[发明专利]甲醇制备芳烃的方法

说明书

本发明涉及一种甲醇制备芳烃的方法，主要解决现有技术中甲醇制芳烃系统中乙烷累积和芳烃收率低的问题。本发明通过采用一种甲醇制备芳烃的方法，包括如下步骤：1）提供甲醇原料物流、轻烃循环物流、碳五循环物流、甲醇循环物流；2）把上述四股物流混合后得到反应进料；3）反应进料送入芳构化反应器和ZSM‑5分子筛催化剂接触获得反应产物；4）反应产物经冷却分离为气相、油相和水相；5）气相经气分单元分离为氢气、燃料气、乙烯和轻烃循环物流；6）油相分离为碳五循环物流和芳烃产品；7）水相经甲醇回收单元分离为甲醇循环物流和废水的技术方案较好地解决了上述问题，可用于甲醇制芳烃的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种甲醇制备芳烃的方法。

技术背景

近年来，随着美国页岩气产量的增长，裂解装置原料轻质化的趋势明显，芳烃产量降低，出现了供不应求的迹象。另一方面，石油供应日趋紧张，原油价格居高不下，以石脑油为原料的催化重整生产芳烃的原料成本上升。由于我国煤炭资源丰富，煤基甲醇原料生产芳烃显现出一定的价格优势，得到了大力的发展。甲醇制芳烃技术是以甲醇为原料，在双功能(酸性和脱氢)活性催化剂的催化作用下，通过脱氢、环化等步骤生产芳烃的过程。在这个芳构化过程中，生成了苯、甲苯、二甲苯等芳烃，并副产包括甲烷、乙烯、丙烯等烃类以及氢气。

清华大学专利CN101823929公开了一种甲醇或二甲醚转化制取芳烃的系统与工艺。原料甲醇或二甲醚首先在芳构化反应器中进行反应，反应后的产物经分离后，氢气、甲烷、混合C₈芳烃和部分C₉+烃类作为产品输出系统。C₂+非芳烃送入轻烃芳构化反应器，轻烃芳构化产物返回油水分离单元。另外，苯、甲苯、和部分C₉+烃类送入芳烃歧化反应器，芳烃歧化产物返回油水分离单元，或者苯、甲苯、和部分C₉+烃类返回甲醇芳构化反应器进一步反应。该工艺为了提高芳烃的选择性和收率，采用两个以上的反应器，导致工艺流程复杂，反应器繁多。

专利CN200610012703公开了一种甲醇转化制芳烃工艺及催化剂和催化剂制备方法。该工艺以甲醇为原料，以改性ZSM-5分子筛为催化剂，在操作压力为0.1～5.0Mpa，操作温度为300～460℃，原料液体空速为0.1～6.0h^-1条件下催化转化为以芳烃为主的产物；经冷却分离将气相产物低碳烃与液相产物C₅⁺烃分离；液相产物C₅⁺烃经萃取分离，得到芳烃和非芳烃。该工艺虽然工艺流程简单，但是没有把低碳烃转化为芳烃，芳烃总收率偏低。

专利CN201410062650公开了一种甲醇芳构化制取芳烃的工艺方法。该工艺方法以甲醇为原料，甲醇首先在同时装有甲醇烃化反应催化剂和烯烃芳构化催化剂的固定床反应器内进行反应，反应后的产物进入装有非芳裂解剂的反应器内进行反应，产物经过分离后得到干气、C₃⁺非芳和芳烃。其中干气和芳烃作为产品输出系统，而C₃⁺非芳进入脱氢反应器进行脱氢，脱氢后的C₃⁺非芳返回甲醇烃化反应器继续反应。该工艺采用三个反应器，催化剂使用量大，工艺流程复杂。

专利CN103755514公开了一种醇醚转化制备对苯和二甲苯的系统，利用甲醇、二甲醚芳构化一次反应物中气相C2+烃类作为甲醇/二甲醚芳构化系统的原料；氢气用于甲苯和C9、C10甲基芳烃歧化和C8芳烃的异构化反应。该系统仅采用一个反应器进行芳构化，流程简单，但是气相C2+烃类中含有大量乙烷，该系统未对乙烷进行脱除，故乙烷会在系统中累积，导致循环物流流量逐渐增大，同时甲醇等可芳构化组分在反应原料中的相对含量将逐渐下降。为了维持反应空速，可以降低甲醇原料物流的流量，则芳烃产量将下降。或通过驰放轻烃循环物流，则乙烯、丙烷等组分将随乙烷一起排出，将导致芳烃收率降低。

现有技术存在甲醇制芳烃系统中乙烷累积和芳烃收率低的问题，本发明有针对性的解决了上述问题。