一种生产醚基汽油的方法技术

一种生产醚基汽油的方法，其特征在于，以合成气为原料，在甲醇合成和甲醇脱水的双功能催化剂作用下直接反应生成DME，合成气包括H2、CO、CO2。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，以合成气为原料，在甲醇合成和甲醇脱水的双功能催化剂作用下直接反应生成DME，合成气包括H2、CO、CO2。合成气可来源于工业废气。本专利技术方法能够拓宽原料来源，使资源循环利用。该方法制备的醚基汽油辛烷值高、能耗低、成本低且节能环保。【专利说明】
本专利技术涉及醚基汽油的制备方法，特别是涉及。
技术介绍
醚基汽油是醚基(汽油)燃料的简称，是利用天然气、煤炭、焦炉气、生物质楂杆、沼气、瓦斯气、城市垃圾、工业废气等为原料生产的世界公认的“21世纪超洁净替代能源”二甲醚，经与低碳混合醇等多种化工原料合成的一种新型车用、工业用及民用液体燃料。具有辛烷值高，蒸汽压低，无苯、无硫、无烯烃、无芳烃、无铅、无铁、无锰、实际胶质低、诱导期长的优点，价格比汽油便宜30%以上，既可以单独使用，又可任意比例与汽油混溶掺烧。既有甲醇、乙醇汽油的高辛烷值、清洁等特点，又解决甲醇和乙醇汽油的高油耗、动力不足等缺点，对汽车动力和部件有益无害，是未来应用前景非常广阔的替代新能源。实验调查显示，以30%醚基混合物与车用汽油，20%醚基混合物与乙醇汽油混溶掺烧，除动力明显提高外，还可降低油耗5-20%，解决了甲醇汽油(容易分层)保质期短，替代比低，乙醇汽油动力不足，汽油燃烧排放污染环境，高清汽油含MTBE污染水源的五大世界性科技难题，醚基汽油各项指标均优于欧IV、欧V及日本、美国汽油标准，超越了世界 未来汽油高辛烷值、低蒸汽压、低苯、低硫、低芳烃、低烯烃、无铅的目标。随着全球经济的持续增长，各国对能源的需求不断增加，包括石油在内的能源资源日趋紧张，能源危机、积极开发可替代能源，成为全球发展面对的共同课题。在这样的背景下，尽快开发新型可替代能源，成为摆在我们面前的一项艰巨任务。二甲醚(简称DME)是一种最简单的脂肪醚，用途广泛。二甲醚有高的十六烷值，作为柴油替代燃料，具有良好的燃烧性质，其排放物比美国加州超低排放标准要低。二甲醚物性与液化石油气相似，可代替液化石油气(LPG)作为民用洁净燃料。醚基汽油的生产具有原料市场供应充足，成本低廉、便于扩大生产等优点。其生产成本目前为1700~2000元/吨，仅是汽油、乙醇汽油成本的三分之一，因此具有广阔的推广应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述存在的缺陷而提供。本专利技术方法能够拓宽原料来源，使资源循环利用。该方法制备的醚基汽油辛烷值高、能耗低、成本低且节能环保。本专利技术的技术方案为，以合成气为原料，在甲醇合成和甲醇脱水的双功能催化剂作用下直接反应生成DME，合成气包括H2、C0、C02。合成气可来源于工业废气。反应生成DME的反应在固定床管式反应器中进行。甲醇合成和甲醇脱水的双功能催化剂为Cu0-Zn0-Al203/HZSM_5系列催化剂。H2, CO、CO2按一定体积比进入反应器，固体颗粒催化剂Cu0-Zn0-Al203/HZSM-5系列催化剂置于管中，管间为水，两端填充1.0 mm的瓷环，压力5-8 Mpa，温度210-280 e。进入反应器的所有气体都经5A分子筛脱水、402脱氧剂脱氧。合成气按体积比H2: CO = 1:1-8, COiCO2= 2:1-6。优选为，合成气按体积比H2:CO = 2:9, COiCO2= 1:3。具体步骤为:合成气按体积比H2:C0 = 2:9, COiCO2= 1:3进入固定床管式反应器，固体颗粒催化剂Cu0-Zn0-Al203/HZSM-5系列催化剂装量1.0 g置于管中，管间为水，两端填充1.0 _的瓷环，压力8Mpa，温度210°C，进入反应器的所有气体都先经5A分子筛脱水、402脱氧剂脱氧。本专利技术的有益效果为:本专利技术的方法达到了资源的合理利用，有效利用了工业废气，解决了耗能高、转化率低的问题，同时，在节约生产成本的基础上，提高了催化剂的种类、活性、寿命、CO的转化率和二甲醚收率。该方法制备的醚基汽油辛烷值高、能耗低、成本低且节能环保。【具体实施方式】: 为了更好地理解本专利技术，下面用具体实例来详细说明本专利技术的技术方案，但是本专利技术并不局限于此。实施例1 反应在固定床管式反应器中进行。合成气按一定体积比H2 = CO = 2:9，CO:CO2=1: 3进入反应器，固体颗粒催化剂Cu0-Zn0-Al203/HZSM-5系列催化剂装量1.0 g置于管中，管间为水，两端填充1.0 _的 瓷环，压力8Mpa，温度210°C，进入反应器的所有气体都先经5A分子筛脱水、402脱氧剂脱氧。结果显示，CO的转化率达到86.81%，二甲醚收率达到73.87%，产物中辛烷值高的芳烃和异构烷烃组分的含量均大于87%。以此制备的醚基汽油能耗与汽油相当，与汽油混溶掺烧，能耗率降低8%以上。可使汽车污染排放物C0、CH化合物以及NOx降低50% -80%,致癌症物苯排放系数几乎为O。同时还可有效清除燃烧系统积碳，延长发动机的使用寿命。其生产成本仅是汽油、乙醇汽油成本的三分之一。实施例2 反应在固定床管式反应器中进行。合成气按一定体积比H2:C0 = 2:7, COiCO2= 2:1进入反应器，固体颗粒催化剂Cu0-Zn0-Al203/HZSM-5系列催化剂装量l.0g置于管中，管间为水，两端填充1.0 mm的瓷环，压力7 Mpa，温度270°C，进入反应器的所有气体都先经5A分子筛脱水、402脱氧剂脱氧。结果显示，CO的转化率达到92.14%，二甲醚收率达到82.47%，产物中辛烷值较低的直链烷烃所占比例较低，异构烷烃占饱和烃的90%以上，产物中高辛烷值组分的芳烃和异构烷烃总含量在85%以上。以此制备的醚基汽油使发动机功率提高16%，热效率也提高2%~3%，基本实现了无烟运行，即无可见微粒排放。实施例3 反应在固定床管式反应器中进行。合成气按一定体积比H2:C0 = 1:7, COiCO2= 2:5进入反应器，固体颗粒催化剂Cu0-Zn0-Al203/HZSM-5系列催化剂装量1.0 g置于管中，管间为水，两端填充1.0 _的瓷环，压力6 Mpa，温度250°C，进入反应器的所有气体都先经5A分子筛脱水、402脱氧剂脱氧。结果显示，CO的转化率达到90.87%，二甲醚收率达到约80%，高辛烷值的芳烃和异构烷烃总含量大于82%，其中芳烃含量在38%~42%，异构烷烃含量40%~45%，低辛烷值的正构烷烃含量小于3%。以此制备的醚基汽油燃烧尾气中NOx是燃用柴油的60%，CH化合物的排放量下降40%左右，气缸中最高压力下降7MPa~9MPa，气缸中压力升高率也相应降低，从而使工作时噪音下降。醚基汽油的生产具有原料市场供应充足，成本低廉、便于扩大生产等优点。其生产成本目前为1700-2000/吨。实施例4 反应在固定床管式反应器中进行。合成气按一定体积比H2:C0 = 3:4, COiCO2= 2:5进入反应器，固体颗粒催化剂Cu0-Zn0-Al203/HZSM-5系列催化剂装量1.0 g置于管中，管间为水，两端填充1.0 _的瓷环，压力6 Mpa，温度260°C，进入反应器的所有气体都先经5A分子筛脱水、402脱氧剂脱氧。 结果显示，CO的转化率达到89.98%，二甲醚收率达到85.37%，高辛烷值的芳烃和异构烷烃组分含量达80本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产醚基汽油的方法，其特征在于，以合成气为原料，在甲醇合成和甲醇脱水的双功能催化剂作用下直接反应生成DME，合成气包括H2、CO、CO2。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：车春玲，
申请(专利权)人：济南开发区星火科学技术研究院，
类型：发明
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