一種二甲醚制汽油的工藝技術(shù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于煤化工領(lǐng)域，具體涉及一種二甲醚制汽油的工藝技術(shù)。與現(xiàn)有的甲醇制汽油技術(shù)相比汽油收益率更高，產(chǎn)物油性能良好；反應(yīng)溫度和壓力較低，工藝條件更為溫和，對設(shè)備要求低，溫控方便準(zhǔn)確；并且對原料純度要求不高，反應(yīng)熱充分回收利用，整體節(jié)能降耗。具體步驟包括將二甲醚和循環(huán)氣經(jīng)換熱器加熱后送入汽油合成反應(yīng)器內(nèi)生成汽油，并控制反應(yīng)溫度在360-420℃、壓力0.8-1.0MPa的范圍內(nèi)，汽油合成反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有至少兩個改性ZSM-5型催化劑床層。
【專利說明】一種二甲醚制汽油的工藝技術(shù)
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于煤化工領(lǐng)域，具體涉及一種二甲醚制汽油的工藝技術(shù)。
【背景技術(shù)】:
[0002]在全球石油資源越來越少，日趨緊張，并且汽車尾氣對大氣污染越來越嚴(yán)重的情況下，尋找能夠代替石油的清潔新型燃料引起國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，許多國家對低污染的醇燃料作為液體燃料進(jìn)行了開發(fā)、研究。目前現(xiàn)有的資料記載中，將甲醇與汽油按一定比例混合并加入一定添加劑后制作甲醇一汽油混合燃料，但因甲醇有腐蝕性，且燃燒動力不夠強(qiáng)勁，把它轉(zhuǎn)化為汽油顯然要比將它摻和到汽油中使用更有吸引力。在20世紀(jì)七十年代，美國的Mobil公司成功開發(fā)了以ZSM-5型合成沸石為催化劑，用甲醇制汽油的MTG方法最引人注目。這種方法制得的汽油抗爆震性能好，不存在常用汽油中的硫，氮，鉛等對環(huán)境有害組分，而烴類組成與常用汽油很相似。MTG方法一般采用固定床兩段式轉(zhuǎn)化工藝，其中一段是將甲醇脫水生成二甲醚，然后在二段中將二甲醚和水以及沒反應(yīng)完的甲醇混合物在催化劑作用下生成汽油，此種方法存在汽油收益率低，反應(yīng)溫度和壓力高，不易控制的缺點。
[0003]在國內(nèi)，甲醇制汽油技術(shù)大多處于研究實驗階段，成熟的工藝方法幾乎空白。但是我國的資源特點是缺油、少氣、富煤，所以開展煤基能源研究，促進(jìn)能源利用多樣化一直是國內(nèi)能源化工發(fā)展的特點。隨著近年來煤化工的快速發(fā)展，甲醇以及二甲醚企業(yè)的過快擴(kuò)張導(dǎo)致國內(nèi)二甲醚產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，加之二甲醚除作為燃料外其它用途尚未得到較好的開展，許多企業(yè)面臨停產(chǎn)的困境。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]本發(fā)明通過反復(fù)的研究，經(jīng)試驗論證，對MTG生產(chǎn)方法進(jìn)行改進(jìn)，優(yōu)化工藝條件，成功開發(fā)了一種高效節(jié)能的二 甲醚制汽油新方法。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。一種二甲醚制汽油的工藝技術(shù)，如附圖所示，具體步驟包括將原料氣二甲醚經(jīng)原料氣進(jìn)料管8，由換熱器2預(yù)熱升溫至350-360°C后，以質(zhì)量空速OT1)為1.0-2.0送入汽油合成反應(yīng)器I的上進(jìn)口，控制汽油合成反應(yīng)器I內(nèi)溫度在400°C左右，壓強(qiáng)0.8-1.0Mpa,經(jīng)改性ZSM-5型催化劑床層6催化反應(yīng)，合成烴類混合物。其中合成反應(yīng)中的改性ZSM-5型催化劑床層6至少要兩層，在改性ZSM-5型催化劑床層6之間設(shè)置雙管環(huán)形多孔冷卻氣體分布器7。從汽油合成器下出口流出的高溫合成產(chǎn)物，先后經(jīng)換熱器2，冷卻器3降溫后進(jìn)入分離器4。在分離器4內(nèi)下部為水，上部為液態(tài)烴類汽油和氣態(tài)烴類。氣態(tài)烴類經(jīng)壓縮機(jī)5壓縮后作為循環(huán)氣，一部分經(jīng)由冷卻器3加熱后進(jìn)入原料氣進(jìn)料管8與原料二甲醚混合，經(jīng)換熱器2進(jìn)入合成反應(yīng)器繼續(xù)反應(yīng)，一部分通過管線進(jìn)入催化劑床層之間的雙管環(huán)形多孔冷卻氣體分布器7。循環(huán)氣與原料氣的摩爾比控制在9: 1，這不僅有利于吸收反應(yīng)熱，便于控制溫度，而且能夠保證水分的分壓較低而延長催化劑壽命。
[0006]由于二甲醚制汽油合成反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，在反應(yīng)過程中催化劑極易在高溫條件下失活，為保證生產(chǎn)的連續(xù)性和安全性，有效準(zhǔn)確地控制反應(yīng)溫度至關(guān)重要。控制汽油合成反應(yīng)器的溫度可以采用以下幾種方法:
[0007]1、熱循環(huán)氣控溫。經(jīng)過降溫冷卻分離后的C5以上的組分液態(tài)烴為粗汽油，其他一些低碳值的組分還為氣態(tài)烴，然后將這一部分已經(jīng)降低到常溫狀態(tài)的氣態(tài)烴作為循環(huán)氣，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后和二甲醚混合，通過換熱器加熱升溫到催化劑活性溫度后再送入汽油合成反應(yīng)器中繼續(xù)反應(yīng)。這種控溫方式主要是調(diào)節(jié)循環(huán)氣與原料氣的成分比例，精確控制進(jìn)汽油合成反應(yīng)器進(jìn)口的原料氣的溫度，使最上層的催化劑能夠立即達(dá)到活性溫度，是反應(yīng)得以順利進(jìn)行。同時，通過利用高溫高熱的混合氣體經(jīng)換熱器加熱循環(huán)氣，循環(huán)氣體中大量的低碳組分繼續(xù)反應(yīng)生成汽油，提高了汽油的產(chǎn)率，使反應(yīng)中產(chǎn)生的熱量得到有效利用，避免了能源浪費(fèi)。
[0008]2、冷循環(huán)氣控溫。將一部分降低到常溫狀態(tài)的循環(huán)氣壓縮后，經(jīng)各催化劑床層之間的雙管環(huán)形多孔冷卻氣體分布器直接送入汽油合成反應(yīng)器繼續(xù)參與反應(yīng)，該部分常溫循環(huán)氣正好吸收了大量的反應(yīng)中產(chǎn)生的熱量，實現(xiàn)控制反應(yīng)器溫度的目的。
[0009]3、直接將冷卻氣體送入汽油合成反應(yīng)器的催化劑床層之間，方法同上述方法2。通過載熱能力強(qiáng)且不參與反應(yīng)還可減少積碳的冷卻氣體，如N2或CO2，將反應(yīng)中的熱量帶出。
[0010]上述方法可以單獨使用，也可以采取第一種控溫方法為主，其他方法為輔助配合手段。
[0011]與現(xiàn)有的甲醇制汽油工藝相比，本發(fā)明工藝技術(shù)具有以下特點:汽油收益率高，因為催化產(chǎn)物油中多為支鏈烷烴和甲基化芳烴，基本不含C數(shù)為11以上的烴類，所以產(chǎn)物油性能良好；反應(yīng)溫度和壓力較低，工藝條件更為溫和，對設(shè)備要求低，溫控方便準(zhǔn)確；對原料純度要求不高，工藝原料供應(yīng)來源廣泛；反應(yīng)熱充分回收利用，整體節(jié)能降耗。
【專利附圖】

【附圖說明】: [0012]圖1為本發(fā)明工藝技術(shù)所使用的流程裝置示意圖。
[0013]圖中1-合成反應(yīng)器，2-換熱器，3-冷卻器，4-分離器，5-壓縮機(jī)，6_改性ZSM-5型催化劑床，7-雙管環(huán)形多孔冷卻氣體分布器，8-原料氣進(jìn)料管。
【具體實施方式】:
[0014]一種二甲醚制汽油工藝技術(shù)，具體步驟包括將二甲醚原料氣送入汽油合成反應(yīng)器內(nèi)，并控制合成反應(yīng)器入口溫度為350-360°C，合成反應(yīng)器出口溫度400-420°C，壓力
0.8-1.0MPa，原料氣的重時空速為1.0-2.0，循環(huán)氣體摩爾比(相對進(jìn)料)控制在7.0-9.0，在改性ZSM-5型催化劑作用下合成反應(yīng)生成汽油和部分LPG。產(chǎn)品性能見下表1。
[0015]表1產(chǎn)品性能
[0016]
【權(quán)利要求】
1.一種二甲醚制汽油的工藝技術(shù)，其特征在于:步驟包括將二甲醚經(jīng)換熱器加熱后送入汽油合成反應(yīng)器內(nèi)生成汽油，并控制反應(yīng)溫度在360-420°C、壓力0.8-1.0MPa的范圍內(nèi)，汽油合成反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有至少兩個催化劑床層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二甲醚制汽油工藝技術(shù)，其特征在于:二甲醚蒸汽和壓縮回收的循環(huán)氣組成混合氣作為工藝的原料氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的二甲醚制汽油工藝技術(shù)，其特征在于:控制合成反應(yīng)器的反應(yīng)溫度采用熱循環(huán)氣控溫。循環(huán)氣經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后和二甲醚混合，通過換熱器加熱升溫到催化劑活性溫度后再送入汽油合成反應(yīng)器中繼續(xù)反應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二甲醚制汽油工藝技術(shù)，其特征在于:控制合成反應(yīng)器的反應(yīng)溫度采用冷循環(huán)氣調(diào)溫。將一部分降低到常溫狀態(tài)的循環(huán)氣壓縮后，經(jīng)各催化劑床層之間的雙管環(huán)形多孔冷卻氣體分布器直接送入汽油合成反應(yīng)器繼續(xù)參與反應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二甲醚制汽油工藝技術(shù)，其特征在于:催化劑床層為改性ZSM-5型 催化劑床層。
【文檔編號】C10G3/00GK103468299SQ201210189010
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月8日
【發(fā)明者】杜雪田, 王永德 申請人:渭南高新區(qū)愛心有限責(zé)任公司