[发明专利]甲醇制汽油装置及方法

说明书

技术领域

本发明的涉及甲醇制汽油技术领域，特别涉及甲醇制汽油装置及方法。

背景技术

我国煤炭储量丰富，煤制甲醇、甲醇制汽油越来越受到国内的重视，采用甲醇制成的汽油辛烷值高、抗爆性好，几乎不含硫氮等杂质，符合清洁燃料的要求，具有较好的应用前景。

甲醇制汽油代表技术为美国MOBIL公司开发的两段法转化技术，采用ZSM-5分子筛催化剂，一段将甲醇转化为二甲醚，油水分离后进入二段反应生成汽油等产品，MOBIL专利有US3931349,US4579999，US4035430均为固定床两段法甲醇制汽油技术。两段法缺点为工艺流程复杂，反应器投资高。

CN101775310A、CN102049292A公开了一种流化床甲醇制汽油的工艺方法，其中CN102049292A专利中甲醇在流化床反应器内与催化剂接触反应后直接分离得到汽油和液化气等产品；CN101775310A则将分离出的轻烃气体再送入流化床反应器进行轻烃循环，轻烃循环对提高反应速度和汽油收率有利。应用流化床甲醇制汽油工艺，反应热的移出方便，重质油品中均四甲苯含量较低，汽油品质提高，但是与固定床相比，目的产品汽油收率偏低。

CN104099121A公开了一种甲醇制汽油的流化床和固定床组合工艺方法，既具有流化床工艺反应热移出方便及时，汽油中均四甲苯含量低的优点，又有固定床工艺汽油收率高的优点，但投资高，操作复杂，催化剂容易磨损。

CN104099121A提出了一种分离塔，采用多个侧线抽出的方式进行产品分离，流程简单，但产品容易带水，且没有对反应产物中的柴油进行分离。CN103865562A提出了一种分离方法，采用高分罐气、液、水分离，液相(粗汽油)依次进入串联的两个分离塔，逐级进行液化气、汽油、柴油(C9+)的分离，该方法分离效果提高，但高分罐气相没有有效分离，逐级分离能耗较高。

发明内容

甲醇制汽油装置，包括反应系统，所述反应系统包括原料供给端、汽化器、加热炉和固定床反应器；所述固定床反应器顶部设原料输入端、底部设产物输出端；所述固定床反应器内竖直方向上设置至少两个床层，床层间设置气体分布器；所述原料供给端分别连通汽化器、加热炉；所述加热炉的出口与所述固定床反应器的原料输入端连通。所述汽化器的出口与所述气体分布器连通。

作为优选的技术方案，所述固定床反应器内竖直方向上设置三个床层，三个床层间分别设置气体分布器A和气体分布器B；

作为优选的技术方案，所述汽化器的出口经并联的两个管路，分别连通气体分布器A和气体分布器B。

作为优选的技术方案，所述甲醇制汽油装置还包括分离系统，所述分离系统包括冷却器、高压气液分离罐、气体压缩机、分液罐、吸收解吸塔、稳定塔、分馏塔；所述高压气液分离罐具有出水端、出气端、出液端；所述分液罐具有出气端、出液端；所述吸收解吸塔具有进料端、进吸收剂端、出气端、出液端；所述稳定塔具有出气端、出液端；所述固定床反应器的产物输出端依次连通冷却器、高压气液分离罐；所述高压气液分离罐的出气端依次连通气体压缩机、分液罐；所述高压气液分离罐的出液端连通稳定塔；所述分液罐的出气端、出液端分别与吸收解吸塔的进料端连通；所述吸收解吸塔的出液端连通稳定塔的进口；所述稳定塔的出液端分别连通所述吸收解吸塔的进吸收剂端和分馏塔的入口。

吸收解吸塔设有塔底重沸器，塔底重沸器采用导热油或蒸汽加热。

稳定塔顶采用冷回流，塔底采用釜式重沸器。

本发明还提供采用上述装置，以甲醇为原料经催化反应制备汽油的方法。

作为优选的技术方案，

⑴原料甲醇分两股物料，一股物料经汽化器汽化，从气体分布器进入固定床反应器的床层，另一股物料经加热炉汽化，从原料输入端进入固定床反应器的床层，在催化剂条件下，进行催化反应；所述加热炉内温度200-260℃；所述汽化器内温度65-70℃；

甲醇进入固定床反应器，在催化剂作用下一步生成汽油等产品；汽化器的作用是使甲醇气化；加热炉的作用是将甲醇加热至200-260℃，以满足甲醇在反应器中发生反应的入口温度。优选经汽化器的气化的甲醇分两股进入固定床反应器，借助固定床反应器中所发生的甲醇制汽油反应放出的热加热由汽化器进入的甲醇，以减少能耗并有效控制反应器各床层的温度。

⑵步骤⑴所得产物(干气、液化气、汽油、少量柴油、水)进入冷却器进行冷却，冷却器的出口温度为40-50℃；