一种甲醇生产芳烃的方法技术

本发明专利技术提供一种甲醇生产芳烃的方法，包括以下步骤：1)甲醇在催化剂的存在下进行第一反应，生产第一产物；随后加入稀释剂进行第二反应，得到第二产物；2)对所述第二产物进行分离处理，得到所述芳烃；其中，所述第一产物中包括二甲醚。该方法先将甲醇转换为二甲醚，再以包括二甲醚的反应物进一步制备芳烃，从而使整个反应过程中的热量更加可控，避免了甲醇直接芳构化反应时产生大量热量而难以使芳构化反应正常进行的问题的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种甲醇生产芳烃的方法
本专利技术涉及一种芳烃的生产方法，尤其涉及一种甲醇生产芳烃的方法，属于煤化工应用

技术介绍
芳烃，作为一种石油化工工业基础原料，在我国现代国民经济中发挥着重要的作用。其中，苯、甲苯和二甲苯作为三大最基本的轻质芳烃化合物(BTX)，可以用于合成塑料、纤维、橡胶等一系列化工产品。目前，全球约97％的芳烃是通过传统的石油路线生产的。考虑到我国“富煤、缺油、少气”的特色能源结构，因此，开发一种以煤炭资源代替石油资源生产芳烃的新技术至关重要。煤化工领域以煤为原料气化生产CO和H2合成甲醇技术已日趋成熟，近年来，我国甲醇产能严重过剩。开发从资源丰富的煤基甲醇直接制取芳烃(MTA)技术，一方面能够弥补市场芳烃需求的短缺，另一方面也为过剩的甲醇提供出路并提高了其下游产品的附加值，具有战略性的意义。早在1977年，Mobil公司第一次提出甲醇和含氧化合物在ZSM-5上转化为芳烃等碳氢化合物的方法。一般认为，甲醇制备芳烃的过程就是甲醇发生芳构化反应的过程。实验表明，甲醇在直接芳构化时放出大量热量，该热量不仅不利于芳构化反应的进行还会同时增加焦炭含量，从而不仅降低了甲醇向芳烃的转化率，而且焦炭含量会导致催化剂失活以进一步降低了芳构化反应发生的可能。
技术实现思路
本专利技术提供一种甲醇生产芳烃的方法，该方法先将甲醇转换为二甲醚，再以包括二甲醚的反应物进一步制备芳烃，从而使整个反应过程中的热量更加可控，避免了甲醇直接芳构化反应时产生大量热量而难以使芳构化反应正常进行的问题的发生。本专利技术提供一种甲醇生产芳烃的方法，包括以下步骤：1)甲醇在催化剂的存在下进行第一反应，生产第一产物；随后加入稀释剂，得到第二产物；2)对所述第二产物进行分离处理，得到所述芳烃；其中，所述第一产物中包括二甲醚。如上所述的甲醇生产芳烃的方法，其中，所述第一产物中，所述二甲醚的质量分数为10-90％。如上所述的甲醇生产芳烃的方法，其中，所述第一反应中，反应温度为200-300℃，反应压力为0.1-3Mpa，反应空速为0.1-10/h。如上所述的甲醇生产芳烃的方法，其中，还包括，将所述分离处理得到的其余组分作为原料与所述甲醇进行所述第一反应。如上所述的甲醇生产芳烃的方法，其中，所述稀释剂为氮气和/或水蒸气。如上所述的甲醇生产芳烃的方法，其中，所述第二反应中，反应温度为400-550℃，反应压力为0.1-3Mpa，反应空速为0.1-10/h。如上所述的甲醇生产芳烃的方法，其中，所述稀释剂与所述第一反应的原料的质量比为(0.1-10)：1。如上所述的甲醇生产芳烃的方法，其中，所述其余组分与所述甲醇的质量比为(0.1-10)：1。如上所述的甲醇生产芳烃的方法，其中，所述第一反应在第一移动床反应器中进行，所述第二反应在第二移动床反应器中进行。如上所述的甲醇生产芳烃的方法，其中，所述催化剂为改性的ZSM-5分子筛催化剂。如上所述的甲醇生产芳烃的方法，其中，所述改性的ZSM-5分子筛催化剂中，改性元素的质量分数为0.5-20％。本专利技术的实施，至少包括以下优势：1、本专利技术的甲醇生产芳烃的方法，将反应分为醚化反应和芳构化反应，将甲醇先转化为甲醚，然后以甲醚为原料芳构化反应制备芳烃，这两段反应释放的热量均衡，不仅适于芳构化反应的正常进行，提高甲醇向芳烃的转化率，还会减少反应过程中的焦炭量，有利于维持催化剂的活性，延长催化剂的使用寿命；2、本专利技术的甲醇生产芳烃的方法实现了反应热量的可控，因此可以通过加大甲醇的反应量实现芳烃的制备效率最高化；3、本专利技术的甲醇生产芳烃的方法采用移动床反应器进行，不仅能够有效实现催化剂的连续再生，保证催化剂的活性最大化，而且能够减小催化剂的磨损程度，使得芳烃能够高效稳定的输出；4、本专利技术的甲醇生产芳烃的方法能够有效回收利用反应产物中的非芳烃组分，将其作为反应原料再次进行反应，不仅能够节约第一反应的升温消耗，还能够有效提高原料利用率，进一步提高芳烃的收率。附图说明图1为本专利技术甲醇生产芳烃的方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术甲醇生产芳烃的方法的流程图，请参考图1。本专利技术提供一种甲醇生产芳烃的方法，包括以下步骤：S101：甲醇在催化剂的存在下进行第一反应，生产第一产物；随后加入稀释剂进行第二反应，得到第二产物。其中，所述第一产物中包括二甲醚。在本专利技术中，第一反应为醚化反应，即以甲醇为原料，在催化剂的作用下生成二甲醚。该醚化反应避免了甲醇直接芳构化反应所必须释放的大量热量，因此有利于二甲醚的芳构化反应的正常进行，保证了二甲醚能够在正常温度下发生芳构化反应生成芳烃，有效提高了甲醇向芳烃的转化率，而且也避免了热量过高导致的催化剂焦炭含量过高的现象，从而进一步延长了催化剂的使用寿命。此外，由于本专利技术的分段进行对热量进行了分流控制，因此能够通过增加参与反应的甲醇的质量进一步增加芳烃的制备量，有效提高了该反应的制备效率。能够理解的是，第一反应生成的第一产物中不仅包括二甲醚，也包括未反应完全的甲醇以及甲醇裂解生成的水。为了能够促进第一反应的进行，使更多的甲醇向二甲醚转化，可以对第一反应的反应参数进行控制。经过专利技术人的研究，当第一产物中甲醇的质量分数为1-10％且二甲醚的质量分数为10-90％时，能够在保证热量可控的前提下有效提高芳烃的产率。具体地，可以通过控制第一反应的反应温度为200-300℃，反应压力为0.1-3Mpa，反应空速为0.1-10/h实现上述甲醇和二甲醚的含量。进一步地，本专利技术的催化剂为改性的ZSM-5分子筛催化剂。其中，改性元素可以为金属和/或非金属。具体地，若改性元素为金属元素，则改性元素选自Ga、Zn、Sn、Ni、Mn、Mg、Cr、Cu、Ag、Pd、Ir、Ru中的一种或多种；若改性元素为非金属元素，则改性元素选自P和/或B。改性方法可以将改性元素的盐溶液负载于ZSM-5分子筛上，然后通过干燥焙烧的方式，将盐溶液转变为改性元素的氧化物负载于ZSM-5分子筛上，从而完成了ZSM-5分子筛的改性。其中，为了增强催化剂的催化活性，改性元素占催化剂的质量分数为0.5-20％。为了保证催化剂的催化效果，催化剂的含碳量小于0.5wt％。当第一产物中二甲醚的质量分数为10-90％时，将第一产物与稀释剂混合，在催化剂的继续催化下进行第二反应，得到第二产物。其中，稀释剂为氮气和/或水蒸气。稀释剂主要用于控制第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲醇生产芳烃的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)甲醇在催化剂的存在下进行第一反应，生产第一产物；随后加入稀释剂进行第二反应，得到第二产物；/n2)对所述第二产物进行分离处理，得到所述芳烃；/n其中，所述第一产物中包括二甲醚。/n

【技术特征摘要】
1.一种甲醇生产芳烃的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)甲醇在催化剂的存在下进行第一反应，生产第一产物；随后加入稀释剂进行第二反应，得到第二产物；
2)对所述第二产物进行分离处理，得到所述芳烃；
其中，所述第一产物中包括二甲醚。


2.根据权利要求1所述的甲醇生产芳烃的方法，其特征在于，所述第一产物中，所述二甲醚的质量分数为10-90％。


3.根据权利要求2所述的甲醇生产芳烃的方法，其特征在于，所述第一反应中，反应温度为200-300℃，反应压力为0.1-3Mpa，反应空速为0.1-10/h。


4.根据权利要求3所述的甲醇生产芳烃的方法，其特征在于，还包括，将所述分离处理得到的其余组分作为原料与所述甲醇进行所述第一反应。


5.根据权利要求4所述的甲醇生产芳烃的方法，其特征在于，所述稀释剂为氮气和/或水蒸气。


6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯丽梅，徐亚荣，蒋斌波，
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