一种甲醇生产芳烃并副产MTBE的方法及设备技术

本发明专利技术提供了甲醇生产芳烃并副产MTBE的方法包括：甲醇催化芳构化得到一级产物，将一级产物冷却分离得到一级气相与一级油相；一级气相与甲醇反应得到MTBE与尾气产物，MTBE直接收集，尾气产物催化芳构化得到二级产物，二级产物冷却分离得到二级气相与二级油相；一级油相与二级油相合并收集，二级气相直接排出进行尾气处理回收。还提供了配套的设备，包括一级芳构化反应器、甲醇芳构化产物分离器、MTBE反应器、二级芳构化反应器、一级气相管道、一级油相管道、尾气产物管道、二级气相管道、二级油相管道。本发明专利技术实施例的方法反应条件温和，通过对副产物的有效利用提高了目标产物低碳芳烃的收率和选择性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及甲醇生产低碳芳烃领域，具体而言，涉及一种甲醇生产芳烃并副产MTBE的方法及设备。
技术介绍
低碳芳烃主要包括苯、甲苯、二甲苯，一般简称BTX是重要的基础化工原料，其中对二甲苯(PX)占BTX消费总量的45％左右，工业上芳烃生产约95％左右来自于石油化工，少量来自煤焦油加工，2010年我国BTX产量约1420万吨，表观消费量达1900万吨，供需缺口约480万吨，其中PX自给率仅61.6％，净进口332万吨。为了填补芳烃市场的缺口，减少芳烃对石油资源的依赖，从资源丰富的煤炭资源转化制芳烃，不仅可以缓解芳烃资源的短缺，提高煤炭下游产品的附加值，延长煤化工产业链，具有重要的价值。鉴于目前我国日益增长的芳烃需求及日益产能过剩的煤基甲醇等问题，积极开展煤基甲醇制芳烃技术的开发不仅缓解了市场对低碳芳烃的需求，还为煤基甲醇的综合利用找到了一条可实现的道路。甲醇制芳烃理念最早出现在Mobil公司开发的MTG技术中，20世纪70年代Mobil公司开发了ZSM-5沸石分子筛，利用此沸石分子筛可以有效地将甲醇转化为高辛烷值汽油，其中芳烃含量大于35％。随后Mobil公司在美国申请了专利USP4590321，公开了甲醇制芳烃的实验结果，该专利介绍采用P改性的ZSM-5沸石分子筛为催化剂，P含量为2.7wt％，反应温度在400-450℃之间，甲醇进料空速为1.3h-1，实验结果显示P改性的ZSM-5分子筛催化剂在高级烃，芳烃的选择性上比未改性的ZSM-5分子筛好很多，但是芳烃含量不是很高。随后，Mobil公司又申请了美国专利USP4686312，公开了将甲醇等低碳含氧化合物转化为富含芳烃的产品的多段反应工艺。在第一段甲醇转化为低碳烷烃及烯烃，随后进入第二段反应器，在催化剂的作用下进一步发生芳构化反应，获得富含低碳芳烃的产物。目前，国内有好多科研机构都在开发MTA催化及其工艺技术，其中中科院山西煤化所和赛鼎工程公司合作的固定床甲醇制芳烃技术，清华大学的循环流化床甲醇制芳烃(FMTA)技术都在积极推进中试阶段，河南煤化集团研究院与北京化工大学也在合作开展甲醇制芳烃技术。山西煤化所的专利CN1880288A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，采用改性的ZSM-5为催化剂，两段固定床反应器，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。使用的Ga，La改性小晶粒ZSM-5分子筛为催化剂，其中第二段反应器的主要作用为第一段反应器产生的非芳及低碳烃再次的芳构化，油相产率大于40％，其中芳烃含量大于80％，具有总芳烃选择性高，工艺操作灵活的优点。清华大学专利CN101244969A中公开了一种连续芳构化与催化剂再生的装置及其方法，采用流化床技术将甲醇转化为芳烃，具有可调变催化剂活性和选择性，可以使反应连续操作而不停车。天脊煤化工集团股份有限公司专利CN101550051A中公开了一种提高甲醇芳构化制取芳烃选择性的工艺及其催化剂的制备方法，该专利以甲醇为原料，以不同浓度的Ga，Zn，Cu，Ag等活性离子复合改性HZSM-5分子筛催化剂，催化甲醇芳构化反应，采用固定床连续法或浮动床连续法，反应压力为0.1-3.5Mpa，反应温度380-500℃，原料液体空速为0.1-10.0h-1，其优点在于采用混合离子改性ZSM-5分子筛。中国海洋石油总公司专利CN101602646A公开了一种甲醇/二甲醚生产芳烃的方法及其专用反应装置，所述的反应装置为连续反应再生的流化床，在该专利提供的方法中甲醇转化率大于80％，产物中芳烃含量在50-60wt％。CN101823929A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，反应后的产物经过分离后，氢气、甲烷、混合C8芳烃和部分C9+芳烃作为产品输出，而C2+非芳烃和除混合C8芳烃及部分C9+芳烃类之外的芳烃则作为循环物流返回相应的反应器进行进一步芳构化反应，可以实现把甲醇芳构化中的副产物循环利用，提高了芳烃的收率和选择性，并且工艺灵活，可根据市场需求随时变化目标产物。以上技术在提高甲醇转化率以及催化剂改性方面均有很好的研究，但是均没有涉及反应副产物的再利用方面的研究，总体芳烃的选择性不是很高，普遍维持在40-60％左右。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种甲醇生产芳烃并副产MTBE的方法，所述方法的提出彻底解决了以上出现的技术问题，反应条件温和，通过对副产物的有效利用提高了目标产物低碳芳烃的收率和选择性，并且还副产一定量的MTBE，创造了一定的经济效益。本专利技术的第二目的在于提供一种制备甲醇生产MTBE并副产MTBE所用的设备，所述设备的各组件均为常用装置，来源广，占地面积小，设备投资少，易操作以及绿色无污染等优点。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：本专利技术实施例提供了一种甲醇生产芳烃并副产MTBE的方法，包括如下步骤：(A)甲醇催化芳构化得到一级产物，将所述一级产物冷却分离得到一级气相与一级油相；(B)一级气相与甲醇反应得到MTBE与尾气产物，所述MTBE直接收集，所述尾气产物催化芳构化得到二级产物，所述二级产物冷却分离得到二级气相与二级油相；(C)一级油相与二级油相合并收集，二级气相直接排出进行尾气处理回收。现有技术中，甲醇生产芳烃的技术已经非常成熟，以20世纪70年代Mobil公司开发的MTG技术为开端，也有几十年的研究历史，为了提高甲醇的转化率、提高芳烃的选择性以及收率，对反应器、反应条件、催化剂以及各种与反应息息相关的条件参数做了优化，但是研究的关注点只限于原料以及目标产物的指标上，并没有涉及反应副产物的应用上。本领域人员均知晓在甲醇芳烃化过程中会伴有一些低碳非芳物质生成，这也是主要副产物，但是现有工艺均没有很好的将副产物加以利用，造成资源的浪费，本专利技术为了填补这个技术空白，开发了一种甲醇生产芳烃并副产MTBE的方法及配套的工艺设备，正是很好的将这种非芳副产物并实现了再利用，不但生产出了有价值的化工产品，额外创造了一定的经济效益，还避免了资源浪费。其中，甲醇催化芳构化的一级气相产物一般会直接进行二次芳构化以提高产物芳烃的选择性，但是本专利技术并没有将一级气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甲醇生产芳烃并副产MTBE的方法，其特征在于，包括如下步骤：(A)甲醇催化芳构化得到一级产物，将所述一级产物冷却分离得到一级气相与一级油相；(B)一级气相与甲醇反应得到MTBE与尾气产物，所述MTBE直接收集，所述尾气产物催化芳构化得到二级产物，所述二级产物冷却分离得到二级气相与二级油相；(C)一级油相与二级油相合并收集，二级气相直接排出进行尾气处理回收。

【技术特征摘要】
1.一种甲醇生产芳烃并副产MTBE的方法，其特征在于，包
括如下步骤：
(A)甲醇催化芳构化得到一级产物，将所述一级产物冷却分
离得到一级气相与一级油相；
(B)一级气相与甲醇反应得到MTBE与尾气产物，所述MTBE
直接收集，所述尾气产物催化芳构化得到二级产物，所述二级产物
冷却分离得到二级气相与二级油相；
(C)一级油相与二级油相合并收集，二级气相直接排出进行
尾气处理回收。
2.根据权利要求1所述的一种甲醇生产芳烃并副产MTBE的方
法，其特征在于，所述步骤(A)中，甲醇以空速0.5-3h-1，温度为
300-450℃的条件下进行催化芳构化，催化剂为用Zn、P、Ag、Ga
元素中的一种或几种改性的ZSM-5催化剂。
3.根据权利要求1所述的一种甲醇生产芳烃并副产MTBE的方
法，其特征在于，所述步骤(A)中，得到的一级油相进一步分离
为非芳烃混合物以及低碳混合芳烃，所述低碳混合芳烃直接收集，
所述非芳烃混合物进入所述步骤(B)中与所述尾气产物混合。
4.根据权利要求3所述的一种甲醇生产芳烃并副产MTBE的方
法，其特征在于，所述步骤(B)中，二级油相返回与一级油相混
合进一步分离为非芳烃混合物以及低碳混合芳烃。
5.根据权利要求1所述的一种甲醇生产芳烃并副产MTBE的方
法，其特征在于，所述步骤(B)中，所述尾气产物以空速0.5-5h-1，
温度为300-450℃的条件下进行催化芳构化，催化剂为用Zn、P、
Ag、Ga元素中的一种或几种改性的ZSM-5催化剂。
6.根据权利要求5所述的一种甲醇生产芳烃并副产MTBE的方
法，其特征在于，所述步骤(B)中，采用Zn、P、Ag、Ga元素改
性Z...

【专利技术属性】
技术研发人员：李康，魏小波，宋业恒，郝代军，韩海波，
申请(专利权)人：中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11