一种MTBE催化转化制备芳烃的方法技术

本发明专利技术提供了一种MTBE催化转化制备芳烃的方法。该制备芳烃的方法包括：在催化剂催化下，使包括氢气和MTBE的油气混合物发生芳构化反应，得到芳烃产物体系；催化剂包括ZSM

【技术实现步骤摘要】
一种MTBE催化转化制备芳烃的方法


[0001]本专利技术涉及芳烃的生产制备
，尤其涉及一种MTBE(甲基叔丁基醚)催化转化制备芳烃的方法。

技术介绍

[0002]作为化工行业的重要基本有机原料，芳烃在国民经济发展中起着举足轻重的作用。尤其是苯、甲苯、乙苯、二甲苯等苯系物(BTEX)，在国内市场的需求量更是存在很大的缺口。截至2019年苯的生产能力与消耗量将分别增加到66.59百万吨/年和50.99百万吨/年，而对二甲苯(PX)的生产能力与消耗量将在2020年分别增加至5.35百万吨/年和3.88百万吨/年。
[0003]目前芳烃主要来源于传统的石油路线，如石脑油蒸汽裂解。而有限的石油资源难以满足对苯、甲苯、乙苯、二甲苯等苯系物(BTEX)日益增加的需求量，国内芳烃供需矛盾依然突出。依靠对外进口的BTEX约占国内需求总量的一半，这种对外进口的强依赖性无不成为一个国家能源安全的重大挑战。
[0004]随着近年来国内炼油工业的蓬勃发展，炼厂副产的大量混合碳四随之而来，造成国内碳四资源大量累积。目前炼厂碳四资源的高效利用率不高，除一部分去作为燃料共居民使用外，最主要的方式是进醚化装置生产MTBE。然而，随着全世界对环境保护的重视程度越来越高以及汽油新标准国
Ⅵ
的出台，2020年国内已经禁止将MTBE作为调和组分添加到汽油中，因此造成大量的MTBE无处利用，同时也给碳四资源的处理及合理利用带来了极大的挑战。因此寻找MTBE的有效利用途径及缓解芳烃巨大需求的压力刻不容缓。
[0005]中国专利CN108017486B公开了含有含氧化合物原料转化制芳烃的方法。含有10％
‑
100％含氧化合物的原料经催化转化反应系统反应得到富含芳烃的反应产物；富含芳烃的反应产物经分离系统得到两股轻烃循环物料，两股轻烃循环物料的10％
‑
100％分别进入两段轻烃芳构化反应器，在0.1MPa
‑
0.5MPa及450℃
‑
630℃的条件下反应以提高产物芳烃收率。该方法工艺流程复杂，涉及的反应单元及催化剂种类较多，导致成本较高。
[0006]中国专利CN100548945C公开了一种甲醇转化制芳烃的生产工艺及催化剂制备方法。甲醇在装有La、Ga改性ZSM
‑
5分子筛催化剂的第一段反应器中反应生成以芳烃为主的混合烃类，后经冷却分离得到器、液两相产物，其中液相产物经抽提得到芳烃，气相产物进入第二段液化气芳构化反应器内进行反应后产物返回分离系统。该工艺由于利用副产物液化气进行芳构化，具有较高的芳烃收率。但此工艺中没有利用C
5+
非芳组分，而且在液化气芳构化单元由于液化气富含烷烃需要较高的反应温度，导致系统能耗较高。
[0007]中国专利CN103864561B公开了一种甲醇芳构化制取轻烃的工艺方法。甲醇经烃化反应后产物进入装有非芳裂解催化剂的反应器中进行反应，此产物经分离得到干气、C
3+
非芳和芳烃。其中C
3+
非芳返回甲醇烃化反应器中进行二次反应，芳烃总收率(甲醇质量基)为30％
‑
40％。该技术将甲醇转化、烯烃芳构化、非芳裂解和烷烃脱氢技术进行复合，降低了芳烃分离难度，但此过程中总的芳烃收率低。
[0008]以上专利技术虽然采用了工艺方面的改进，但甲醇烃化反应产物中烷烃较多，使得循环产物中芳烃的总体收率低，并且还有能耗高的问题，且均未提及MTBE后期有效利用的技术方法。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，本专利技术提供一种MTBE催化转化制备芳烃的方法，至少部分解决现有技术中存在的制备芳烃方法收率低、能耗高问题。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种MTBE催化转化制备芳烃的方法，该制备芳烃的方法包括：在催化剂作用下，使含有MTBE的油气混合物发生芳构化反应，得到芳烃产物体系；所述的催化剂包括ZSM
‑
5、MCM
‑
22和SAPO
‑
34中的一种或几种。
[0011]优选地，所述的催化剂为ZSM
‑
5，所述的ZSM
‑
5催化剂的硅铝摩尔比为20
‑
100:1。
[0012]在一些优选实施方案中，所述的ZSM
‑
5为改性ZSM
‑
5，所述的改性ZSM
‑
5中的改性元素包括Zn、Pt、P、Ga、Sn中的一种或几种。
[0013]所述的改性ZSM
‑
5为通过水热、碱处理、酸处理中的一种或几种处理方法进行改性，得到改性ZSM
‑
5。
[0014]所述的改性ZSM
‑
5中Zn的质量含量为0.2
‑
45％；Pt的质量含量为0.2
‑
45％；P的质量含量为0.2
‑
45％；Ga的质量含量为0.2
‑
45％。
[0015]进一步地，上述芳构化反应的反应温度为250
‑
650℃；反应压力为0.1
‑
3MPa。
[0016]在一些优选实施方案中，上述反应还需要在第一气体的作用下进行，所述的第一气体氢气和惰性气体中的一种或几种。
[0017]进一步地，上述制备芳烃的方法包括：步骤S1，将第一气体和MTBE混合，得到油气混合物；步骤S2，将油气混合物通入催化剂中，发生芳构化反应，得到芳烃产物体系，油气混合物的通入体积空速为50
‑
80h
‑1。
[0018]其中，所述的第一气体和MTBE的体积比为50
‑
1000:1；
[0019]上述步骤S2在加热条件下进行，所述的加热温度为250
‑
650℃。
[0020]在一些优选实施方案中，上述步骤S2中的油气混合物需要经过预热处理，所述的预热温度为120
‑
500℃。
[0021]进一步地，上述方法中所用反应器选自固定床反应器、列管反应器、流化床反应器中的一种。
[0022]优选地，上述方法还包括纯化步骤，所述的纯化步骤包括：步骤A1，对芳烃产物体系进行高压分离处理，得到干气和水油两相液体产物；步骤A2，去除水油两相液体产物上层的水，得到芳烃。
[0023]与现有技术相比的有益效果在于：
[0024]本专利技术的技术方案，利用MTBE作为碳源，在催化剂的催化下，生成芳烃。该方法的工艺流程简单，避免因为过多步骤造成耗能增加的问题。并且，上述方法较目前利用甲醇制备方法，有更高的收率和更好的BTEX选择性，同时达到了节能、高效的工业要求。同时，将目前市场上过剩的MTBE转化为工业中重要性更高的以苯系物为主的芳烃，不仅拓宽了芳构化反应原料来源，而且使MTBE得到了有效利用，进而获得了更高的经济效益。综上所述，本专利技术通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MTBE催化转化制备芳烃的方法，其特征在于：该制备芳烃的方法包括：在催化剂作用下，使含有MTBE的油气混合物发生芳构化反应，得到芳烃产物体系；所述的催化剂包括ZSM
‑
5、MCM
‑
22和SAPO
‑
34中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的催化剂为ZSM
‑
5，所述的ZSM
‑
5催化剂的硅铝摩尔比为20
‑
100:1。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的ZSM
‑
5为改性ZSM
‑
5，所述的改性ZSM
‑
5中的改性元素包括Zn、Pt、P、Ga、Sn中的一种或几种。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的改性ZSM
‑
5中Zn的质量含量为0.2
‑
45％；Pt的质量含量为0.2
‑
45％；P的质量含量为0.2
‑
45％；Ga的质量含量为0.2
‑
45％。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴永明，王金玉，刘宾，董斌，孙亚伟，李奕川，于英民，潘原，刘晨光，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：