體酸催化劑可進(jìn)一步含有SO42-。例如,固體酸催化劑中SO42-的含量為2-25重量%,更優(yōu)選為5-20重量%,最優(yōu)選為8-15重量%。固體酸催化劑中的SO42-以弱酸性的硫酸鹽的形式存在,所述硫酸鹽優(yōu)選為選自硫酸鋁(Al2(SO4)3)、硫酸鋅(ZnSO4)和硫酸亞鐵(FeSO4)的硫酸鹽??追肿雍Y包括ZRP系列(稀土改性)、ZSP系列(鐵改性)、ZSM系列分子篩及其衍生或改性分子篩,SAPO分子篩中的一種或幾種。有關(guān)ZRP更為詳盡的描述參見US5,232,675。ZSM系列分子篩選自ZSM-5、ZSM-11、ZSM-12、ZSM-22、ZSM-23、ZSM-35、ZSM-38、ZSM-48和其它類似結(jié)構(gòu)的分子篩之中的一種或多種,有關(guān)ZSM-5更為詳盡的描述參見US3,702,886。所述其它分子篩包括Y型及其衍生或改性分子篩、SAPO分子篩、β分子篩或其改性分子篩。選自Y、HY、REY、REHY、USY、REUSY、β分子篩中的一種或一種以上的混合物。原料甲醇可以是由任何含碳物質(zhì)如煤炭、天然氣、生物質(zhì)等為原料合成而得,原料甲醇的純度既可以為70%以上,例如80%、85%、90%、95%、99%等。甲醇的液體空速為0.1~80.0m3·h-1,優(yōu)選50~60m3·h-1。甲醇可被預(yù)熱至220~250℃,優(yōu)選230~240℃。步驟2)中,二甲醚的混合物在反應(yīng)器中進(jìn)行低聚、異構(gòu)、芳構(gòu)反應(yīng),生成烴類混合物。反應(yīng)器入口溫度為305~325℃,優(yōu)選320℃;出口溫度為380℃-450℃,優(yōu)選390~420℃。反應(yīng)器入口壓力為1.5~1.8MPa,優(yōu)選1.5~1.6MPa;出口壓力為1.5~1.7MPa,優(yōu)選1.6MPa。優(yōu)選地,所述方法中使用繞管式換熱器。優(yōu)選地,在在運(yùn)行過程中不必利用加熱爐提供熱量,并且富余的熱量可供精餾工段使用。所述輕烴反應(yīng)催化劑優(yōu)選酸性硅鋁沸石分子篩催化劑,例如市售的酸性硅鋁沸石分子篩催化劑,如ZSM-5、ZSM-11、ZSM-12、ZSM-22、ZSM-23、ZSM-35、ZSM-38、ZSM-48等或其衍生或改性分子篩,優(yōu)選ZSM-5分子篩催化劑或其衍生或改性分子篩。所述催化劑的實(shí)例包括LaHZSM-5分子篩催化劑,其可由如下合成方法制得:(1)導(dǎo)向劑合成:將硅源與去離子水、模板劑配置成A溶液,鋁源、無機(jī)酸與去離子水配置成B溶液,A溶液放入合成釜中攪拌均勻,然后在200-400轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢柘?,將B溶液滴加至A溶液中,將釜密閉,繼續(xù)攪拌10-20分鐘后開始升溫,由室溫以2-5℃/分的速率升至120℃恒溫20-25小時,再以10-15℃/小時升至165-170℃,冷卻降溫,裝入密閉瓶中制成導(dǎo)向劑;其中各組份的摩爾比SiO2∶Al2O3∶Na2O∶模板劑∶無機(jī)酸∶H2O=40-80∶1∶7-15∶25-40∶3.0-7.5∶2000-4000;(2)分子篩合成:將硅源與導(dǎo)向劑、去離子水配置成C溶液,鋁源、無機(jī)酸與離子水配置成D溶液,可溶性鑭鹽制成0.1-1.0Mol/L的溶液,記為E溶液,C溶液放入合成釜中,開始以200-400轉(zhuǎn)/分的速度攪拌,再將E溶液加入,然后加入占總體積5-10%的導(dǎo)向劑,以3-5℃/分鐘的速率升溫至50-80℃,最后將D溶液滴加入釜中,將釜密閉,繼續(xù)攪拌10-20分鐘后開始升溫,由室溫以2-5℃/分的速率升至120℃,恒溫20-25小時,再以10-15℃/小時的升至155-165℃,恒溫20-25小時,然后冷卻、降溫,將物料卸出,沉淀、過濾,將濾餅洗至溶液PH值呈7-8,經(jīng)110-120℃烘干,于520-540℃下焙燒3-5小時,得到LaZSM-5分子篩;如上所述的各組分的摩爾比為:SiO2∶Al2O3∶Na2O∶R-NH3∶無機(jī)酸∶La3+∶H2O=40-80∶1∶7-15∶25-40∶3.0-7.5∶0.1-2.0∶2000-4000;(3)制備催化劑將LaZSM-5分子篩經(jīng)過0.5-1Mol/L的酸溶液進(jìn)行離子交換,直至LaZSM-5分子篩的Na+含量<0.1(m)%,然后烘干、500-540℃焙燒3-5小時后,得到LaHZSM-5分子篩。然后按LaHZSM-5分子篩與粘結(jié)劑的重量百分比100-50∶0-50加入粘結(jié)劑混合均勻,同時用體積濃度<5%的稀硝酸溶液混捏成型,烘干后,在500-540℃焙燒3-5小時后制成催化劑;在該方法中,硅源可以選自硅酸鈉、正硅酸乙脂、白碳黑或硅溶膠等含硅物質(zhì),例如由SiO2、Na2O和去離子水構(gòu)成的水玻璃;鋁源可以選自硫酸鋁、硝酸鋁等可溶性鋁鹽;模板劑可以選自正丁胺、乙二胺、1,6-己二胺、乙胺等有機(jī)胺類;無機(jī)酸可以選自硫酸、硝酸、鹽酸、等礦物酸;無機(jī)堿可以選自氫氧化鈉、碳酸鈉等;粘結(jié)劑可以選自氧化鋁、硅藻土、薄水鋁石、二氧化硅等分子篩成型常用粘結(jié)劑。優(yōu)選地,本發(fā)明步驟2)的催化劑在反應(yīng)開始前經(jīng)過汽蒸預(yù)處理,包括如下步驟:(1)加熱循環(huán)氣,將催化劑加熱至120℃,恒溫1~5小時,優(yōu)選3小時;(2)將催化劑加熱至300℃,恒溫1~5小時,優(yōu)選3小時;(3)將催化劑加熱至480℃,恒溫1~20小時,優(yōu)選10小時;(4)將催化劑降溫至430℃,導(dǎo)入過熱蒸汽,空速控制在例如約0.5m3·h-1,以去除循環(huán)空氣;(5)使用過熱蒸汽,使催化劑升溫至460℃,恒溫10~60小時,優(yōu)選48小時;(6)氮?dú)饣蚩諝庋h(huán)下降溫。其中,在所述酸性硅鋁沸石分子篩催化劑預(yù)處理時的升溫和降溫速率不超過35℃/h,優(yōu)選小于35℃/h。步驟3)中,步驟2)的烴類混合物經(jīng)冷卻至25~50℃,優(yōu)選40℃。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案,醚化反應(yīng)器制備的二甲醚與循環(huán)氣混合后送往輕烴反應(yīng)器以制備烴類產(chǎn)品混合物。醚化反應(yīng)器、輕烴反應(yīng)器可以選自絕熱的流化床反應(yīng)器或固定床反應(yīng)器。烴類產(chǎn)品混合物回收反應(yīng)熱后,經(jīng)空冷器和冷卻器冷卻后,在分離器中被分成三相:氣相(主要為輕組分)、液態(tài)水混合物相和液態(tài)烴相(主要包括C2+烴)。氣相經(jīng)循環(huán)氣壓縮機(jī)壓縮后的至少一部分與二甲醚混合,隨后進(jìn)入輕烴反應(yīng)器。含有一些甲醇、雜醇水混合物相經(jīng)合成芳烴工藝水泵送至生化處理。液態(tài)烴即粗穩(wěn)定輕烴直接送至芳烴分離部分進(jìn)一步分離為燃料氣、LPG、穩(wěn)定輕烴和重芳烴。其中,循環(huán)氣與二甲醚的質(zhì)量比(“循環(huán)比”)為10~20:1,優(yōu)選7~8:1。步驟3)中,經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)壓縮后的氣相部分還經(jīng)過吸收塔解析,分離包含C1和C2的輕質(zhì)組分,所述輕質(zhì)組分首先經(jīng)過脫水,再分離出一氧化碳、二氧化碳、C1及C2以上烴類組分排至放空管線去火炬燃燒,富集的甲烷經(jīng)壓縮機(jī)從0.5MPa壓縮至25MPa后,送入天然氣儲罐。烴類產(chǎn)品混合物合成氣經(jīng)回收反應(yīng)熱后,經(jīng)空冷器和冷卻器冷卻后,在分離器中被分成三相:氣相(主要為輕組分)、水混合物相和液態(tài)烴相(主要包括C2+烴)。氣相經(jīng)循環(huán)氣壓縮機(jī)壓縮后重新返回合成芳烴反應(yīng)器入口與過熱后的甲醇一起進(jìn)入醚化反應(yīng)器。含有一些甲醇、雜醇水混合物相經(jīng)合成芳烴工藝水泵送至生化處理。液態(tài)烴即粗穩(wěn)定輕烴直接送至芳烴分離部分進(jìn)一步分離為燃料氣、LPG、穩(wěn)定輕烴和重芳烴。液化氣分離塔主要用于將LPG從粗穩(wěn)定輕烴中分離。氣體脫除塔的塔底產(chǎn)物主要是C3以上的烴類,在液化氣分離塔中進(jìn)一步分離。塔頂產(chǎn)物主要是LPG,塔底產(chǎn)物主要是C4以上的烴類。塔頂產(chǎn)物被完全冷凝后送入液化氣分離塔回流罐,C3/C4液相烴一部分回流至液化氣分離塔,另一部分作為LPG產(chǎn)品。LPG產(chǎn)品經(jīng)循環(huán)水冷卻至46℃之后送至罐區(qū)。部分塔底產(chǎn)品通過流量控制經(jīng)冷卻器冷卻后泵送至吸收塔。塔底物料進(jìn)入產(chǎn)品分離塔進(jìn)一步分離。產(chǎn)品分離塔給料主要來自液化氣分離塔塔底產(chǎn)物。產(chǎn)品分離塔將芳烴分離為輕組分烴(塔頂產(chǎn)物)和重組分烴(塔底產(chǎn)物)。塔頂產(chǎn)物完全冷凝為穩(wěn)定輕烴,其經(jīng)循環(huán)水冷卻后送至罐區(qū)。為減少來自粗穩(wěn)定輕烴分離槽氣相和氣體脫除塔塔頂產(chǎn)物中低沸點(diǎn)組分的損失,在吸收塔中用部分液化氣分離塔塔底產(chǎn)物穩(wěn)定輕烴作為吸收劑,對這兩股氣相進(jìn)行吸收處理。本發(fā)明還提供了經(jīng)過汽蒸的酸性硅鋁沸石分子篩催化劑,例如經(jīng)過汽蒸的市售ZSM-5、ZSM-11、ZSM-12、ZSM-22、ZSM-23、ZSM-35、ZSM-38、ZSM-48,以及LaHZSM-5(例如中國專利ZL200610048298.9記載的LaHZSM-5)催化劑或其衍生或改性催化劑。本發(fā)明進(jìn)一步提供了所述催化劑在由甲醇兩步法制備烴類產(chǎn)品的方法中的用途。本發(fā)明的有益效果包括:本發(fā)明的方法可以由甲醇高選擇性的制備汽油,并且所制得的汽油具有高辛烷值,誘導(dǎo)期能達(dá)到國標(biāo)的要求。本發(fā)明的方法將C1及C2的輕質(zhì)組分回收,提高了副產(chǎn)物的回收率。本發(fā)明的方法干氣量較少,收率較高。根據(jù)本發(fā)明,經(jīng)過汽蒸預(yù)處理后,催化劑效率得到了提高,可以處理液體空速更高的原料。并且,所述催化劑的壽命也得到了改善,每再生一次后,處理較高液體空速原料的壽命達(dá)到了30天以上。兩步法甲醇制芳烴使用繞管式換熱器,換熱效果良好,對系統(tǒng)熱量的利用率高,系統(tǒng)熱量充足,在運(yùn)行過程中不必利用加熱爐提供熱量,還有富余的熱量供精餾工段使用,降低了系統(tǒng)對蒸汽的消耗;兩步法的操作較為平穩(wěn),在切換反應(yīng)器過程中不存在投、切加熱爐,繞管式換熱器的換熱效果好,不存在像列管式換熱器容易積液,在切換反應(yīng)器過程中,造成反應(yīng)器入口溫度急劇下降,處理不及時會導(dǎo)致切換反應(yīng)器失敗,需要給新投入的反應(yīng)器重新升溫,既耗時,又不好操作,系統(tǒng)大幅度波動,能耗又高;兩步法的加熱器只在系統(tǒng)原始開車是使用,且精餾工段各塔的壓力、溫度低,兩步法精餾工段再沸器使用的蒸汽壓力為1.2Mpa,工藝條件緩和,運(yùn)行平穩(wěn),易于操作,降低了工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的成本。具體實(shí)施方式下文結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的方法進(jìn)行說明,作進(jìn)一步的詳細(xì)說明,但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明的范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本發(fā)明上述方法思想的情況下,根據(jù)本領(lǐng)域普通方法知識和慣用手段做出的各種替換或變更,均應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。所述實(shí)驗(yàn)方法中,如無特殊說明,均為常規(guī)方法;所述試劑和材料,如無特殊說明,均可從商業(yè)途徑獲得。市售醚化催化劑載體性能指標(biāo)如下:實(shí)施例11.醚化催化劑的制備將50克分析純硫酸銨溶入蒸餾水中,配制成200ml硫酸銨的水溶液,將約150ml上述市售載體1(γ-Al2O3)浸入上述溶液中,浸漬2小時,濾去殘液,將浸漬后的載體于120℃干燥4小時,再放入馬福爐中550℃焙燒4小時,所制備的催化劑中硫酸根含量為10.2重量%。2.輕烴反應(yīng)催化劑ZSM-5的汽蒸預(yù)處理選取市售ZSM-5催化劑,以30℃/h的速率,加熱循環(huán)氣以將催化劑按照如下程序加熱:加熱至120℃,恒溫3小時;加熱至300℃,恒溫3小時;加熱至480℃,恒溫10小時;以30℃/h的速率,將催化劑降溫至430℃,導(dǎo)入過熱蒸汽,空速控制在0.5m3·h-1,以去除循環(huán)空氣;使用過熱蒸汽,以30℃/h的速率升溫至460℃,恒溫48小時;氮?dú)庋h(huán)下,以30℃/h的速率降溫,備用。3.烴類產(chǎn)品的制備1)甲醇脫水制二甲醚將純度為99%的甲醇預(yù)熱至240℃,以58m3/h的液體空速LHSV進(jìn)料到載有50ml步驟1中獲得的催化劑的絕熱固定床反應(yīng)器內(nèi),以轉(zhuǎn)化為二甲醚,所述反應(yīng)器入口溫度為240℃,入口壓力為1.6MPa,出口溫度為300℃,出口壓力為1.6MPa;2)二甲醚制備烴類混合物二甲醚與循環(huán)氣混合,控制溫度為320℃,進(jìn)入輕烴反應(yīng)器進(jìn)行低聚、異構(gòu)、芳構(gòu)反應(yīng),生成烴類混合物。所述輕烴反應(yīng)器中預(yù)裝載有7.6kg步驟2獲得的經(jīng)過汽蒸的ZSM-5催化劑。輕烴反應(yīng)器出口溫度為400℃。3)產(chǎn)品分離步驟2)的合成氣冷卻至40℃,在芳烴水分離器中被分成三相:氣相(主要輕組分)、液態(tài)水混合物相和液態(tài)烴相。氣相經(jīng)循環(huán)氣壓縮機(jī)壓縮后重新返回輕烴反應(yīng)器入口與過熱后的甲醇一起進(jìn)入輕烴反應(yīng)器,循環(huán)比控制為7.5:1。含有一些甲醇、雜醇水相混合物經(jīng)合成芳烴工藝水泵送至生化處理。液態(tài)烴即粗穩(wěn)定輕烴直接送至芳烴分離部分進(jìn)一步分離為燃料氣、LPG、穩(wěn)定輕烴和重芳烴。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。在上述液體空速下,該催化劑的壽命超過20天。實(shí)施例21.醚化催化劑的制備67.3克分析純硫酸銨溶入蒸餾水中,配制成200ml硫酸銨的水溶液,將約150ml上述市售載體2(η-Al2O3)浸入上述溶液中,浸漬2小時,濾去殘液,將浸漬后的載體于120℃干燥4小時,再放入馬福爐中550℃焙燒4小時,所制備的催化劑中硫酸根含量為11.0重量%。2.輕烴反應(yīng)催化劑ZSM-11的汽蒸預(yù)處理選取市售ZSM-11催化劑,以30℃/h的速率,加熱循環(huán)氣以將催化劑按照如下程序加熱:加熱至120℃,恒溫3小時;加熱至300℃,恒溫3小時;加熱至480℃,恒溫10小時;以30℃/h的速率,將催化劑降溫至430℃,導(dǎo)入過熱蒸汽,空速控制在0.5m3·h-1,以去除循環(huán)空氣;使用過熱蒸汽,以30℃/h的速率升溫至460℃,恒溫48小時;氮?dú)庋h(huán)下,以30℃/h的速率降溫,備用。3.烴類產(chǎn)品的制備1)甲醇脫水制二甲醚將純度為99%的甲醇預(yù)熱至240℃,以45m3/h的液體空速LHSV進(jìn)料到載有2.2kg步驟1中獲得的催化劑的絕熱固定床反應(yīng)器內(nèi),以轉(zhuǎn)化為二甲醚,所述反應(yīng)器入口溫度為240℃,入口壓力為1.7MPa,出口溫度為302℃,出口壓力為1.6MPa;2)二甲醚制備烴類混合物二甲醚與循環(huán)氣混合,控制溫度為320℃,進(jìn)入輕烴反應(yīng)器進(jìn)行低聚、異構(gòu)、芳構(gòu)反應(yīng),生成烴類混合物。所述輕烴反應(yīng)器中預(yù)裝載有6.5kg步驟2獲得的經(jīng)過汽蒸的ZSM-11催化劑。輕烴反應(yīng)器出口溫度為400℃。3)產(chǎn)品分離步驟2)的合成氣冷卻至40℃,在芳烴水分離器中被分成三相:氣相(主要輕組分)、液態(tài)水混合物相和液態(tài)烴相。氣相經(jīng)循環(huán)氣壓縮機(jī)壓縮后重新返回輕烴反應(yīng)器入口與過熱后的甲醇一起進(jìn)入輕烴反應(yīng)器,循環(huán)比控制為7.8:1。含有一些甲醇、雜醇水相混合物經(jīng)合成芳烴工藝水泵送至生化處理。液態(tài)烴即粗穩(wěn)定輕烴直接送至芳烴分離部分進(jìn)一步分離為燃料氣、LPG、穩(wěn)定輕烴和重芳烴。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。在上述液體空速下,該催化劑的壽命超過20天。實(shí)施例31.醚化催化劑的制備45克分析純硫酸鋁(Al2SO4·18H2O)溶入蒸餾水中,配制成200ml硫酸鋁的水溶液,將約150ml載體3(SO2)浸入上述溶液中,浸漬2小時,濾去殘液,將浸漬后的載體于120℃干燥4小時,再放入馬福爐中250℃焙燒2小時,然后升至550℃焙燒4小時,所制備的催化劑中硫酸根含量為9.5重量%。2.輕烴反應(yīng)催化劑的汽蒸預(yù)處理1)催化劑的制備A.導(dǎo)向劑的合成導(dǎo)向劑的摩爾比組成為SiO2∶Al2O3∶Na2O∶正丁胺∶H2SO4∶H2O=40∶1∶10∶28∶7.2∶2800。硅源采用組成為:SiO2=25.13%;Na2O=8.12%;H2O=66.75%的水玻璃,首先稱取600克水玻璃,加入126.5克的正丁胺和1181.3克的去離子水制成A溶液,裝入合成釜中,,在300轉(zhuǎn)/分的攪拌下攪拌均勻,再稱取41.82克的硫酸鋁,置入裝有1561.4克水的燒杯中,然后加入15.8克的硫酸,用玻璃棒攪拌均勻,制成B溶液將其滴加至釜中的溶液中,然后將釜密閉,繼續(xù)攪拌10-20分鐘后開始升溫。第一步,由室溫以2℃/分的速率升至120℃恒溫20小時,第二步,再以10℃/小時的速率升溫至165℃后,降溫冷卻,將物料卸出裝入密封瓶中。B.分子篩合成配料組成如下:SiO2∶Al2O3∶Na2O∶導(dǎo)向劑∶H2SO4∶硝酸鑭∶H2O=20∶1∶7∶2∶0.5∶0.1∶2500;硅源采用組成為:SiO2=25.13%;Na2O=8.12%;H2O=66.75%的水玻璃,首先稱取500克水玻璃,然后加入1548.75克的去離子水,制成C溶液,將其放入合成釜中攪拌均勻,開始以200-400轉(zhuǎn)/分的速度攪拌,再量取0.1Mol/L的硝酸鑭溶液10ml作為E溶液加入釜中,然后加入占總體積5-10%的導(dǎo)向劑180ml,以5℃/分鐘的速率升溫至80℃,然后再稱取69.6克的硫酸鋁加2218.3克的去離子水與4.8克的硫酸配置成D溶液,將其滴加至釜內(nèi)溶液中,然后將釜密閉,繼續(xù)攪拌10分鐘后開始升溫。第一步,以3℃/分的速率升至120℃恒溫25小時,第二步,再以10℃/小時的慢速升至160℃恒溫20-25小時,然后采用冷卻水降溫后,將物料卸出,沉淀過濾將物料溶液洗至pH值呈8,經(jīng)110℃烘干后置于爐中于540℃下焙燒5小時即為LaZSM-5分子篩原粉。C.催化劑制備將上述分子篩經(jīng)過0.5Mol/L的鹽酸溶液進(jìn)行離子交換,直至LaZSM-5分子篩的Na+含量<0.1(m)%,然后烘干、500℃焙燒3小時后,得到LaHZSM-5分子篩。然后按LaHZSM-5分子篩與粘結(jié)劑的重量百分比為50∶50加入粘結(jié)劑混合均勻,同時用體積濃度2%的稀硝酸溶液混捏成型,烘干后,在500℃焙4小時后制成催化劑。2)催化劑的汽蒸預(yù)處理以30℃/h的速率,加熱循環(huán)氣以將催化劑按照如下程序加熱:加熱至120℃,恒溫3小時;加熱至300℃,恒溫3小時;加熱至480℃,恒溫10小時;以30℃/h的速率,將催化劑降溫至430℃,導(dǎo)入過熱蒸汽,空速控制在0.5m3·h-1,以去除循環(huán)空氣;使用過熱蒸汽,以30℃/h的速率升溫至460℃,恒溫48小時;氮?dú)庋h(huán)下,以30℃/h的速率降溫,備用。3.烴類產(chǎn)品的制備1)甲醇脫水制二甲醚將純度為99%的甲醇預(yù)熱至240℃,以48m3/h的液體空速LHSV進(jìn)料到載有2.4kg步驟1中獲得的催化劑的絕熱固定床反應(yīng)器內(nèi),以轉(zhuǎn)化為二甲醚,所述反應(yīng)器入口溫度為240℃,入口壓力為1.6MPa,出口溫度為305℃,出口壓力為1.7MPa;2)二甲醚制備烴類混合物二甲醚與循環(huán)氣混合,控制溫度為320℃,進(jìn)入輕烴反應(yīng)器進(jìn)行低聚、異構(gòu)、芳構(gòu)反應(yīng),生成烴類混合物。所述輕烴反應(yīng)器中預(yù)裝載有6.8kg步驟2獲得的經(jīng)過汽蒸的LaHZSM-5分子篩催化劑。輕烴反應(yīng)器出口溫度為390℃。3)產(chǎn)品分離步驟2)的合成氣冷卻至42℃,在芳烴水分離器中被分成三相:氣相(主要輕組分)、液態(tài)水混合物相和液態(tài)烴相。氣相經(jīng)循環(huán)氣壓縮機(jī)壓縮后重新返回輕烴反應(yīng)器入口與過熱后的甲醇一起進(jìn)入輕烴反應(yīng)器,循環(huán)比控制為7.6:1。含有一些甲醇、雜醇水相混合物經(jīng)合成芳烴工藝水泵送至生化處理。液態(tài)烴即粗穩(wěn)定輕烴直接送至芳烴分離部分進(jìn)一步分離為燃料氣、LPG、穩(wěn)定輕烴和重芳烴。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。在上述液體空速下,該催化劑的壽命超過20天。實(shí)施例4:C1、C2產(chǎn)品后處理烴類產(chǎn)品混合物合成氣經(jīng)回收反應(yīng)熱后,經(jīng)空冷器和冷卻器冷卻后,在分離器中被分成三相:氣相(主要為輕組分)、水混合物相和液態(tài)烴相(主要包括C2+烴)。氣相經(jīng)循環(huán)氣壓縮機(jī)壓縮后重新返回合成芳烴反應(yīng)器入口與過熱后的甲醇一起進(jìn)入醚化反應(yīng)器。含有一些甲醇、雜醇水混合物相經(jīng)合成芳烴工藝水泵送至生化處理。液態(tài)烴即粗穩(wěn)定輕烴直接送至芳烴分離部分進(jìn)一步分離為燃料氣、LPG、穩(wěn)定輕烴和重芳烴。液化氣分離塔主要用于將LPG從粗穩(wěn)定輕烴中分離。氣體脫除塔的塔底產(chǎn)物主要是C3以上的烴類,在液化氣分離塔中進(jìn)一步分離。塔頂產(chǎn)物主要是LPG,塔底產(chǎn)物主要是C4以上的烴類。塔頂產(chǎn)物被完全冷凝后送入液化氣分離塔回流罐,C3/C4液相烴一部分回流至液化氣分離塔,另一部分作為LPG產(chǎn)品。LPG產(chǎn)品經(jīng)循環(huán)水冷卻至46℃之后送至罐區(qū)。部分塔底產(chǎn)品通過流量控制經(jīng)冷卻器冷卻后泵送至吸收塔。塔底物料進(jìn)入產(chǎn)品分離塔進(jìn)一步分離。產(chǎn)品分離塔給料主要來自液化氣分離塔塔底產(chǎn)物。產(chǎn)品分離塔將芳烴分離為輕組分烴(塔頂產(chǎn)物)和重組分烴(塔底產(chǎn)物)。塔頂產(chǎn)物完全冷凝為穩(wěn)定輕烴,其經(jīng)循環(huán)水冷卻后送至罐區(qū)。為減少來自粗穩(wěn)定輕烴分離槽氣相和氣體脫除塔塔頂產(chǎn)物中低沸點(diǎn)組分的損失,在吸收塔中用部分液化氣分離塔塔底產(chǎn)物穩(wěn)定輕烴作為吸收劑,對這兩股氣相進(jìn)行吸收處理。實(shí)施例1-3中經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)壓縮后的氣相部分還經(jīng)過吸收塔解析,分離包含C1和C2的輕質(zhì)組分,所述輕質(zhì)組分首先經(jīng)過脫水,再分離出一氧化碳、二氧化碳、C1及C2以上烴類組分排至放空管線去火炬燃燒,富集的甲烷經(jīng)壓縮機(jī)從0.5MPa壓縮至25MPa后,送入天然氣儲罐。所使用的設(shè)備及參數(shù)如下表所示:表1實(shí)施例C5+收率LPG收率重芳烴收率137.6%8.3%2.5%238.4%8.4%2.6%336.5%8.6%2.2%*其中各產(chǎn)品收率均為基于甲醇質(zhì)量計。當(dāng)前第1頁1 2 3 
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