集成式甲醇分离和甲醇制汽油转化工艺制造技术

公开了一种将甲醇转化为汽油沸程烃的方法。在一个方面，所述方法包括将来自甲醇合成反应器的粗甲醇进料到甲醇分离容器以回收呈气相的甲醇流；以及在不冷凝所述甲醇流的情况下，将所述呈气相的甲醇流进料到含有转化催化剂的反应器，以将甲醇转化为二甲醚或汽油沸程烃中的至少一者。

Integrated methanol separation and methanol to gasoline conversion process

A method for converting methanol to gasoline boiling range hydrocarbon is disclosed. In one aspect, the method includes feeding crude methanol from the methanol synthesis reactor to the methanol separation container to recover the methanol flow in the gas phase; and without condensing the methanol flow, flowing the methanol in the gas phase to the reactor containing the conversion catalyst to convert the methanol to at least one of the dimethyl ether or gasoline boiling hydrocarbon.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】集成式甲醇分离和甲醇制汽油转化工艺
本公开涉及由甲醇生产汽油沸程烃的系统和方法。
技术介绍
将低级含氧化合物如甲醇和二甲醚(DME)转化为烃的工艺是已知的并且已经引起极大关注，因为它们提供了一种从非石化原料来源生产液态烃燃料、尤其是汽油的有吸引力的方法。特别是，它们提供了将甲醇和DME转化为汽油沸腾组分、烯烃和芳烃的方法。烯烃和芳烃是有价值的化学产品，并且可以用作用于生产许多重要化学品和聚合物的原料。由于竞争性石油原料的供应有限，因此从石油原料生产低成本烯烃的机会是有限的。然而，通过利用完备的工业过程将煤气化为合成气并将所述合成气转化为甲醇，可以容易地从煤获得甲醇。作为替代方案，可以通过其它常规工艺从天然气或生物质获得甲醇。将甲醇和其它低级含氧化合物转化为烃产物的可用技术利用固定床工艺，例如美国专利号3,998,899；3,931,349和4,035,430中描述的工艺。在固定床工艺中，通常首先使用催化剂如γ-氧化铝对甲醇进行脱水步骤，以形成甲醇、DME和水的平衡混合物。然后将该混合物在升高的温度和压力下通过催化剂以转化成主要在轻质气体至汽油范围内的烃产物。固定床工艺使用再循环气体进行温度控制和非常大的热传递以管理低质量的热量，这导致高压缩成本和大的热交换网络。通常，固定床工艺是多反应器的不稳定状态操作，其需要大孔径阀系统来控制所述工艺。相反，在流化床工艺中的直接冷却反应器消除了对用于温度控制的再循环气体的需要，这简化了热交换。此外，具有连续催化剂再生的流化床工艺是稳态操作，具有恒定的产物收率。因此，与固定床工艺相比，流化床工艺需要较低资金成本和操作费用节省。然而，目前的流化床工艺通常需要从储器中获得甲醇，并且在将甲醇进料到DME反应器之前进行充分的预热以使甲醇蒸发和过热。
技术实现思路
在一个方面，提供了一种将甲醇转化为汽油沸程烃的方法。所述方法包括将来自甲醇合成反应器的粗甲醇进料到甲醇分离容器以回收呈气相的甲醇流；以及在不冷凝所述甲醇流的情况下，将所述呈气相的甲醇流进料到含有转化催化剂的反应器，以将甲醇转化为二甲醚或汽油沸程烃中的至少一者。在另一方面，提供了一种将甲醇转化为汽油沸程烃的方法，其包括：将来自甲醇合成反应器的粗甲醇进料到甲醇分离容器，以回收呈气相的甲醇流；以及将所述呈气相的甲醇流进料到含有转化催化剂的反应器，以将甲醇转化为二甲醚或汽油沸程烃中的至少一者，其中所述分离容器的压力与所述反应器的压力基本上相同。在又一方面，一种将甲醇转化为汽油沸程烃的方法，其包括：将来自甲醇合成反应器的粗甲醇进料到甲醇分离容器以回收呈气相的甲醇流；以及在不冷凝所述甲醇流的情况下，压缩所述甲醇流并将所述呈气相的甲醇流进料到含有转化催化剂的反应器，以将甲醇转化为二甲醚或汽油沸程烃中的至少一者。附图说明图1是说明根据本专利技术的一个或多个实施方式的将甲醇转化为汽油沸程烃的方法的示意图。具体实施方式提供了用于将甲醇转化为汽油沸程烃的系统和方法。有利的是，这些系统和方法可用于甲醇生产工厂。所述系统和方法可包括将来自甲醇合成反应器的粗甲醇进料到甲醇分离容器以回收呈气相的甲醇流。所述甲醇分离容器可以是例如蒸馏单元或分离滚筒。然后可以在不冷凝甲醇流的情况下将呈气相的甲醇流进料到含有转化催化剂的反应器，以将甲醇转化为二甲醚或汽油沸程烃中的至少一者。这可以通过在与含有转化催化剂的反应器大致相同的压力下操作最终的甲醇分离阶段或通过将甲醇流压缩至所述反应器的压力来完成。如本文所用，除非另有说明，否则“汽油”或“汽油沸程烃”是指含有至少主要是C5-C12烃的组合物。在一个实施方式中，汽油或汽油沸程组分进一步定义为指含有至少主要是C5-C12烃并且还具有约100℉至约400℉沸程的组合物。在一个可替选实施方式中，汽油或汽油沸程组分定义为指含有至少主要是C5-C12烃并且在约101.3KPa绝对压力下沸程为约100℉至约400℉的组合物，并进一步定义为符合ASTM标准D439。在一些实施方式中，本文公开的方法涉及其中将甲醇分离容器在与用于将甲醇转化为二甲醚或汽油沸程烃或其组合的下游反应器基本上相同的压力下操作的方法。如本文所用，“基本上相同的压力”，当提及第一单元和第一单元下游的单元(例如甲醇分离容器和下游反应器)的相对压力时，意味着第一单元具有的压力等于下游单元的压力加上克服所述单元之间的管线损失所需的压力，额外余量为至多5psid。换句话说，当甲醇分离单元的压力在(a)至(b)的范围内时，甲醇分离容器在与下游反应器基本上相同的压力下操作，其中(a)是由下游反应器的压力加上管线损失而限定的下限，并且(b)是由下游反应器的压力加上管线损失加上5psid而限定的上限。在实施方式中，术语“基本上相同的压力”可包括至多20psid，例如10至20psid，例如10至15psid的压力差。图1中示出了一个示例性实施方式。可从甲醇合成单元获得的粗甲醇进料10可以进料到甲醇分离单元12，其中可将水14和其它杂质从粗甲醇进料10中分离。甲醇蒸气16可以通过冷凝器18冷凝成液体以进料到甲醇储罐20和/或以其气相进料到反应单元，在该反应单元中其被转化为汽油沸程烃。在一些操作条件下，甲醇进料22可以从储罐20中取出以补充粗甲醇进料10，或在甲醇合成单元脱线或由于其它原因不向甲醇分离单元12供应粗甲醇进料10时产生甲醇蒸气流16。在任何实施方式中，可以使用任选的压缩机24以使甲醇蒸气流16达到第一甲醇转化反应器的操作压力。在一个可替选实施方式中，可以操作分离单元12，使得最后的分离阶段与第一甲醇转化反应器的压力基本上相同。在所示的实施方式中，第一反应器是DME反应器26，其将至少一部分甲醇分子转化为二甲醚，例如经由脱水反应。在这种实施方式中，DME反应器流出物28可含有甲醇、二甲醚和水的平衡混合物。然后可将DME反应器流出物28进料到一个或多个第二反应器。本图示中的第二反应器是MTG反应器30，其将DME反应器流出物28转化为汽油沸程烃，所述汽油沸程烃作为MTG产物流32提供。然后可以将MTG产物流32进料到产物分离单元34以回收汽油沸程烃36。水38也可以在该单元34中分离。轻质气体和未转化的反应物40可以再循环至MTG反应器30的上游和/或可经由汽提气流42用于分离单元12中的汽提气体。甲醇合成甲醇合成可通过利用甲醇合成反应器的任何已知工艺进行。甲醇合成反应器可含有用于将合成气转化为粗甲醇的催化剂。如本文所用，术语“粗甲醇”是指除甲醇外还含有水和未反应的组分或杂质的甲醇合成产物。用于将合成气转化为甲醇的催化剂可以是本领域已知的任何催化剂，其通常包含铜、氧化锌和氧化铝、氧化锆和/或二氧化钛载体。这种催化剂公开于例如美国专利号4,417,000中。特别优选的催化剂包含铜(以金属计)，以催化剂总量计其范围为约25重量％至约65重量％，更优选范围为约35重量％至55重量％。氧化锌(以金属氧化物计)的范围为催化剂总量的约35重量％至约65重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种将甲醇转化为汽油沸程烃的方法，其包括：/n将来自甲醇合成反应器的粗甲醇进料到甲醇分离容器以回收呈气相的甲醇流；以及/n在不冷凝所述甲醇流的情况下，将所述呈气相的甲醇流进料到含有转化催化剂的反应器，以将甲醇转化为二甲醚或汽油沸程烃中的至少一者。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170405 US 62/481,8621.一种将甲醇转化为汽油沸程烃的方法，其包括：
将来自甲醇合成反应器的粗甲醇进料到甲醇分离容器以回收呈气相的甲醇流；以及
在不冷凝所述甲醇流的情况下，将所述呈气相的甲醇流进料到含有转化催化剂的反应器，以将甲醇转化为二甲醚或汽油沸程烃中的至少一者。


2.一种将甲醇转化为汽油沸程烃的方法，其包括：
将来自甲醇合成反应器的粗甲醇进料到甲醇分离容器以回收呈气相的甲醇流；以及
将所述呈气相的甲醇流进料到含有转化催化剂的反应器，以将甲醇转化为二甲醚或汽油沸程烃中的至少一者，其中所述分离容器的压力与所述反应器的压力基本上相同。


3.一种将甲醇转化为汽油沸程烃的方法，其包括：
将来自甲醇合成反应器的粗甲醇进料到甲醇分离容器以回收呈气相的甲醇流；以及
在不冷凝所述甲醇流的情况下，压缩所述甲醇流并将所述呈气相的甲醇流进料到含有转化催化剂的反应器，以将甲醇转化为二甲醚或汽油沸程烃中的至少一者。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述甲醇分离容器包括蒸馏单元或分离滚筒。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述分离容器的压力与所述反应器的压力基本上相同。

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【专利技术属性】
技术研发人员：米奇·L·欣德曼，穆赫辛·N·哈伦迪，舒里亚娜拉延南·拉贾戈帕兰，
申请(专利权)人：埃克森美孚研究工程公司，
类型：发明
国别省市：美国;US