專利名稱：：生產(chǎn)合成燃料的方法和設(shè)備的制作方法生產(chǎn)合成燃料的方法和設(shè)備本發(fā)明涉及從包含水蒸汽和含氧化合物(oxygenates，例如甲醇和/或二甲醚(DME))的浸提混合物(eductmixture)制備合成燃料的方法和設(shè)備，其巾在第處理階段使所述浸提混合物在催化劑上反應(yīng)以獲得包含烯烴(優(yōu)選具有2-8個(gè)碳原子)的烴產(chǎn)物，然后在第—處理階段使所得烴產(chǎn)物寡聚成較高級(jí)的烯烴，其中大部分烯烴具有5個(gè)以上的碳原子，優(yōu)選具有10-20個(gè)碳原子?？蓮腤O2006/076942Al得知生產(chǎn)合成燃料的此類方法(所謂MtSynfuels法；MtSynfuels=從甲醇制備合成燃料)。在烯烴反應(yīng)器屮，首先使由含氧化合物(例如甲醇和/或DME)和水蒸汽組成的混合物在沸石催化劑上反應(yīng)，從而獲得短鏈烯烴，并得到作為副產(chǎn)物的石蠟和芳香族化合物。產(chǎn)生烯烴后，將在烯烴反應(yīng)器中獲得的烯烴混合物稠化(densified)，部分濃縮(partlycondensed),并在第二處理階段使?jié)饪s物寡聚成長(zhǎng)鏈烴。在該處理中，芳香族化合物被烷基化。在后續(xù)的分離裝置中，寡聚產(chǎn)物流被分成包含合成燃料(LPG、汽油、可燃?xì)怏w(heatinggas)，以及經(jīng)氫化的柴油/煤油(Kerojet))的產(chǎn)物流，以及分別包含不飽和烴和飽和烴的流。將飽和烴再循環(huán)回烯烴反應(yīng)器，而將不飽和烴回收到寡聚反應(yīng)器。在常規(guī)的MtSynfuels法中，通常在1-2巴的低壓下進(jìn)行烯烴反應(yīng)。這需要大型的裝置和機(jī)器，由此導(dǎo)致高昂的投資成本。寡聚反應(yīng)器中芳香族化合物的烷基化導(dǎo)致所得柴油的十六烷值下降，這是由于在后續(xù)氫化反應(yīng)中由芳香族化合物獲得的環(huán)烷烴具有低十六垸值。過低的十六烷值可導(dǎo)致燃料注入和自燃之間的點(diǎn)火延遲，并由此產(chǎn)生燃料的快速爆炸樣燃燒，以及巨大的燃燒噪音。閔此，本發(fā)明的目的是改進(jìn)所生產(chǎn)的合成燃料的質(zhì)量。本發(fā)明通過具有權(quán)利要求1所述特征的方法基本實(shí)現(xiàn)了該目的，其中在引入到第二處理階段之前，將在第一處理階段中獲得的烴產(chǎn)物分離成液相和氣相，將氣相烴產(chǎn)物供入到第二處理階段，在第二分離裝置中將液相烴產(chǎn)物分離為富含Q.烴的混合物以及包含C7+烴和芳香族化合物的混合物，并將富含(36.烴的混合物供入到第二處理階段。通過在寡聚反應(yīng)之前排出芳香族化合物，可降低氫化期間獲得的環(huán)烷烴量，并由此提高柴油產(chǎn)物的十六烷值。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面，在第一處理階段中烯烴的生產(chǎn)是在大于2巴，優(yōu)選2-10巴，特別是3-8巴的壓力下進(jìn)行的。通過提高烯烴反應(yīng)的壓力，可顯著減小烯烴反應(yīng)器以及與其相連的裝置和配件(熱交換器、閥門、管道)的周徑(cross-section)。這使得投資成本相應(yīng)下降。根據(jù)本發(fā)明，在引入到第二處理階段之前，從氣相烴產(chǎn)物分離出汽油餾分并將其供入汽油產(chǎn)物流。這改進(jìn)了汽油產(chǎn)物的質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，在第一處理階段后通過蒸餾對(duì)液相烴產(chǎn)物進(jìn)行分離，其中將蒸餾的塔頂產(chǎn)物(富含Q.烴的混合物)供入本發(fā)明的第二處理階段。對(duì)于蒸餾的塔底產(chǎn)物，獲得的是包含CV烴和芳香族化合物的混合物，根據(jù)本發(fā)明，將該混合物加入到在寡聚反應(yīng)器之后分離出的汽油產(chǎn)物流中。根據(jù)本發(fā)明，如果從第二處理階段獲得的烴產(chǎn)物分離出柴油產(chǎn)物流，則將蒸餾的塔底產(chǎn)物添加到經(jīng)氫化的柴油產(chǎn)物流中。根據(jù)本發(fā)明，如果從第二處理階段獲得的烴產(chǎn)物分離出汽油產(chǎn)物流，則將由塔頂餾分獲得的產(chǎn)物和/或蒸餾的至少一種側(cè)餾分供入汽油產(chǎn)物流中。本發(fā)明還涉及從包含水蒸汽和含氧化合物(例如甲醇和/或DME)的浸提混合物制備合成燃料的設(shè)備，其特別適用于實(shí)施本發(fā)明的方法。所述設(shè)備包括至少一個(gè)催化烯烴反應(yīng)器，其用于將浸提混合物轉(zhuǎn)化成包含優(yōu)選具有2-8個(gè)碳原子的烯烴的烴產(chǎn)物；以及至少一個(gè)寡聚反應(yīng)器，其位于烯烴反應(yīng)器下游，用于將所得烴產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成長(zhǎng)鏈烴；用于將烯烴反應(yīng)器中獲得的烴產(chǎn)物分離成氣相和液相的第一分離裝置，以及用于將液相烴產(chǎn)物分離為富含Q-烴的混合物以及包含C7+烴和芳香族化合物的混合物的第二分離裝置。根據(jù)本發(fā)明，所述第二分離裝置為蒸餾塔，其塔頂區(qū)域與寡聚反應(yīng)器的入口相連。通過下文對(duì)具體實(shí)施方式和附圖的描述可以說明本發(fā)明的特征、優(yōu)點(diǎn)和可能的應(yīng)用。在附圖中說明和/或示出的所有特征構(gòu)成本發(fā)明的主題或本發(fā)明的主題的任何組合，其獨(dú)立于在權(quán)利要求或其相關(guān)說明的有關(guān)內(nèi)容。圖l:適合實(shí)施本發(fā)明方法的設(shè)備的示意圖；圖2.1:顯示經(jīng)氫化的柴油產(chǎn)物的測(cè)量十六烷值(IP498)與寡聚反應(yīng)器進(jìn)料中的芳香族化合物質(zhì)量流之間的關(guān)系；和圖2.2:顯示寡聚反應(yīng)器中再循環(huán)物中芳香族化合物的含量隨時(shí)間而減小。圖1所示的設(shè)備首先包括烯烴反應(yīng)器1，其包含基于擇形沸石(form-selectivezeolite)(優(yōu)選五元環(huán)型鋁硅酸鹽沸石且特別優(yōu)選ZSM-5)的催化劑，或基于高硅沸石(smcalite)或磷酸鋁CSAPCO的催化劑。烯烴反應(yīng)器1優(yōu)選為多級(jí)絕熱固定床反應(yīng)器，但也可僅使用單級(jí)反應(yīng)器或并聯(lián)或串聯(lián)的多個(gè)反應(yīng)器。設(shè)備操作期間，在甲醇蒸汽于DME反應(yīng)器3中合適的脫氫催化劑(例如氧化鋁)上至少部分轉(zhuǎn)化成二甲醚和水之前，在熱交換器(未不出)中將經(jīng)由甲醇供給管2供入的甲醇加熱至優(yōu)選為200-35(TC的溫度，從而使其蒸發(fā)。經(jīng)由管線4將由DME反應(yīng)器3排出的甲醇/二甲醚混合物供入烯烴反應(yīng)器1。最初，可經(jīng)由支管(未示出)分出浸提混合物的部分流，并在冷卻后，將各個(gè)部分流以氣體形式導(dǎo)入多級(jí)烯烴反應(yīng)器1的各個(gè)反應(yīng)級(jí)中。將主干流導(dǎo)入烯烴反應(yīng)器1的第一級(jí)中。優(yōu)選地，進(jìn)入烯烴反應(yīng)器1第一級(jí)的入口溫度在350-500。C之間。浸提混合物中水與甲醇當(dāng)量的重量比在0.25:1至10:1之間。根據(jù)等式2CH3OH—CH3-0-CH3+1120，本文中的一個(gè)"甲醇當(dāng)量(methanolequivalent)"相當(dāng)于半摩爾的二甲醚?？赏耆褂盟羝c甲醇或二甲醚的組合作為反應(yīng)器1中的浸提物，從而代替水蒸汽/甲醇/二甲醚混合物。烯烴反應(yīng)器在>2巴的高壓下操作，優(yōu)選2-10巴，特別是3-8巴。在烯烴反應(yīng)器l的催化劑區(qū)域中，溫度優(yōu)選在300-60(TC之間。在較低壓力下操作烯烴反應(yīng)器時(shí)，烯烴反應(yīng)器中形成的反應(yīng)混合物主要由CVC4烯烴、C5+汽油烴和水蒸汽組成。通過將烯烴反應(yīng)器1的壓力提高到>2巴，產(chǎn)物譜向長(zhǎng)鏈烯烴和石蠟(約Cs)移動(dòng)，并向芳香族化合物小幅度移動(dòng)。在烯烴反應(yīng)器1之后并經(jīng)熱交換器17冷卻后，在第一分離裝置5(三相分離器)中將所得反應(yīng)混合物分離成水相、氣態(tài)烴流HCg和液態(tài)烴流HCliq。部分水相可再循環(huán)到烯烴反應(yīng)器1的入口。在稠化和部分濃縮后，任選地在分離裝置7中分離氣態(tài)烴餾分后，通過管線6將氣態(tài)烴供入寡聚反應(yīng)器8的入口。將在第一分離裝置5中獲得的液態(tài)烴供入蒸餾塔形式的第二分離裝置9中，在此將其分離為CV烴流以及包含C7+烴和芳香族化合物的混合物。C6.烴流從蒸餾塔9的塔頂排出并供入多級(jí)寡聚反應(yīng)器8的入口。將包含C7+烴和芳香族化合物的混合物排出并可供入到汽油產(chǎn)物流中。供入到多級(jí)寡聚反應(yīng)器8第一級(jí)的烴混合物同樣在存在五元環(huán)型沸石催化劑、溫度為200-45(TC以及壓力為40-100巴的條件下進(jìn)行寡聚。通過寡聚獲得的烯烴大部分具有5個(gè)以上的碳原子，優(yōu)選具有10-20個(gè)之間的碳原子。在后續(xù)蒸餾塔10(第三分離裝置)中處理所得混合物，其中分離的餾分經(jīng)氫化形成柴油產(chǎn)物。此外，還提供具有不同組成的兩個(gè)烴流。經(jīng)由管線11將富含石蠟的烴流再循環(huán)到烯烴反應(yīng)器1，而經(jīng)由管線12使富含烯烴的流返回寡聚反應(yīng)器8的入口區(qū)域?？蓮母缓N和富含石蠟的烴流中排出其中一部分，從而提供汽油產(chǎn)物。在與氫混合后，將經(jīng)由管線13從蒸餾塔10塔底排出的液態(tài)產(chǎn)物供入氫化設(shè)備14，在此將不飽和烴轉(zhuǎn)化成柴油。在后續(xù)分離裝置15中，將柴油產(chǎn)物與過量的氫分離?？蓪⒋蟛糠值倪^量氫再循環(huán)到氫化反應(yīng)器14。經(jīng)由管線16在第二分離裝置IO的塔頂排出可燃?xì)怏w流，并且也可排出其他產(chǎn)物流，例如LPG或汽汕，這取決于第三分離裝置IO的構(gòu)造。由于在第二分離裝置中分離了CV組分，實(shí)際上減少了柴油燃料的產(chǎn)量。然而，通過汽油產(chǎn)量的增加，特別是汽油和柴油產(chǎn)物質(zhì)量的提高(由此獲得較高的辛烷值或十六烷值)，該影響可被克服。通過在第二分離裝置中排出芳香族化合物，柴油產(chǎn)物中的十六烷值得到提高。由于將排出的芳香族化合物轉(zhuǎn)而添加到汽油產(chǎn)物中，也同時(shí)提高了汽油的辛垸值。實(shí)施例實(shí)施例1:通過從寡聚反應(yīng)器進(jìn)料中分離出C7+烴來提高柴油產(chǎn)物的十六烷值與碳數(shù)相同的非芳香烴相比，芳香烴具有相當(dāng)小的十六烷值。下表1.1中列出了用以說明這現(xiàn)象的數(shù)字示例。表1.1:碳數(shù)相同的芳香烴和非芳香烴(HC)的十六垸值(CN)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>沐源Murphy，M.J.etal.,CompendiumofExperimentalCetaneNumberData,NationalRenewableEnergyLaboratory(www.nrel.gov),NREL/SR-540-36805，2004年9月)因此，從新進(jìn)料以及再循環(huán)到寡聚反應(yīng)器的HC再循環(huán)物中相當(dāng)徹底地除去芳香烴對(duì)于提高柴油產(chǎn)物的十六烷值非常重要。圖2.1是寡聚反應(yīng)器進(jìn)料中的芳香族化合物質(zhì)量流與經(jīng)氫化的柴油產(chǎn)物的測(cè)量十六烷值之間關(guān)系的圖示說明。參見圖2.2，通過蒸餾分離并從寡聚反應(yīng)器進(jìn)料中分出(37+餾分，可實(shí)現(xiàn)新進(jìn)料中芳香族化合物質(zhì)量流的立即減少，以及寡聚反應(yīng)器再循環(huán)物中芳香族化合物質(zhì)量流的持續(xù)減少(除痕量外)。實(shí)施例2:汽油產(chǎn)物流的辛烷值在啟動(dòng)芳香族化合物塔(aromaticscolumn)之前，經(jīng)由管線11在塔頂排出的液態(tài)烴流以及經(jīng)由管線12在柴油塔10的側(cè)餾分出口排出的液態(tài)烴流已經(jīng)形成汽油產(chǎn)物。在開始對(duì)烯烴反應(yīng)器l的液態(tài)烴產(chǎn)物進(jìn)行蒸餾分離之后，可將具有高辛烷值且富含芳香族化合物的其他部分流作為汽油產(chǎn)物。下表2.1中列出了三個(gè)部分流的典型辛烷值。表2.1:汽油產(chǎn)物部分流的重要性質(zhì)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>根據(jù)應(yīng)用于奧圖燃料(Ottofuels)的DINEN228，芳香族化合物的含量被限定為42vol-%，可應(yīng)用的苯含量(C6H6)的極限值為1vol-%。如表2.2所示，芳香族化合物塔的塔底物(C7+)實(shí)際上不含苯。因此，可將其加入到汽油產(chǎn)物中，直到達(dá)到芳香族化合物總含量的極限值。表2.2:芳香族化合物塔的塔底物(C7+)中芳香烴的典型分布<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實(shí)施例3:通過從寡聚反應(yīng)器進(jìn)料中分出C7+烴改變柴油產(chǎn)物和汽油產(chǎn)物的量通過蒸餾分離并從烯烴反應(yīng)器1的液態(tài)烴產(chǎn)物排出C7+餾分，減少了供入寡聚反應(yīng)器8的總進(jìn)料量。由于該C7+餾分被加入到汽油產(chǎn)物中，相應(yīng)地提高了汽油產(chǎn)物的量。下表3.1中比較了在對(duì)烯烴反應(yīng)器的液態(tài)烴產(chǎn)物進(jìn)行和不進(jìn)行分餾時(shí)的典型產(chǎn)物量?；?000g/h的新進(jìn)料，在不進(jìn)行分餾時(shí)所得的柴油產(chǎn)物為622g/h，而在進(jìn)行分餾時(shí)柴油產(chǎn)物為616g/h。因此，分餾對(duì)柴油產(chǎn)量的影響相對(duì)較小。另一方面，對(duì)于每1000g/h的新進(jìn)料，汽油的量由188g/h(不進(jìn)行分餾)提高到292g/h(進(jìn)行分餾)。表3.1:在對(duì)烯烴反應(yīng)器的液態(tài)烴產(chǎn)物進(jìn)行和不進(jìn)行分餾時(shí)，寡聚反應(yīng)器的典型進(jìn)料量和產(chǎn)物量<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>#)寡聚反應(yīng)器的新進(jìn)料=烯烴反應(yīng)器的氣態(tài)產(chǎn)物+芳香族化合物塔的塔頂產(chǎn)物附圖標(biāo)記的列表l烯烴反應(yīng)器2甲醇供給管線3DME反應(yīng)器4管線5第一分離裝置6管線7分離裝置8寡聚反應(yīng)器9第二分離裝置IO第三分離裝置11管線12管線13管線14氫化設(shè)備15分離裝置16管線17熱交換器HCg氣態(tài)烴流HCliq液態(tài)烴流權(quán)利要求1.從包含水蒸汽和諸如甲醇和/或二甲醚的含氧化合物的浸提混合物制備合成燃料的方法，其中在第一處理階段，使所述浸提混合物在催化劑上反應(yīng)，從而獲得包含優(yōu)選具有2-8個(gè)碳原子的烯烴的烴產(chǎn)物，和在第二處理階段，使所得的烴產(chǎn)物寡聚成較高級(jí)的烯烴，其中大部分烯烴具有5個(gè)以上的碳原子，優(yōu)選具有10-20個(gè)碳原子，其特征在于，在引入到所述第二處理階段之前，將所述第一處理階段獲得的烴產(chǎn)物分離成液相和氣相，將所述氣相烴產(chǎn)物供入所述第二處理階段，將所述液相烴產(chǎn)物在第二分離裝置中分離為富含C6-烴的混合物以及包含C7+烴和芳香族化合物的混合物，以及將所述富含C6-烴的混合物供入所述第二處理階段。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在所述第一處理階段中，在壓力大于2巴，優(yōu)選2-10巴，特別是3-8巴下生產(chǎn)烯烴。3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，將所述包含C7+烴和芳香族化合物的混合物至少部分地供入汽油產(chǎn)物中。4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述第一處理階段后通過蒸餾進(jìn)行液相烴產(chǎn)物的分離。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，將蒸餾的塔頂產(chǎn)物供入所述第二處理階段。6.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其中從所述第二處理階段獲得的烴產(chǎn)物分離出柴油產(chǎn)物流，其特征在于，蒸餾的塔底產(chǎn)物經(jīng)氫化后至少部分地加入到柴油產(chǎn)物流中。7.如權(quán)利要求4-6中任一項(xiàng)所述的方法，其中從所述第二處理階段獲得的烴產(chǎn)物分離出汽油產(chǎn)物流，其特征在于，將蒸餾的塔頂熘分和/或側(cè)餾分獲得的產(chǎn)物至少部分地加入到汽油產(chǎn)物流中。8.從包含水蒸汽和諸如甲醇和/或二甲醚的含氧化合物的浸提混合物制備合成燃料的設(shè)備，該設(shè)備特別適用于實(shí)施前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，所述設(shè)備包括至少一個(gè)催化烯烴反應(yīng)器(l)，其用于將浸提混合物轉(zhuǎn)化成包含優(yōu)選具有2-8個(gè)碳原子的烯烴的烴產(chǎn)物，所述設(shè)備還包括至少一個(gè)寡聚反應(yīng)器(8)，其位于烯烴反應(yīng)器(l)下游，用于將所得烴產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成長(zhǎng)鏈烴，所述設(shè)備的特征在于，其還包括第一分離裝置(5)和第二分離裝置(9)，所述第一分離裝置用于將烯烴反應(yīng)器(l)中獲得的烴產(chǎn)物分離成氣相和液相，所述第二分離裝置用于將液相烴產(chǎn)物分離為富含Q-烴的混合物以及包含C7+烴和芳香族化合物的混合物。9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述第二分離裝置(9)為蒸餾塔。10.如權(quán)利要求8或9所述的設(shè)備，其特征在于，所述第二分離裝置(9)的塔頂區(qū)域經(jīng)由管線(6)與寡聚反應(yīng)器(8)的入口相連。全文摘要本發(fā)明涉及從包含水蒸汽和含氧化合物(如甲醇和/或二甲醚)的浸提混合物制備合成燃料的方法，其中在第一處理階段使所述浸提混合物在催化劑上反應(yīng)，從而獲得包含烯烴(優(yōu)選具有2-8個(gè)碳原子)的烴產(chǎn)物，并在第二處理階段，使所得的烴產(chǎn)物寡聚成長(zhǎng)鏈烯烴，由此獲得汽油和柴油產(chǎn)物。為了提高產(chǎn)物的質(zhì)量，本發(fā)明提出在引入到第二處理階段之前，將在第一處理階段中獲得的烴產(chǎn)物分離成液相和氣相，將氣相烴產(chǎn)物供入到第二處理階段，在第二分離裝置中將液相烴產(chǎn)物分離為富含C_6-烴的混合物以及包含C₇₊烴和芳香族化合物的混合物，并將富含C_6-烴的混合物供入到第二處理階段?？蓪珻₇₊烴和芳香族化合物的混合物混入到汽油產(chǎn)物中以改善其質(zhì)量。文檔編號(hào)C10G3/00GK101617028SQ200880005625公開日2009年12月30日申請(qǐng)日期2008年4月29日優(yōu)先權(quán)日2007年5月11日發(fā)明者烏韋·芬克,亨寧·布霍爾德,霍爾格·德羅普斯,馬丁·羅特霍梅爾申請(qǐng)人:盧吉股份有限公司