一种等温法甲醇转化制稳定轻烃的工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种等温法甲醇转化制稳定轻烃的工艺，包括以下步骤：将经过气化过热处理后的原料甲醇通入主反应器中，进入等温反应段，在等温反应段中，原料甲醇在烃化催化剂的作用下进行烃化反应，控制等温反应段的反应温度为300℃～450℃；以及对等温反应段出口物料进行热量回收和冷却，对冷却后的等温反应段出口物料进行油、气、水三相分离，其中，分离得到的油相为烃类混合物，分离得到的水相为工艺水，分离得到的气相为干气。本发明专利技术无需设置循环气压缩机和循环气换热器，具有工艺流程简单、设备数量少、投资省、流程能耗低、产品收率高等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及甲醇下游产品开发
，具体而言，涉及一种等温法甲醇转化制稳定轻烃的工艺。
技术介绍
我国属于石油资源严重短缺的国家，近年来随着我国国民经济的持续高速发展，能源需求不断增加，石油进口依存度逐年增大。而我国煤炭储量十分丰富，由此决定了我国必须大力发展以煤炭清洁转化利用为特征的煤炭能源化工技术。目前煤炭转化较为成熟的工艺之一是甲醇合成，也正因如此，我国甲醇生产规模不断扩大，已逐渐形成甲醇产能过剩而其他的煤化工路线又难以为继的局面，因此，大力发展甲醇下游技术，利用合成气生产甲醇、甲醇再催化转化生产大宗能源产品已成为我国发展能源化工的重要发展方向。甲醇转化制稳定轻烃技术是Mobil公司于上世纪70年代开发的甲醇利用工艺路线。该技术是利用ZSM-5型合成沸石催化剂将甲醇脱水转化为主要成分集中在C5～C10之间的烃类混合物，从而生产高辛烷值汽油的方法。甲醇转化制取稳定轻烃的反应属于强放热反应，在400℃下，每转化1kg甲醇释放的反应热为1.74MJ，在没有换热及稀释物的条件下绝热温升超过600℃。因此必须采用适当的工艺将反应释放的大量热量移出反应器，使反应器温度得以控制。美国专利US3931349公开了Mobil公司两步法甲醇合成汽油工艺。该工艺第一步为甲醇脱水生成二甲醚，第二步为二甲醚和未反应
的甲醇在反应器内通过ZSM-5分子筛催化剂转化为烃类混合物。该工艺采用干气循环降低绝热温升的方法，以实现对反应过程的温度控制，为将绝热温升控制在120℃以内，循环干气与甲醇蒸汽的体积比至少在5以上。该方法过程复杂、循环能耗高，生产成本高。中国专利ZL200610048298.9公布了一种甲醇一步法制取烃类产品的工艺，该专利采用将原料甲醇引入固定床绝热反应器，一步法合成汽油产品，省略了甲醇制取二甲醚步骤，流程简单。但甲醇在转化过程中放出的热量更多，需要大量的循环气体带走反应热量，该专利要求的循环物料与甲醇原料的质量比为10-20，循环能耗高、循环压缩机造价贵。再有，中国专利CN 105419849A针对上述工艺中存在的循环气量大、循环设备投资高等缺点，提供了一种节能型甲醇转化制汽油的工艺。该专利在MTG合成反应器前面设置了两级预反应器，将气化过热后的甲醇在第一预反应器进行预反应，在第二预反应器中进行反应，第二预反应器的反应出气口与来自循环气压缩机的循环气混合后自顶部进入合成油反应器中进行反应。该专利虽然在一定程度上克服了前述两步法和一步法MTG工艺中存在的循环气量大、循环设备投资高的缺陷，降低了能耗和生产成本，但是该专利的生产工艺仍然无法避免使用循环气压缩机，并且循环气与第二预反应器的出气口的质量比为2-4，其并没有完全消除在循环气压缩机上的投入。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种等温法甲醇转化制稳定轻烃的工艺，其无需设置循环气压缩机和循环气换热器，具有工艺流程简单、设备数量少、投资省、流程能耗低、产品收率高等优点。为实现上述目的，本专利技术特采用以下技术方案：一种等温法甲醇转化制稳定轻烃的工艺，其包括以下步骤：将经过气化、过热处理后的原料甲醇通入主反应器中，进入等温反应段，在等温反应段中，原料甲醇在烃化催化剂的作用下进行烃化反应，控制等温反应阶段的反应温度为300℃～450℃；以及对等温反应段出口物料进行热量回收和冷却，对冷却后的等温反应段出口物料进行油、气、水三相分离，其中，分离得到的油相为烃类混合物，分离得到的水相为工艺水，分离得到的气相为干气。本专利技术的有益技术效果：(1)工艺流程简洁、投资省，现有的甲醇转化制稳定轻烃的装置中，大部分均采用三相分离器分离的气相作为循环气，控制烃化反应温度，本专利技术采用等温合成技术，无需设置循环气压缩机和循环气换热器，流程简单，设备数量少，投资省。(2)流程能耗低，现有装置采用大量的循环气带走烃化反应的热量，循环气的加热和冷却对系统蒸汽和循环冷却水的需求量大。本专利技术通过设置预反应段，对烃化反应前的原料进行预反应预热，降低甲醇过热所需的热量；通过等温合成技术替代循环气的方式，系统无需消耗蒸汽，并副产高压蒸汽，同时也降低了循环冷却水消耗量(循环冷却水消耗量为现有装置的10％～50％)，运行能耗低。(3)产品收率高，目前大部分甲醇制稳定轻烃装置中，原料进出烃化反应器的温升为70℃～120℃，反应器内温度分布区间广，产物分布广(C1～C4组分含量偏高)，本专利技术采用等温合成技术，反应选择性高，产品选择性可达到95％，远大于现有装置的80％。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通
技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例1的甲醇转化制稳定轻烃的工艺原理图；图2为本专利技术实施例2的甲醇转化制稳定轻烃的工艺原理图；图3为本专利技术实施例3的甲醇转化制稳定轻烃的工艺原理图。附图标记列表：甲醇气化过热器110；等温反应器120；蒸汽发生器130；冷却器140；油气水分离器150；汽包160；原料甲醇M11；过热甲醇M12；出口物料M13；一级热回收物料M14；二级热回收物料M15；冷却物料M16；油相M17；气相M18；水相M19；高压冷却水S11；水汽混合物S12；饱和水S13；高压蒸汽S14；冷循环水S15；热循环水S16；甲醇气化器210；甲醇过热器220；绝热预反应器230；等温反应器240；蒸汽发生器250；冷却器260；油气水分离器270；原料甲醇M21；过热甲醇M22；预反应物料M23；出口物料M24；一级热回收物料M25；二级热回收物料M26；冷却物料M27；油相M28；气相M29；水相M30；饱和水S23；高压蒸汽S24；冷循环水S25；热循环水S26；低温导热油S27；高温导热油S28；甲醇气化过热器310；等温预反应器320；等温主反应器330；蒸汽发生器340；冷却器350；油气水分离器360；原料甲醇M31；过热甲醇M32；预反应物料M33；出口物料M34；一级热回收物料M35；二级热回收物料M36；冷却物料M37；油相M38；气相M39；水相M40；饱和水S33；高压蒸汽S34；冷循环水S35；热循环水S36；主反应段低温导热油S37；主反应段高温导热油S38；预反应段低温导热油S39；预反应段高温导热油S40。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等温法甲醇转化制稳定轻烃的工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：将经过气化、过热处理后的原料甲醇通入主反应器中，进入等温反应段，在所述等温反应段中，所述原料甲醇在烃化催化剂的作用下进行烃化反应，控制所述等温反应段的反应温度为300℃～450℃；以及对所述等温反应段出口物料进行热量回收和冷却，对冷却后的所述等温反应段出口物料进行油、气、水三相分离，其中，分离得到的油相为烃类混合物，分离得到的水相为工艺水，分离得到的气相为干气。

【技术特征摘要】
1.一种等温法甲醇转化制稳定轻烃的工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：将经过气化、过热处理后的原料甲醇通入主反应器中，进入等温反应段，在所述等温反应段中，所述原料甲醇在烃化催化剂的作用下进行烃化反应，控制所述等温反应段的反应温度为300℃～450℃；以及对所述等温反应段出口物料进行热量回收和冷却，对冷却后的所述等温反应段出口物料进行油、气、水三相分离，其中，分离得到的油相为烃类混合物，分离得到的水相为工艺水，分离得到的气相为干气。2.根据权利要求1所述的等温法甲醇转化制稳定轻烃的工艺，其特征在于，所述工艺还包括在所述过热处理和所述等温反应段之间进行的绝热预反应段，在所述绝热预反应段中，所述原料甲醇在预反应催化剂的作用下进行预反应，控制所述绝热预反应段的进口温度为200℃～350℃。3.根据权利要求1所述的等温法甲醇转化制稳定轻烃的工艺，其特征在于，所述等温反应段包括依次进行的等温预反应段和等温主反应段，所述原料甲醇先在所述等温预反应段内的预反应催化剂的作用下进行预反应后，再进入所述的等温主反应段，并且控制所述等温预反应段的反应温度为200℃～40...

【专利技术属性】
技术研发人员：张惊涛，陈小林，
申请(专利权)人：成都赛普瑞兴科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51