一种生产汽油的方法和流程装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种生产汽油的方法和流程装置。其中，生产汽油的方法，是对含有甲醇和轻烃的原料气进行预热，随后在分子筛催化剂的存在下进行反应生成汽油，其中，甲醇与轻烃的质量比为(70：30)～(20：80)，反应温度为360～450℃。本发明专利技术还提供实施上述方法的配套流程装置。本发明专利技术利用轻烃与甲醇耦合反应，得到了高品质的汽油，不仅缓解了甲醇过剩的现状，而且为炼厂轻烃资源提供了下游出路，同时拓宽了汽油生产来源，具有较高的社会效益和经济效益。

A Method and Process Device for Gasoline Production

【技术实现步骤摘要】
一种生产汽油的方法和流程装置
本专利技术涉及一种生产汽油的方法和流程装置，具体涉及一种甲醇耦合轻烃改质生产汽油的方法和流程装置，属于石油化工领域。
技术介绍
我国炼厂副产大量的芳烃抽余油、重整拔头油、加氢焦化石脑油、戊烷油等轻烃资源，这些烃类资源中富含低辛烷值的正构烷烃，研究法辛烷值(RON)一般只有50～60，不能直接用于商品汽油的调和，一般作为民用液化气直接燃烧掉，不仅造成了资源的极大浪费，而且会对环境造成污染。此外，这些轻烃资源质量轻、蒸汽压高，还需要专门的设备进行储存和运输。为了对轻烃资源进行有效利用，一般是对轻烃进行改质，即，将低品质的轻烃转化为高辛烷值汽油或高辛烷值汽油的调和组分，比如可通过芳构化或异构化反应实现。专利申请CN101724432A公开了一种轻烃非临氢改质生产高辛烷值汽油的方法，包括将催化裂化干气与轻烃混合，在非临氢改质催化剂存在下进行轻烃改质，所使用的轻烃为混合碳四或混合碳四与直馏汽油的混合物。该方法可充分利用催化裂化干气和炼厂富余的混合碳四生产烯烃含量低、辛烷值高的汽油调和组分和优质液化气。专利申请CN103539597A公开了一种甲醇和副产C4耦合生产低碳烯烃的装置，主要解决现有技术中低碳烯烃收率低的问题。专利申请CN102746880A公开了一种轻烃和重油耦合催化裂化制汽油、柴油和乙烯、丙烯的方法，主要解决现有轻烃和重油耦合催化裂化过程中难以兼顾汽油、柴油和乙烯、丙烯生产而且各产物收率低的问题。但是目前轻烃改质的方法中，比如采用芳构化技术或通过轻烃歧化，液收较低，有大量的干气和液化气生成。同时，在煤制甲醇技术成熟的情况下，当前甲醇产能过剩严重，急需开辟下游市场。为了对甲醇资源进行有效利用，目前通常是利用甲醇制汽油(MTG)，但是典型的甲醇制汽油技术生成的汽油干点高，不能直接作为汽油调和组分，需进一步实施切割，并且反应产物中有约10％的均四甲苯生成，还需进行分离利用。因此，如何有效对轻烃资源和甲醇资源进行有效利用，是目前研究的重要课题。随着经济的发展以及人们环保意识的增强，人们对清洁燃料尤其是汽油的质量提出了更高的要求，而生产高品质的汽油也一直是炼油企业的重要任务。同时，面对石油资源紧缺的现状，如何利用有限资源，最大限度生产市场所需要的高品质的汽油，是炼油企业当前面临的重大挑战。
技术实现思路
本专利技术提供一种生产汽油的方法，在轻烃改质的基础上加入甲醇进行耦合，不仅合理利用了炼厂过剩的轻烃资源和廉价易得的甲醇资源，而且得到了高品质的汽油。本专利技术还提供实施上述汽油生产方法的流程装置。本专利技术首先提供了一种生产汽油的方法，对含有甲醇和轻烃的原料进行预热，随后在分子筛催化剂的存在下进行反应生成汽油，其中，甲醇与轻烃的质量比为(70：30)～(20：80)，反应温度为360～450℃。轻烃是复杂的烃类混合物，在上述反应过程中，轻烃中的各种单体烃都在进行着多种交错反应，形成了一个复杂的反应体系，在温和条件下发生裂解、异构化、环化、芳构化、叠合、齐聚和裂解等一系列反应，最终得到高品质汽油调和组分。由于甲醇制芳烃是强放热反应，而轻烃改质反应是吸热反应，所以在甲醇与轻烃耦合生产汽油的过程中，甲醇反应放出的热量可以弥补轻烃改质所需要吸收的热量，实现热量互补，使得整个生产汽油的过程可以在较低的温度下平稳进行，并且远低于目前单纯轻烃改质生产汽油所需的温度，从而大大降低了反应能耗。在实际生产过程中，可通过合理设置原料气中甲醇与轻烃的配比，最大限度平衡反应热效应，比如甲醇与轻烃的质量比可以是(70：30)～(40：60)。在本专利技术具体实施过程中，原料气可以是由甲醇与轻烃组成，控制甲醇与轻烃的质量比为(70：30)～(50：50)，反应温度为360～400℃。除了为轻烃改质供应热量之外，专利技术人研究发现，甲醇的存在，还能够增强轻烃中部分烷烃的初始反应活性；并且，甲醇转化得到的C2～C5低碳烯烃也能够增强轻烃的反应活性，不仅能够提高轻烃改质的反应速率，而且还能够提高轻烃的转化率，从而能够提高液态碳基收率和汽油收率，并得到高品质汽油。虽然甲醇和轻烃虽然可以各自发生转化，但是两者的反应机理却是完全不同的，并且每一个反应物的转化都包含了大量的二次反应。此外，轻烃成分的复杂性进一步提高了整个汽油生产过程的复杂性。可以理解，合理控制原料的进料速率，对于控制反应速率并提高原料转化率是有利的。在本专利技术具体实施过程中，通常控制甲醇质量空速为0.5～2h-1。反应条件的控制同样能够调节反应速率，在本专利技术具体实施过程中，通常将反应压力控制在0～1Mpa，比如0.5MPa。轻烃的原料来源十分广泛，主要来源于油田、气田、天然气净化厂等生产过程中的伴生气凝析液和炼油厂、溶剂油厂、石油化工厂、乙烯工厂的副产品。本专利技术对轻烃的来源不做特别限定，比如可选择上述来源的芳烃抽余油、重整拔头油(重整原料中沸点低于80℃的、在重整前被分馏拔头的馏分)、戊烷油(其中正戊烷和异戊烷的总量约占98％左右)、加氢焦化石脑油(焦化石脑油来源于焦化装置、是延迟焦化过程生产得到的初馏点至180℃的馏分，由于焦化石脑油含有大量的不饱和烃，如果要作为乙烯原料等化工用途，需首先进行加氢处理，即为加氢焦化石脑油)中一种或多种组合。在本专利技术的具体实施过程中，通常选择干点小于180℃的轻烃。本专利技术中所用的分子筛催化剂，可以选择最常见的HZSM-5沸石，为了进一步提高催化剂的催化活性和性能稳定，还可以选择经过改性处理的分子筛催化剂，比如可以选择负载有Zn、Ni、La、P的HZSM-5沸石，以各自对应的氧化物计(ZnO、NiO、La2O3、P2O5)，其负载量不高于5wt％。在本专利技术具体实施过程中，通常选择负载量为0.5～5wt％的HZSM-5沸石，通常负载量为0.5～3wt％，保证耦合反应平稳快速进行。分子筛催化剂的拓扑结构和孔道尺寸也在一定程度上影响了甲醇与轻烃耦合反应的过程，通常可选择HZSM-5沸石的氧化硅/氧化铝的摩尔比值为：50～100，比表面积大于300m2/g，孔容大于0.3mL/g。本专利技术中，分子筛催化剂的加入量可根据反应空速合理调整，在本专利技术具体实施方式中，分子筛催化剂的使用量约为6g，使甲醇与轻烃原料在分子筛催化剂存在下，发生裂解、异构化、环化、芳构化、叠合、齐聚和裂解等一系列反应，最终生产得到高品质汽油。本专利技术还提供一种用于实施上述汽油生产方法的流程装置，包括预热器以及与该预热器连接的反应器。预热器用于对原料气进行预热。在反应器中填装有分子筛催化剂，经预热的原料气在反应器中反应生成汽油。在本专利技术具体实施过程中，首先对含有甲醇和轻烃的原料气进行预热，使甲醇和轻烃在预热器中气化并充分混合后进入反应器。反应器中装填有分子筛催化剂，上述经预热的原料气随后在反应器中发生反应生成汽油。在本专利技术具体实施过程中，所选用的反应器为固定床反应器，固定床反应器两端装填有石英砂，作为预热段，中部为恒温区，装填有分子筛催化剂。具体的，上述流程装置还包括与预热器连接的供料管路，使原料气可以通过该供料管路进入预热器中，比如可分别设置甲醇供料管路和轻烃供料管路。为准确控制并计量原料气的进料量，还可以在上述供料管路中分别设置计量泵。在本专利技术具体实施过程中，还可以在预热器和反应器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产汽油的方法，其特征在于，对含有甲醇和轻烃的原料气进行预热，随后在分子筛催化剂的存在下进行反应生成汽油，其中，所述甲醇与轻烃的质量比为(70：30)～(20：80)，所述反应温度为360～450℃。

【技术特征摘要】
1.一种生产汽油的方法，其特征在于，对含有甲醇和轻烃的原料气进行预热，随后在分子筛催化剂的存在下进行反应生成汽油，其中，所述甲醇与轻烃的质量比为(70：30)～(20：80)，所述反应温度为360～450℃。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述甲醇质量空速为0.5～2h-1。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轻烃的干点不高于180℃。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述轻烃为芳烃抽余油、重整拔头油、戊烷油和加氢焦化石脑油中一种或多种组合。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分子筛催化剂为HZSM-5沸石。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述HZSM-5沸石上负载有Ni、Zn、La或P，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐亚荣，魏书梅，徐新良，陈蓝天，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11