一种由甲醇制备丙烯和BTX的方法技术

本发明专利技术涉及一种由甲醇制备丙烯和BTX的方法，该方法将甲醇与一定量的水转化为以丙烯为主的一段混合烃类产物，经油水分离器、脱乙烷塔、脱丙烷塔、丙烯分离塔后，产物分成干气、丙烯、丙烷及C4+烃类组分；丙烯和部分干气作为产品排出，其余干气与C4+烃类组分进入复合固定床芳构化反应器内进行反应得到以芳烃为主的二段混合烃类产物，经过脱己烷塔、芳烃分离塔后，产物分成C1～C6非芳烃类组分、BTX及C9+重芳烃；BTX和部分C9+重芳烃作为产品排出，其余C9+重芳烃与C1～C6非芳烃类组分及一段产物的丙烷和水共同进入流化床催化裂解反应器内裂解为烯烃和BTX后返回油水分离器。该方法能在最大化产生丙烯的同时可以联产高附加值的BTX。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及丙烯与BTX生产化工
，具体涉及一种由甲醇制备丙烯和BTX的方法。
技术介绍
丙烯和芳烃均是重要的有机化工基础原料，其中丙烯最大用途是生产聚丙烯，芳烃主要用于合成纤维、树脂、橡胶等各种精细化工品。目前95％以上的丙烯来自蒸汽裂解生产乙烯的副产品及炼油厂FCC装置的副产品，而BTX(苯、甲苯、二甲苯)芳烃主要来源于催化重整和裂解汽油，少部分来自于煤焦油。然而由于世界石油供应的不稳定性和我国缺乏石油资源的困境，近年来甲醇制丙烯、甲醇制芳烃在我国得到了迅速发展。目前国内大型甲醇制丙烯企业主要有神华宁煤集团和大唐国际集团，装置规模均为50万吨丙烯/年，采用Lurgi的两步法工艺。该工艺由甲醇预反应器(二甲醚反应器)、主反应器和分离系统等组成，通过甲醇预反应器和C1、C2、C4、C5、C6等烃的大量回炼等措施，在保证主反应器温度稳定控制的同时，实现最大的丙烯收率。由于MTP反应器内采用的ZSM-5分子筛容易结焦失活，需要进行原位间歇再生，因此MTP反应器采用两开一备的模式。催化剂的频繁再生增加了工艺操作的复杂性，还会导致产品组成波动较大。另外，该工艺副产的汽油由于其烯烃含量、胶质含量较高，产品质量较差，导致销售价格偏低，其附加值较低。CN101607858公开了一种甲醇/二甲醚制备芳烃联产丙烯的方法，甲醇/二甲醚先在装有金属及硅烷化改性的分子筛催化剂的第一段固定床反应器反应，产物经过分离出丙烯后再进入装有金属改性的第二段固定床反应器内进行芳构化反应。本方法采用两段固定床反应器，需要不断间歇再生，操作复杂。另外，在二段固定床芳构化反应器内，烷烃在250～350℃下很难进行芳构化反应，因此会副产大量低附加值的液化气产品。另外，得到的芳烃产品中因存在大量非芳物质，后续芳烃分离需经过芳烃抽提，分离成本较高。CN203668268公布了一种甲醇制丙烯的系统，该系统由2个固定床反应器和2个移动床反应器组成。第一固定床反应器用于甲醇制备二甲醚的反应，第一移动床反应器用于二甲醚制备烯烃的反应，第二移动床反应器用于不含丙烯的C2～C4烃类混合物制丙烯的反应，第二固定床反应器用于C5+烃类混合物制丙烯的反应。该系统的优点是最大化生产丙烯，但其涉及反应器较多，工艺流程复杂。另外，该工艺没有合理利用副产的芳烃资源。CN102190546公开了一种甲醇转化制丙烯和芳烃的方法，该方法由甲醇制二甲醚、甲醇制丙烯及C4、C5芳构化三部分组成，甲醇经过二甲醚反应器和甲醇制丙烯反应器后，产物经过分离后，乙烯返回甲醇制丙烯反应器，C4、C5烃类进入芳构化反应器进行芳构化反应，C6+组分进入萃取分离装置分离芳烃。该方法以丙烯和芳烃为产物，取消了C4、C5烃类组分的回炼。但该方法中C4、C5芳构化装置采用500～600℃的高温条件，会产生大量的干气，导致其经济性较差。目前的甲醇制丙烯技术存在丙烯收率低、回炼比大、副产物汽油中烯烃含量和胶质含量高导致其附加值低等缺点。甲醇制丙烯和BTX的方法，以丙烯和BTX为最终产品，将除丙烯外的烯烃组分通过芳构化的方式转化为芳烃，烷烃和重芳烃组分则通过催化裂解的方式进一步转化为丙烯和BTX，在提高甲醇利用率的同时副产高附加值BTX产品，具有较为明显的经济价值。
技术实现思路
本专利技术主要解决目前甲醇制丙烯技术丙烯收率低、烃类回炼比大、副产物附加值低的问题，在提高丙烯收率的同时副产高附加值的BTX，该方法具有甲醇利用率高、丙烯和BTX收率高的优点。本专利技术为一种由甲醇制备丙烯和BTX的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)原料甲醇和水经过预热后进入甲醇制丙烯反应器内，在反应温度为380～550℃，压力为0.1～1.0MPa，甲醇质量空速为0.5～4.0h-1，水醇质量比为0.5:1～5:1的条件下转化为以丙烯为主的一段混合烃类产物；(2)所述一段混合烃类产物经过油水分离器、脱乙烷塔、脱丙烷塔、丙烯分离塔后得到水、干气、丙烯、丙烷及C4+烃类组分；(3)所述丙烯和部分干气作为产品输出系统，其余干气与所述C4+烃类组分进入装有烯烃芳构化催化剂和非芳裂解催化剂的芳构化反应器内，在反应温度为250～480℃，压力为0.1～2.0MPa，原料质量空速为0.5～3.0h-1的条件下进行烯烃芳构化和非芳裂解反应，得到以芳烃为主的二段混合烃类产物；(4)所述二段混合烃类产物经过脱己烷塔、芳烃分离塔后得到C1～C6非芳烃类组分、BTX及C9+重芳烃；(5)所述BTX、部分C9+重芳烃作为产品输出系统，其余C9+重芳烃与C1～C6非芳烃类组分、步骤(2)所述的丙烷及一定量的水共同进入催化裂解反应器，在反应温度为400～600℃，压力为0.01～0.5MPa，原料质量空速为0.5～3.0h-1，水油质量比为0.5:1～3:1的条件下进行催化裂解反应，得到三段混合烃类产物；(6)所述三段混合烃类组分返回步骤(2)所述的油水分离器进行分离。在上述技术方案中，步骤(1)中甲醇制丙烯反应器为移动床反应器，甲醇制丙烯催化剂为硅铝比为100～400的纳米ZSM-5分子筛催化剂。步骤(3)中芳构化反应器为具有两个催化剂床层的复合固定床反应器，第一个催化剂床层装填水热处理改性的纳米HZSM-5烯烃芳构化催化剂，第二个床层装填NiO改性的微米ZSM-5非芳裂解催化剂；步骤(5)中催化裂解反应器为流化床反应器，催化裂解催化剂为稀土、P2O5改性的Y/ZSM-5复合分子筛催化剂，其中Y型分子筛占催化剂重量的5～35％，ZSM-5分子筛所占催化剂重量的20～50％，稀土占催化剂重量的1～5％，P2O5占催化剂重量的1～10％，其余组分为粘结剂。本专利技术方法还可进一步优选，包括如下步骤：(1)原料甲醇和水经过预热后进入装有硅铝比为150～350的纳米ZSM-5分子筛催化剂的移动床甲醇制丙烯反应器，在反应温度为420～500℃，压力为0.1～0.5MPa，甲醇质量空速为0.5～2.0h-1，水醇质量比为1:1～3:1的条件下转化为以丙烯为主的一段混合烃类产物；(2)所述一段混合烃类产物经过油水分离器、脱乙烷塔、脱丙烷塔、丙烯分离塔后得到水、干气、丙烯、丙烷及C4+烃类组分；(3)所所述丙烯和部分干气作为产品输出系统，其余干气与所述C4+烃类组分进入装有水热处理改性的纳米HZSM-5烯烃芳构化催化剂和NiO改性的微米ZSM-5非芳裂解催化剂的复合固定床芳构化反应器，在反应温度为280～420℃，压力为0.1～1.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由甲醇制备丙烯和BTX的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)原料甲醇和水经过预热后进入甲醇制丙烯反应器，在反应温度为380～550℃，压力为0.1～1.0MPa，甲醇质量空速为0.5～4.0h‑1，水醇质量比为0.5:1～5:1的条件下转化为以丙烯为主的一段混合烃类产物；(2)所述一段混合烃类产物经过油水分离器、脱乙烷塔、脱丙烷塔、丙烯分离塔后得到水、干气、丙烯、丙烷及C4+烃类组分；(3)所述丙烯和部分干气作为产品输出系统，其余干气与所述C4+烃类组分进入装有烯烃芳构化催化剂和非芳裂解催化剂的芳构化反应器，在反应温度为250～480℃，压力为0.1～2.0MPa，原料质量空速为0.5～3.0h‑1的条件下进行烯烃芳构化和非芳裂解反应，得到以芳烃为主的二段混合烃类产物；(4)所述二段混合烃类产物经过脱己烷塔、芳烃分离塔后得到C1～C6非芳烃类组分、BTX及C9+重芳烃；(5)所述BTX、部分C9+重芳烃作为产品输出系统，其余C9+重芳烃与C1～C6非芳烃类组分、步骤(2)所述的丙烷及一定量的水共同进入催化裂解反应器，在反应温度为400～600℃，压力为0.01～0.5MPa，原料质量空速为0.5～3.0h‑1，水油质量比为0.5:1～3:1的条件下进行催化裂解反应，得到三段混合烃类产物；(6)所述三段混合烃类组分返回步骤(2)所述的油水分离器进行分离。...

【技术特征摘要】
1.一种由甲醇制备丙烯和BTX的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)原料甲醇和水经过预热后进入甲醇制丙烯反应器，在反应温度为
380～550℃，压力为0.1～1.0MPa，甲醇质量空速为0.5～4.0h-1，水醇质量比为
0.5:1～5:1的条件下转化为以丙烯为主的一段混合烃类产物；
(2)所述一段混合烃类产物经过油水分离器、脱乙烷塔、脱丙烷塔、丙
烯分离塔后得到水、干气、丙烯、丙烷及C4+烃类组分；
(3)所述丙烯和部分干气作为产品输出系统，其余干气与所述C4+烃类组
分进入装有烯烃芳构化催化剂和非芳裂解催化剂的芳构化反应器，在反应温度为
250～480℃，压力为0.1～2.0MPa，原料质量空速为0.5～3.0h-1的条件下进行烯烃芳
构化和非芳裂解反应，得到以芳烃为主的二段混合烃类产物；
(4)所述二段混合烃类产物经过脱己烷塔、芳烃分离塔后得到C1～C6非芳
烃类组分、BTX及C9+重芳烃；
(5)所述BTX、部分C9+重芳烃作为产品输出系统，其余C9+重芳烃与
C1～C6非芳烃类组分、步骤(2)所述的丙烷及一定量的水共同进入催化裂解反
应器，在反应温度为400～600℃，压力为0.01～0.5MPa，原料质量空速为0.5～3.0h-1，
水油质量比为0.5:1～3:1的条件下进行催化裂解反应，得到三段混合烃类产物；
(6)所述三段混合烃类组分返回步骤(2)所述的油水分离器进行分离。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中甲醇制丙烯
反应器为移动床反应器，甲醇制丙烯催化剂为硅铝比为100～400的纳米ZSM-5
分子筛催化剂；步骤(3)中芳构化反应器为具有两个催化剂床层的复合固定床
反应器，第一个催化剂床层装填水热处理改性的纳米HZSM-5烯烃芳构化催化
剂，第二个床层装填NiO改性的微米ZSM-5非芳裂解催化剂；步骤(5)中催化
裂解反应器为流化床反应器，催化裂解催化剂为稀土、P2O5改性的Y/ZSM-5复
合分子筛催化剂，其中Y型分子筛占催化剂重量的5～35％，ZSM...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧甲忠，郭春垒，于海斌，王银斌，汪洋，张雪梅，彭晓伟，洪鲁伟，李佳，刘航，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油天津化工研究设计院，中海油能源发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11