CN104130796A - 一种一步催化法甲醇制高清洁高辛烷值汽油的工艺技术 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种一步催化法甲醇制高清洁高辛烷值汽油的工艺技术。由于甲醇制汽油过程是强放热过程，国内外现有的甲醇制汽油技术，均是采用循环气（循环气的主要成份为：甲烷、乙烷、氢气、丙烷、丁烷、戊烷、一氧化碳、二氧化碳等混合组分）为取热介质来取走反应器中生成的热量，控制反应器出口温度，本发明采用装置自产的液化气（主要成分为：丙烷和丁烷）代替循环气进入反应器，作为取热介质，由于液化气在相同的反应条件下极少参与反应，反应产物基本不变。但好处是，节省去了循环气压缩机，极大的降低了设备投资，并且降低了装置的运行电耗，优化了装置换热流程，使装置操作更加简单、稳定可靠，同时还降低公用工程等级，具有显著的实用性及巨大的经济效益，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及一种一步催化法甲醇制高清洁高辛烷值汽油的工艺技术。本发明属于煤化工领域。
背景技术
目前国内大气环境污染问题已经越来越严重，主要原因是PM2.5 颗粒超标，造成PM2.5 颗粒超标的原因主要是煤的燃烧以及汽车尾气的排放，因此国内在逐步减少燃煤锅炉的数量，同时提高汽油的质量。
我国又是一个缺油、少气、富煤的特点，所以开展煤基能源研究，促进能源利用多样化一直是国内能源化工发展的特点。随着近年来煤化工的快速发展，甲醇企业的过快扩张导致国内甲醇产能严重过剩，目前我国甲醇装置的开工率不足60%，并且甲醇在全球市场都是饱和的。控制大气环境污染，逐步减少燃煤锅炉又加剧了甲醇市场的饱和。
汽油质量的升级，特别是控制汽油中硫的污染，也需要寻找一种新的清洁能源，
在这种情况下，寻找能够代替石油的清洁新型燃料引起国内外的广泛关注。许多国家对低污染的醇燃料作为液体燃料进行了开发、研究。目前现有的资料记载中，将甲醇与汽油按一定比例混合并加入一定添加剂后制作甲醇--汽油混合燃料，但因甲醇有腐蚀性，且燃烧动力不够强劲， 把它转化为汽油显然要比将它掺和到汽油中使用更有吸引力。在 20 世纪七十年代， 美国的 Mobil 公司成功开发了以 ZSM-5 型合成沸石为催化剂， 用甲醇制汽油的 MTG 方法最引人注目。这种方法制得的汽油抗爆震性能好， 不存在常用汽油中的硫， 氮， 铅等对环境有害组分，而烃类组成与常用汽油很相似。MTG方法一般采用固定床两段式转化工艺， 其中一段是将甲醇脱水生成二甲醚， 然后在二段中将二甲醚和水以及没反应完的甲醇混合物在催化剂作用下生成汽油，此种方法存在汽油收益率低， 反应温度和压力高，不易控制的缺点。
目前国内也成功开发出了新的一步法甲醇制汽油技术，同样是采用循环气作为取热介质。山西煤化所与塞鼎工程有限公司在内蒙古庆华化工已经运行了一套，在河北唐山建成了一套甲醇制汽油项目，但目前这项技术都需要使用大的循环气压缩机，都存在建设投资费用大，建成后运行费用高的问题。
目前由于石油化工装置已经趋于大型化，许多小型装置已经废弃停用，例如10-20万吨/年的催化裂化装置，可以通过本发明改造成为10-20万吨/年的MTG装置，极大的降低装置的建设投资费用，减少投入，提高企业的效益。
发明内容
本发明通过反复的研究，论证，对现有的 MTG生产方法进行改进，优化工艺条件，成功开发了一种高效节能的甲醇制汽油新方法。
本发明是通过以下技术方案实现的。一种一步催化法甲醇制高清洁高辛烷值汽油的工艺技术， 如附图1所示：
具体步骤包括将1，甲醇（一种或几种原料），经原料泵进入原料换热器2，由原料气换热器 2 预热升温至 300-320℃后， 将循环液化气3，经液化气泵提压，进入循环液化气换热器4，预热升温至 300-320℃后，与原料气换热器一起，经混合气开工加热炉5后，送入汽油合成反应器6的上进口（常规进入上进口，进入下进口同样可行）， 控制汽油合成反应器6内温度在400℃左右， 压强1.8-2.6Mpa，经甲醇制汽油催化剂床层6进行催化反应，合成烃类混合物。从汽油合成器下出口流出的高温合成产物，后经换热器3、4后，再冷却器7 降温后进入三相气液分离器 8。在三相气液分离器8内上部为富气， 最下部为工艺水，中间为生成为的汽油以用循环用的液态烃类。上部富气直接进入后部分离系统，分离出所携带的少量液态烃，做为产品干气，用于加热炉燃料。工艺水10，经污水处理合格后，排放。中间部分是汽油和液态烃部分，分离出合格汽油后，做为产品，分离出的液化气经液化气泵升压后，一部分经由循环液化气加热后进入与原料混合，再进入合成反应器循环取热， 剩余部分做为液化气产品出装置。
由于制汽油合成反应是强放热反应， 在反应过程中催化剂极易在高温条件下失活， 为保证生产的连续性和安全性， 有效准确地控制反应温度至关重要。 控制汽油合成反应器的温度可以控制液化气循环气和原料的质量比值来控制，当原料为甲醇时，一般控制质量比值为4：1，即1吨甲醇需要4吨循环液化气。
采用液化气做为循环取热介质，相对于采用循环干气做为循环介质来说，循环气量更容易调整，调整速度更快，操作更简便安全。更容易精确控制进汽油合成反应器进口的原料气的温度，使反应得以顺利进行，产品质量更稳定。同时，相对于采用循环干气做为取热介质来说，循环液化气中大量的液化气少量参与反应生成汽油，提高了汽油的产率，使反应中产生的热量得到有效利用，避免了能源浪费。
与现有的甲醇制汽油工艺相比，本发明工艺技术具有以下特点：1、工艺流程更简单，因为取消了压缩机操作，使得操作难度大大降低，工艺技术更可靠；2、汽油收益率高，反应器中液化气的浓度大量增大，可根据市场经济情况，选择性的提高液化气参与反应的深度，增产汽油；3、因为催化产物油中多为支链烷烃和甲基化芳烃，基本不含 C 数为 11 以上的烃类， 所以产物油性能良好；4、对原料纯度要求不高，工艺原料供应来源广泛；5、由于取消了循环气压缩机，使得建设投资成本大幅降低，建设周期也相应缩短；6、由于取消了循环气压缩机，相应取消了压缩机厂房，较大幅度的减少装置的用地面积，使装置布局更紧凑合理；7、由于取消了循环气压缩机，使得装置运行电耗大幅度降低，节约装置的运行成本，同时反应热充分回收利用，使得整体更节能降耗。
附图说明 ：
图 1 为本发明工艺技术所使用的流程装置示意图。
图中1-原料进料线， 2-原料气换热器， 3-循环液化气进料线， 4-循环液化气换热器， 5-混合气加热炉， 6-制汽油反应器，7-冷却器，8-三相气液分离器，9-富气，10-工艺水，11-汽油液化气混合液。
具体实施方式 ：
一种一步催化法甲醇制高清洁高辛烷值汽油的工艺技术， 具体步骤包括将原料气和循环液化气送入汽油合成反应器内，并控制合成反应器入口温度为 300-320℃，合成反应器出口温度 400-420℃， 压力1.8-2.6MPa，循环液化气质量比(相对甲醇进料) 控制在 4.0，在制汽油催化剂作用下合成反应生成汽油、部分LPG和燃料气。
附图1流程简图 。
Claims (7)
1.一种采用循环液化气代替循环气进入反应器，作为取热介质，节省去了循环气压缩机，液化气不参与或极少参与反应过程，降低设备投资，降低装置运行能耗的生产高清洁汽油的工艺技术。
2.根据权利要求 1 所述的工艺， 其特征是：其催化剂可采用目前国内外成熟的制汽油催化剂。
3.根据权利要求 1 所述的工艺， 其特征是：其原料可采用甲醇、粗甲醇、乙醇、二甲醚等低价值类醇醚（所用原料在2.6MPa（G）条件下，汽化温度低于250℃），适合正碳离子反应，并且在反应过程中大量放热的原料。
4.根据权利要求 1 所述的工艺， 其特征是：其反应器为固定床或者移动床反应器。
5.根据权利要求 1 所述的工艺， 其特征是：其反应温度为300～450℃，其反应压力为1.8～2.6MPa（G）.
根据权利要求 1 所述的工艺， 其特征是：其循环取热介质为循环液化气。
6.根据权利要求 1 所述的工艺， 其特征是：其循环液化气可不参与或少量参与反应过程。
7.根据权利要求 1 所述的工艺， 其特征是：可根据实际经济核算，调整催化剂配方，让制汽油过程与液化气芳构化过程完美统一，即人为调整循环液化气参与反应过程，最大程度的得到高清洁高辛烷值汽油组分。
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20141105 |