本发明专利技术公开了属于化工领域的一种醇醚转化制备高辛烷值燃料的催化剂及方法。本发明专利技术利用金属、分子筛和结构增强剂的复合体作为反应催化剂，以含醇醚的气体为原料，在反应器中催化合成高辛烷值燃料，催化剂在催化剂再生反应器中再生，催化反应过程中产生的氢气和C1-C2烃及催化剂再生过程中产生的CO经过处理回收利用。本发明专利技术的方法，可处理任意比例的醇醚原料，具有随时调节反应器内的催化剂的活性，保证催化剂的长周期使用的优点，以及达到高收率生成高辛烷值燃料，减少低值甲烷气生成，再生烟气高值化利用，以及减少CO2与NOx排放的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化工领域，具体涉及一种醇醚催化转化制备高辛烷值燃料的催化剂及 方法。
技术介绍
汽车燃料(汽油或含醇汽油)是最重要的交通燃料之一。在传统的化工路线中， 汽油主要通过石油的炼制而得，为了交通行驶过程中的安全性，常要求汽油商品的辛烷值 高于90。随着近年来大城市交通与环境管理标准越来越严格，汽油商品的辛烷值要求越来 越高，逐渐达到95或97。目前利用石油催化裂化直接而得的燃料产品，辛烷值只能维持在90左右，需要填 加别的化合物才能够达到93或97，从而增加了成本。同时，由于炼油是吸热反应，需要催化 剂烧碳再生反应将高温的催化剂即使返回为炼油反应供热。这样导致该类催化剂的再生技 术中通入的氧总量大，且需要高强度烧碳。这样导致烧碳所产生的气体CO含量极低，而CO2 没有利用价值。更为严重的是，CO含量低的情况下，燃料中与空气中的氮被氧化生成NO排 至大气中。由于炼油工业是世界上最大的化工产业，所以这也使得其成为很大的CO2排放 及NO排放行业，不利于温室气体减排，及降低单位⑶P上的(X)2排放量。使用甲醇为原料制备燃料时，由于甲醇不含硫与氮，所以生成的燃料也具胡低硫 低氮，即过程NO相对较低的优点。如利用甲醇在分子筛催化剂作用下，可以直接高效得到 液态产品，含30-39%芳烃，其辛烷值可达93。但该路线中副产大量干气(甲烷，乙烷)，且 其气态产物的平均分子量在左右。这导致基于甲醇碳基的收率不足，且整个过程的经 济性由于干气的低价值而受到影响。另外有可将甲醇在金属-分子筛催化剂上转化生成液 态产品全为芳烃的技术，其液态产品的辛烷值可达110。但是甲醇全部生成芳烃的过程对于 催化剂的酸性要求过高，而在有水(由甲醇分解生成)存在的转化过程中，催化剂的酸性不 易保持。而频繁更换催化剂将显著降低过程的经济性。同时目前的甲醇催化转化技术中，无论是使用纯分子筛，还是金属/分子筛复合 型催化剂，催化剂均要失活，而目前技术均在较高温度与较高氧气含量下进行催化剂的烧 炭再生，一方面高温不利于催化剂活性的保持，另一方面，高温生成的再生烟气多以(X)2为 主要成份，没有利用价值。同时高温再生过程中，CO少导致过程的NO含量增加与CO2排放 增加，是一种不利于环境保护的生产技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种醇醚催化转化制备高辛烷值燃料的催化剂。本专利技术的目的还在于提供一种醇醚催化转化制备高辛烷值燃料的方法。一种醇醚催化转化制备高辛烷值燃料的催化剂，其特征在于，该催化剂为金属、分 子筛和结构增强剂的复合体；催化剂中的金属为锌、银、钼、铜、镍、铈、镧、总负载量为分子筛总质量的0. 05% _5%，分子筛占催化剂整体质量的30% -70% ；增强剂 为铝溶胶、硅溶胶、高岭土、拟薄水铝石中的一种或两种及两种以上的复合。一种醇醚进行催化转化合成高辛烷值燃料的方法.其特征在于，包括如下步骤(1)将制备催化剂用金属对应的可溶性金属盐通过浸渍的方法，吸入分子筛内部， 经过快速过滤，使90-95%的金属分布于分子筛内部，经过300-700°C焙烧后，固定金属与 分子筛的相对位置，得到金属-分子筛复合结构，然后将金属-分子筛复合结构与结构增强 剂成型制成催化剂，将催化剂装入反应器中；(2)用甲烷气或液化气燃烧，生成高温烟道气直接通入反应器，或通入反应器的换 热管中，控制反应器的温度为250-300°C，然后通入含醇醚的气体进行反应，反应放热，催化 剂床层自行升温至400-50(TC，控制反应器温度稳定；(3)向反应器中持续通入含醇醚的气体，通过催化剂处理含醇醚的气体原料，在 400-50(TC温度和0. 1-2. OMI^a压力下生成高辛烷值液态烃燃料和气态产物；催化剂积炭失 活后，向催化剂再生反应器中通入纯氧或空气，350-500°C温度下，经气氛置换进行原位再 生或将催化剂移至催化剂再生反应器内进行再生，然后再返回反应器；通过催化剂再生反 应器控制再生温度及再生后气体组成，将催化剂再生过程中产生的烟道气体中的CO经过 变压吸附，返回反应器继续反应；将气态产物中的氢气和C1-C2烷烃分离，氢气返回反应器 继续反应，C1-C2烷烃用作反应器启动的燃料或通往制备合成气的装置；(4)重复步骤(3)的过程，连续制备得到高辛烷值燃料。所述反应器为固床定反应器、移动床反应器或流化床反应器；所述催化剂再生反 应器为移动床催化剂再生反应器或流化床催化剂再生反应器；当反应器为固床定反应器 时，使用颗粒粒径为3-8mm的催化剂，催化剂进行原位再生；当主反应器为移动床反应器 时，使用颗粒粒径为3-8mm的催化剂，催化剂再生时移至移动床催化剂再生反应器中进行； 当主反应器为流化床反应器时，使用颗粒粒径为0. 05-0. 5mm的催化剂，催化剂再生时移至 流化床催化剂再生反应器中进行。所述含醇醚的气体为甲醇、二甲醚、甲醇与二甲醚任意比例的混合物或者醇醚与 水、C1-C7的烃类、CO、CO2, H2的混合物，水、C1-C7的烃类、CO、CO2, H2可单独与醇醚混合，也 可两种及两种以上组分与醇醚混合，这些组分与醇醚的混合不超过混合物总质量的50 %。所述控制反应器温度稳定的方法为换热介质为压强1. 3-2. OMPa的低温饱和水 和低温原料；单独使用低温饱和水时，将低温饱和水通入反应器的换热管中，通过部分水汽 化吸热并过热的方式，来保证反应器的温度稳定；单独使用低温原料时，将低温原料直接通 入反应器，通过低温原料的汽化与升温吸热，来保证反应器的温度稳定；也可以将上述两种 方式结合同时进行低温饱和水的间接换热与低温原料的直接换换热来控制反应器的温度。所述催化剂再生反应器控制再生温度及再生后气体组成的方法为通纯氧时，生 成不含NO的烟道气，当温度高于要求值后，即减少纯氧的通入量；通空气时，当再生后气体 组成中NO含量高于50mg/kg或CO与C02的体积比小于8时，则降低空气的通入量，同时也 使再生器中的温度不升高。所述催化剂处理含醇醚的气体原料的重量空速为0. 3-30g/gcat/h ；生成高辛烷 值液态烃燃料的单程收率为有机原料总碳基的60-70%，辛烷值为100-110 ；生成气态产物 的平均分子量在8-20。本专利技术的有益效果1、本专利技术的催化剂的金属含量低于甲醇直接制备全芳烃的催 化剂，故催化剂的成本低于后者的成本；催化剂的处理方法没有甲醇在纯分子筛催化剂转 化为油品的方法苛刻，能够更长周期地得到更高辛烷值的产品；催化剂在得到高辛烷值燃 料的同时，大幅度降低了气相中甲烷的含量，增加了过程总体的经济性。2、本专利技术的再生方 法温和，纯氧再生时生成的烟气中CO含量高于95%，可以直接与本过程副产的氢气同时循 环利用，增产甲醇或二甲醚。即使利用空气再生，也使得烧碳中的CO与C02的体积比高于8， 使得过程的经济性好于以前的高温再生技术。3、本专利技术的再生温度温和，生成CO含量高， 导致即使用空气再生，NO含量也远低于以前的技术。同时生产的C02极少，是新一代的清洁 环保的高辛烷值燃料生产技术。4、醇醚燃料来源纯净，不像石油那样组成复杂，硫含量与氮 含量大幅度降低，所生成的燃料，品质高，利于更高燃放要求的燃料标准，利于大城市使用。具体实施例方式下面以具体本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种醇醚催化转化制备高辛烷值燃料的催化剂，其特征在于，该催化剂为金属、分子筛和结构增强剂的复合体；催化剂中的金属为锌、银、钼、铜、镍、铈、镧、锰、铬、铂、铁、钌、钨、钒中的一种或两种及两种以上的复合；分子筛为ＺＳＭ－５、ＺＳＭ－１１或两者的组合；金属的总负载量为分子筛总质量的０．０５％－５％，分子筛占催化剂整体质量的３０％－７０％；增强剂为铝溶胶、硅溶胶、高岭土、拟薄水铝石中的一种或两种及两种以上的复合。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：骞伟中，魏飞，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11
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