[发明专利]一种由含有甲醇的原料制备芳烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由含有甲醇的原料制备芳烃的方法。

背景技术

芳烃是重要的石油化工产品，具有较高的附加值。我国的芳烃主要来源于石油资源，而我国石油资源短缺的现状决定了芳烃资源的匮乏。从资源丰富的甲醇直接转化制取芳烃，对于缓解芳烃的短缺，提高甲醇下游产品的附加值，延长煤化工和天然气化工产业链，具有重要的价值。采用甲醇制备芳烃是非石油路线生产芳烃的新途径。

1976年，Mobil Oil公司进行了甲醇在ZSM-5分子筛催化剂上转化为碳氢化合物的反应。US4035430公开了一种甲醇在ZSM-5分子筛催化剂上转化汽油的过程。CN101244969A公开了一种连续芳构化与催化剂再生的装置及其方法，该方法在温度为450-800℃，压力为0.1-2MPa下进行，并采用一个完整的连续芳构化与催化剂再生的流化床反应-再生装置。由于分子筛(硅，铝与磷等的结构化合物)强度低，不能满足流化床中剧烈气固湍动磨损及频繁的反应与再生过程中在输送管道中的高气速输送下的磨损。所以，催化剂耗损大。流化床反应-再生装置投资大、操作难度大。又如，CN1880288A公开了一种甲醇转化制备芳烃的工艺，该方法包括下述步骤：(1)以甲醇为原料，以ZSM-5分子筛为催化剂，在操作压力为0.1-5MPa，操作温度为300-460℃，原料液体空速为0.1-6.0h^-1条件下，经一段反应催化转化为以芳烃为主的产物；(2)以芳烃为主的产物经过冷却分离，将气相产物低碳烃与液相产物C₅⁺烃分离；(3)液相产物C₅⁺烃经萃取分离，得到芳烃和非芳烃。由于采用甲醇制备芳烃的反应为强放热反应，在反应过程中，热量很难被取出，因此，反应难以达到平衡会造成反应器飞温而使催化剂失活。此外，目前尚没有适于固定床的工业化装置报道。

发明内容

本发明的发明目的在于克服现有技术的在由甲醇制备芳烃的反应过程中，热量很难被取出，使反应难以达到平衡，会造成反应器飞温而使催化剂失活的缺陷，提供一种能够很好地控制反应过程热，并使芳烃的产率较高的采用甲醇制备芳烃的方法。

本发明提供了一种由含有甲醇的原料制备芳烃的方法，其中，所述含有甲醇的原料包括甲醇和直馏汽油，该方法包括在甲醇制芳烃条件下，将所述含有甲醇的原料与催化剂接触反应。

本发明的发明人发现，采用甲醇和直馏汽油作为反应原料时，利用甲醇制备芳烃的过程(甲醇的反应→烯烃+水→芳烃)是强放热反应，而利用直馏汽油发生裂解、芳构化等一系列反应生成芳烃的过程是强吸收热的过程，通过使两个反应过程在一个反应器，如固定床反应器中进行热耦合，使二者的反应热效应相互抵消，减小了总反应的热效应，而能够很好地控制反应过程热，能够很好地防止单纯使用甲醇制备芳烃过程中反应器的飞温和催化剂失活，并能够有效提高芳烃的产率，如，甲醇和直馏汽油的转化率大于80重量％，产物中芳烃(苯、甲苯和二甲苯)的含量大于60重量％。采用本发明的方法同时解决了现有技术中需要采用中间冷却器为反应器内的催化剂取出热量的问题，以及需要采用列管式反应器取热或通过引入冷的产品气返回原料入口来取热或通过增加稀释物料来控制反应过程热的问题，具有流程简单、操作简便的优点。

具体实施方式

按照本发明提供的方法，所述含有甲醇的原料包括甲醇和直馏汽油，该方法包括在甲醇制芳烃的条件下，将所述含有甲醇的原料与催化剂接触反应。

按照本发明，所述方法可以是常规的甲醇制芳烃的条件下进行，所述甲醇制芳烃的条件包括反应温度和反应压力，所述反应温度和反应压力的可选择范围较宽，优选情况下，所述反应温度可以为300-600℃，更优选为350-500℃；反应压力可以为0.1-2MPa，优选为0.1-1.2MPa。

按照本发明，其中，含有甲醇的原料的进料重量空速可以为0.1-20h^-1，优选为1-10h^-1。通过控制含有甲醇的原料的进料重量空速在上述范围内，一方面可以保证甲醇和直馏汽油充分反应，高收率地获得芳烃，另一方面还能有效防止反应超温，从而防止结焦和提高其转化率。