一種一步法甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法
【專利摘要】本發(fā)明是有關(guān)于一種一步法甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法，該工藝方法包括以下步驟：（1）把甲醇和水加熱后進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，上述甲醇在合適的條件下轉(zhuǎn)化為C1-C12烴類產(chǎn)品；（2）上述C1-C12烴類產(chǎn)品換熱后進(jìn)入分離器，在該分離器中分別得到生成水、不凝氣和含C3-C12的液體產(chǎn)物，該液體產(chǎn)物被用泵送入穩(wěn)定塔；（3）在上述穩(wěn)定塔內(nèi)分出汽油餾分和液化氣，從塔頂排出不凝氣，上述汽油餾分作為汽油產(chǎn)品和汽油吸收劑；（4）上述不凝氣再進(jìn)入吸收塔，用上述汽油吸收劑回收C3+，從塔頂分出干氣，上述汽油吸收劑返回上述穩(wěn)定塔。本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有工藝流程短、設(shè)備投資省和操作費(fèi)用低的優(yōu)勢，同時甲醇轉(zhuǎn)化率高，汽油產(chǎn)率可達(dá)到36%以上，產(chǎn)品分布得到較好的改善的優(yōu)點。
【專利說明】一種一步法甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法，特別是涉及一種一步法甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國石油資源日趨緊張，我國對進(jìn)口原油依存度早已超過50%，造成產(chǎn)品油價格不斷上漲；同時汽車尾氣的排放也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染。我國能源結(jié)構(gòu)特征是富煤、少氣、缺油，因此從能源安全角度考慮，發(fā)展石油替代能源顯得更為重要。將煤轉(zhuǎn)化為甲醇，再由甲醇生產(chǎn)汽油和其他石化產(chǎn)品是解決我國石油短缺的有效途徑之一。[0003]美國Mobil公司首先發(fā)明了甲醇制汽油(MTG)技術(shù)，申請了多項專利，并于20世紀(jì)80年代在新西蘭建成MTG工業(yè)裝置，成功進(jìn)行了多年商業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0004]美國專利3931349公布了 Mobil公司兩段固定床反應(yīng)器的MTG技術(shù)。第一段反應(yīng)是甲醇脫水制二甲醚，一段出口物料一甲醇、二甲醚和水進(jìn)入第二段反應(yīng)器，在第二段反應(yīng)器內(nèi)通過分子篩催化劑作用，生產(chǎn)出汽油組分。美國專利4579999也是兩段固定床反應(yīng)器的MTG技術(shù)。第一段反應(yīng)器裝填分子篩催化劑，將甲醇首先轉(zhuǎn)化為低碳烯烴和汽油組分C5+烴，分離低碳烯烴和汽油組分C5+烴。低碳烯烴進(jìn)入第二段反應(yīng)器，在烯烴聚合催化劑的作用下，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為汽油組分。美國專利4689205公布了一種甲醇多段轉(zhuǎn)化制取烴的技術(shù)。該專利公布的技術(shù)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~Cl烯烴和部分C3-烴，將C5’烴分離后，剩余部分進(jìn)入第二段反應(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，該專利公布的技術(shù)中，第一段采用的是流化床反應(yīng)器。
[0005]中國專利200610048298.9公布了一種甲醇一步法制取烴類產(chǎn)品的工藝。原料甲醇進(jìn)入裝有酸性硅鋁沸石分子篩催化劑的反應(yīng)器內(nèi)轉(zhuǎn)化為烴類產(chǎn)品混合物。冷卻分離得液體C5+烴類產(chǎn)品和氣相部分，氣相部分進(jìn)入循環(huán)壓縮機(jī)，壓縮后得到的液體一部分作為液化氣產(chǎn)品，另一部分返回反應(yīng)器進(jìn)一步反應(yīng)和取熱。現(xiàn)有的MTG技術(shù)均存在工藝流程長、反應(yīng)器數(shù)量多，投資大，操作費(fèi)用高等缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供一種工藝流程簡單、反應(yīng)溫度可控、投資小的一段法甲醇轉(zhuǎn)化制取烴類產(chǎn)品的工藝。
[0007]有鑒于上述現(xiàn)有的甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計研究多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合合理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)過反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實用價值的本發(fā)明。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于，克服目前MTG技術(shù)工藝流程長、反應(yīng)器數(shù)量多，設(shè)備投資大和操作費(fèi)用高等問題，而提供一種新的工藝流程合理、進(jìn)一步降低投資和操作費(fèi)用的一步法甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法，非常適于實用。
[0009]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提供的一種一步法甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法，其是利用一個固定床反應(yīng)器，通過催化劑將甲醇分子轉(zhuǎn)化為C1-C12烴類產(chǎn)品，該工藝方法包括以下步驟:(I)把原料甲醇和水一起加熱到反應(yīng)溫度，進(jìn)入裝有催化劑的反應(yīng)器內(nèi)，上述甲醇在合適的工藝條件下轉(zhuǎn)化為C1-C12烴類產(chǎn)品；(2)轉(zhuǎn)化的上述C1-C12烴類產(chǎn)品在換熱器中經(jīng)與冷的原料甲醇換熱后進(jìn)入分離器，在該分離器中分別得到反應(yīng)生成水、不凝氣和油相液體產(chǎn)物，該液體產(chǎn)物是主要含有C3-C12的液體物料，其被用泵送入穩(wěn)定塔；(3)在上述穩(wěn)定塔內(nèi)該C3-C12的液體物料被分出汽油餾分和液化氣，從該穩(wěn)定塔塔頂排出少量不凝氣，上述汽油餾分的一部分排出裝置作為汽油產(chǎn)品，另一部分作為吸收塔的汽油吸收劑；(4)上述分離器排出的不凝氣和上述穩(wěn)定塔塔頂排出的不凝氣合并后再進(jìn)入吸收塔，用上述穩(wěn)定塔分出的上述汽油餾分的一部分作為吸收塔的汽油吸收劑，回收不凝氣中的C3+,上述吸收塔塔頂分出干氣排出裝置，上述汽油吸收劑返回上述穩(wěn)定塔。
[0010]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實現(xiàn)。
[0011]前述的一步法甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法，其中所述的水是循環(huán)水，該循環(huán)水是由上述分離器中得到的生成水中的一部分水。
[0012]前述的一步法甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法，其中所述的催化劑為ZSM - 5分子篩催化劑。
[0013]前述的一步法甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法，其中所述的反應(yīng)器是甲醇生產(chǎn)汽油的固定床不銹鋼反應(yīng)器。
[0014]前述的一步法甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法，其中所述的合適的工藝條件是反應(yīng)溫度為300 — 450°C、進(jìn)料空速為0.5 - 5.0tT1和系統(tǒng)壓力為0.8 - 3.5MPa。
[0015]前述的一步法甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法，其中所述的分離器是高壓分離器。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點:本發(fā)明提供的一步法甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法，具有工藝流程短、設(shè)備投資省和操作費(fèi)用低的優(yōu)勢，同時甲醇轉(zhuǎn)化率高，汽油產(chǎn)率可達(dá)到36%以上，產(chǎn)品分布得到較好的改善。
[0017]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
[0019]【主要元件符號說明】
[0020]1:甲醇 2:水
[0021]3:生成水 4:換熱器[0022]5:反應(yīng)器6:分離器
[0023]7:不凝氣8:穩(wěn)定塔
[0024]9:不凝氣10:汽油吸收劑
[0025]11:吸收塔12:干氣
[0026]13:液化氣14:汽油吸收劑
[0027]15:汽油
【具體實施方式】
[0028]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的一種甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法其【具體實施方式】、工藝方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
[0029]圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
[0030]本發(fā)明提供的一步法甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法是利用一個固定床反應(yīng)器，通過ZSM - 5分子篩催化劑將甲醇分子轉(zhuǎn)化為C1-C12烴類產(chǎn)品。
`[0031]本發(fā)明提供的一步法甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法包括以下步驟:
[0032](I)原料甲醇I和水2 —起加熱到反應(yīng)溫度，進(jìn)入裝有ZSM — 5分子篩催化劑的甲醇生產(chǎn)汽油的反應(yīng)器5內(nèi)。甲醇I在反應(yīng)溫度300 - 450°C、進(jìn)料空速0.5 — 5.0h—1和系統(tǒng)壓力0.8 — 3.5MPa的工藝條件下轉(zhuǎn)化為C1-C12烴類產(chǎn)品。
[0033](2)轉(zhuǎn)化的C1-C12烴類產(chǎn)品在換熱器4與冷甲醇換熱后進(jìn)入高壓分離器6。在高壓分離器6中分別得到反應(yīng)生成水3、不凝氣7和油相液體物料，這部分主要含有C3-C12的油相液體物料被用泵送入穩(wěn)定塔8。
[0034](3)在穩(wěn)定塔8內(nèi)C3-C12的液體物料被分出汽油餾分和液化氣13，塔頂排出少量不凝氣9。上述汽油餾分一部分出裝置作為汽油15產(chǎn)品，另一部分作為吸收塔11的汽油吸收劑14。
[0035](4)從高壓分離器6分出的不凝氣7和穩(wěn)定塔8塔頂出的不凝氣9合并后的不凝氣再進(jìn)入吸收塔11，用穩(wěn)定塔8分出的汽油餾分中的一部分作為汽油吸收劑14，回收不凝氣中的C3+,吸收塔11塔頂分出干氣12出裝置，汽油吸收劑10返回穩(wěn)定塔8。
[0036]原料甲醇是市場上出售的精甲醇或者粗甲醇。
[0037]上述催化劑為市售ZSM-5分子篩催化劑，本發(fā)明采用的是洛陽科創(chuàng)石化科技開發(fā)公司開發(fā)的甲醇制汽油專用催化劑。
[0038]甲醇轉(zhuǎn)化為汽油是強(qiáng)放熱過程，放熱量約為1400KJ/kg甲醇，反應(yīng)器5絕熱溫升約為600°C。因此及時取出反應(yīng)器內(nèi)熱量，維持反應(yīng)在合適工藝條件下進(jìn)行是技術(shù)關(guān)鍵，否則對催化劑和反應(yīng)器均造成極大危害。為達(dá)到維持反應(yīng)在合適工藝條件下進(jìn)行，一般是將反應(yīng)過程中生成的氣體組分循環(huán)到反應(yīng)器入口，并且循環(huán)氣體與進(jìn)料甲醇的質(zhì)量比高達(dá)10 - 20。高循環(huán)比氣體進(jìn)料帶來多項不足:(1)反應(yīng)生成的大量高溫氣體冷卻后再利用循環(huán)壓縮機(jī)進(jìn)入反應(yīng)器，并且在進(jìn)入反應(yīng)器之前還需加熱到反應(yīng)溫度。因此無論是高溫氣體冷卻，還是常溫氣體加熱，以及循環(huán)壓縮機(jī)的運(yùn)行都需要消耗大量能量。(2)反應(yīng)生成的大量氣體循環(huán)會造成反應(yīng)器規(guī)模增加很多，尤其是分離系統(tǒng)規(guī)模增加更多，造成投資費(fèi)用大增。(3)分離系統(tǒng)規(guī)模和物料處理量的增加，造成分離系統(tǒng)能耗大增。[0039]本發(fā)明通過反應(yīng)器的設(shè)計，利用水作為甲醇轉(zhuǎn)化為汽油反應(yīng)的取熱介質(zhì)，達(dá)到維持反應(yīng)在合適工藝條件下進(jìn)行。水蒸汽與進(jìn)料甲醇的質(zhì)量比可以低至I 一2倍。利用水蒸汽作為取熱介質(zhì)具有以下優(yōu)點:(I)水蒸氣用量比循環(huán)氣體用量大幅度降低，節(jié)約能耗；
(2)取消了氣體循環(huán)壓縮機(jī)，降低了設(shè)備費(fèi)用；(3)沒有循環(huán)氣體進(jìn)入分離系統(tǒng)，分離系統(tǒng)的投資和操作費(fèi)用均大幅度降低。
[0040]實施例1-9
[0041]在裝有500毫升專用催化劑的固定床不銹鋼反應(yīng)器中，按照本發(fā)明所提供的方法和條件進(jìn)行實驗，實驗操作條件請參見表1，后配備有高壓分離器、穩(wěn)定器、吸收器、產(chǎn)物收集器。
[0042]表1實驗操作條件
[0043]
【權(quán)利要求】
1.一種一步法甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法，其特征在于其是利用一個固定床反應(yīng)器，通過催化劑將甲醇分子轉(zhuǎn)化為C1-C12烴類產(chǎn)品，該工藝方法包括以下步驟: (1)把原料甲醇和水一起加熱到反應(yīng)溫度，進(jìn)入裝有催化劑的反應(yīng)器內(nèi)，上述甲醇在合適的工藝條件下轉(zhuǎn)化為C1-C12烴類產(chǎn)品； (2)轉(zhuǎn)化的上述C1-C1J^類產(chǎn)品在換熱器中經(jīng)與冷的原料甲醇換熱后進(jìn)入分離器，在該分離器中分別得到反應(yīng)生成水、不凝氣和油相液體產(chǎn)物，該液體產(chǎn)物是主要含有C3-C12的液體物料，其被用泵送入穩(wěn)定塔； (3)在上述穩(wěn)定塔內(nèi)該C3-C12的液體物料被分出汽油餾分和液化氣，從該穩(wěn)定塔塔頂排出少量不凝氣，上述汽油餾分的一部分排出裝置作為汽油產(chǎn)品，另一部分作為吸收塔的汽油吸收劑； (4)上述分離器排出的不凝氣和上述穩(wěn)定塔塔頂排出的不凝氣合并后再進(jìn)入吸收塔，用上述穩(wěn)定塔分出的上述汽油餾分的一部分作為吸收塔的汽油吸收劑，回收不凝氣中的C3+，上述吸收塔塔頂分出干氣排出裝置，上述汽油吸收劑返回上述穩(wěn)定塔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一步法甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法，其特征在于其中所述的水是循環(huán)水，該循環(huán)水是由上述分離器中得到的生成水中的一部分水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一步法甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法，其特征在于其中所述的催化劑為ZSM - 5分子篩催化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一步法甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法，其特征在于其中所述的反應(yīng)器是甲醇生產(chǎn)汽油的固定床不銹鋼反應(yīng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的一步法甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法，其特征在于其中所述的合適的工藝條件是反應(yīng)溫度為300 - 450°C、進(jìn)料空速為0.5 — 5.0h—1和系統(tǒng)壓力為0.8 —3.5MPa0
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一步法甲醇生產(chǎn)汽油的工藝方法，其特征在于其中所述的分離器是高壓分離器。
【文檔編號】C10G3/00GK103881748SQ201310198735
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月24日
【發(fā)明者】龔旭輝 申請人:洛陽市科創(chuàng)石化科技開發(fā)有限公司