轻芳烃与醇/醚化合物生产高辛烷值汽油调和组分的方法技术

一种轻芳烃与醇/醚类含氧化合物烷基化生产高辛烷值汽油调和组分的方法，该方法为原料轻芳烃从反应器顶部进入反应器，醇/醚类含氧化合物分成多路进入多段冷激式固定床反应器的各反应床层，与从反应器顶部进入的轻芳烃混合后在专用催化剂上发生反应，生成高辛烷值的富烷基芳烃汽油调和组分。本发明专利技术方法具有原料转化率高、催化剂稳定性好、汽油产品辛烷值高、流程简单、能耗低、操作方案灵活性强等特点，可有效促进轻芳烃与醇/醚类含氧化合物向高辛烷值汽油调和组分的高效转化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于清洁车用燃料生产
，具体地说，涉及一种轻芳烃与醇/醚类含氧化合物烷基化生产高辛烷值汽油调和组分的方法。
技术介绍
随着我国经济的快速发展，对于石油资源的需求量越来越大。目前我国石油需求对外依存度已超过55%，石油资源的短缺已成为制约我国经济与社会可持续发展的瓶颈。而未来几十年内，其下游产品中最短缺的是车用运输燃料，主要为汽油和柴油(当代石油石化，2009年第17卷第11期，我国炼油及石化工业可持续发展的对策思考)。针对我国富煤缺油的能源结构现状，发展以煤基、生物基含氧化合物生产高品质车用清洁燃料工艺路线，对于保障我国能源战略安全、实现石油资源的替代/部分替代具有重要的战略意义，随着环境问题的日益突出，尤其是汽车尾气污染的日益严重，近年来，各国均对成品油的质量标准提出了更高的要求，特别是对硫含量的限制指标不断升级。目前，我国成品汽油超过70%来自催化裂化汽油，其硫和烯烃含量高，尤其，成品汽油中超过95%的硫来自FCC汽油。为满足国IV及更高汽油标准要求，FCC汽油需加氢脱硫降低其硫含量，而该过程面临的最大问题是“辛烷值损失”。我国汽油生产面临的现状是低硫、高辛烷值的汽油调和组分紧缺。为此，北京地区率先执行的汽油国V标准中，硫含量从国IV“≯0.005wt%”调整为“≯0.001wt%”的同时，汽油标号也分别从“97、93、90”降为“95、92、89”。另一方面，近年来，我国煤基/生物基含氧化合物产业快速发展，以甲醇为例，作为最重要的碳一化工基础产品，甲醇工业迅猛发展，2012年我国甲醇产能达5866万吨，然而市场严重供大于求，产量仅2586万吨，开发以甲醇为代表的煤基/生物基含氧化合物利用新技术拓展其利用新途径，对于促进我国以甲醇为代表煤化工产业、以及生物化工产业的可持续发展显得尤为重要和迫切。此外，附着我国催化重整、煤焦化和芳构化过程的快速发展，目前我国石油苯和加氢苯产能已超过1200万吨/年，甲苯产能超过700万吨/年，由于化工市场的周期性波动及下游市场需求有限，苯、甲苯等轻芳烃进入需求旺盛且稳定的成品油市场是一种必然。利用轻芳烃与甲醇生产高辛烷值的高品质汽油调和组分鲜有报导，该过程不同于传统的甲苯甲醇烷基化制对二甲苯过程。甲苯甲醇烷基化制对二甲苯生产过程中，通过各种方法对催化剂酸性和孔结构进行调变，可使对二甲苯选择性达95%以上，但存在甲苯转化率低（通常低于25%）、甲醇利用率低、催化剂稳定性差等关键难题；尤其，该过程催化剂活性和选择性间存在“逆向效应”：选择性提高的同时伴随着原料转化率明显下降，且随反应时间延长，活性衰减很快。迄今为止，该过程在保持高对位选择性的同时保持高活性和高稳定性的难题仍未得到有效解决。本专利技术提供了一种轻芳烃与醇/醚类含氧化合物转化生产高辛烷值汽油调和组分的方法，具有原料转化率高、催化剂稳定性好、汽油产品辛烷值高、流程简单、能耗低、操作方案灵活性强的特点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种轻芳烃与醇/醚类含氧化合物烷基化生产高辛烷值汽油调和组分的方法，该方法具有原料转化率高、催化剂稳定性好、汽油产品辛烷值高、流程简单、能耗低、操作方案灵活性强等特点。本专利技术提供了一种轻芳烃与醇/醚类含氧化合物烷基化生产高辛烷值汽油调和组分的方法，原料轻芳烃从反应器顶部进入反应器，原料醇/醚类含氧化合物分成多路进入多级冷激式固定床催化反应器的各反应床层，与从反应器顶部进入的原料轻芳烃混合后在烷基化催化剂上发生烷基化反应，生成高辛烷值的富烷基芳烃汽油调和组分。本专利技术提供的轻芳烃与醇/醚类含氧化合物烷基化生产高辛烷值汽油调和组分的方法，所述原料醇/醚类含氧化合物为甲醇、二甲醚、乙醇、甘油、丁醇、异丁醇含氧化合物中之一种或多种的混合物；所述原料轻芳烃为石油苯、石油甲苯、焦化加氢苯、轻馏份油中之一种或多种的混合物。其中原料轻芳烃为石油苯或焦化加氢苯时，满足其对应的国家标准要求的合格品标准；原料轻芳烃为轻馏份油时，其苯和/或甲苯含量>5%，硫含量<20ppm，双烯及炔烃总含量<20ppm。本专利技术提供的轻芳烃与醇/醚类含氧化合物烷基化生产高辛烷值汽油调和组分的方法，所述的多级冷激式固定床催化反应器，其床层级数为2～6级；所述反应器中装填的烷基化催化剂为中国科学院大连化学物理研究所生产的DL0812或DL0802G专用催化剂；所述烷基化过程反应条件为：温度为280～450℃，压力0.2～4.0MPa，进料空速为0.1～3.0h-1，轻芳烃与醇/醚含氧化合物进料摩尔比为1:3～3:1，每个反应床层温升5～50℃。本专利技术提供的轻芳烃与醇/醚类含氧化合物烷基化生产高辛烷值汽油调和组分的方法，所述方法将反应产物中的水分离出系统后，液体烃类产物经粗分塔和轻芳塔分离出轻芳烃和烃化液，其中，分离出的轻芳烃循环回烷基化反应器，烃化液经分馏得到高辛烷值汽油调和组分及少量轻柴油组分；气相产物经分离得到干气和液化气组分，干气进入管网或作为加热炉原料，液化气组分作为产品进入罐区。本专利技术提供的轻芳烃与醇/醚类含氧化合物烷基化生产高辛烷值汽油调和组分的方法，具有原料转化率高、催化剂稳定性好、汽油产品辛烷值高、流程简单、能耗低、操作方案灵活性强等特点，可有效促进轻芳烃与醇/醚类含氧化合物向高辛烷值汽油调和组分的高效转化。具体实施方式以下实施例将对本专利技术予以进一步的说明，但并不因此而限制本专利技术。实施例1采用本专利技术提供的方法，以苯和甲醇为原料，反应条件如下：各段反应床层入口温度360℃，压力0.5MPa，苯醇摩尔比0.5，进料空速2.0h-1。原料苯从反应器顶部进入反应器，甲醇原料平均分为4路进入烷基化反应器各床层入口，与苯在DL0812专用催化剂上发生反应。甲醇转化率100%，液体产物收率>99.8%(以原料中烃基计)。产物经分离，苯循环回烷基化反应器，烃化液经分馏得到高辛烷值汽油(>98%)和<2%的轻柴油组分，汽油产品中高辛烷值的芳烃组分含量>91%，辛烷值较低的正构烷烃含量不足1%，其余为异构烷烃、正构烷烃及少量的环烷烃组分，是优质清洁的高辛烷值汽油调和组分。实施例2采用本专利技术提供的方法，以焦化加氢苯(纯度>99.9%)和二甲醚为原料，反应条件如下：各段反应床层入口温度320℃，压力0.5MPa，苯醇摩尔比1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻芳烃与醇/醚类含氧化合物烷基化生产高辛烷值汽油调和组分的方法，其特征在于：原料轻芳烃从反应器顶部进入反应器，原料醇/醚类含氧化合物分成多路进入多级冷激式固定床催化反应器的各反应床层，与从反应器顶部进入的原料轻芳烃混合后在烷基化催化剂上发生反应，生成高辛烷值的富烷基芳烃汽油调和组分。

【技术特征摘要】
1.一种轻芳烃与醇/醚类含氧化合物烷基化生产高辛烷值汽油调和组分
的方法，其特征在于：原料轻芳烃从反应器顶部进入反应器，原料醇/醚类
含氧化合物分成多路进入多级冷激式固定床催化反应器的各反应床层，与
从反应器顶部进入的原料轻芳烃混合后在烷基化催化剂上发生反应，生成
高辛烷值的富烷基芳烃汽油调和组分。
2.按照权利要求1所述的轻芳烃与醇/醚类含氧化合物烷基化生产高辛
烷值汽油调和组分的方法，其特征在于：所述原料醇/醚类含氧化合物为甲
醇、二甲醚、乙醇、甘油、丁醇、异丁醇含氧化合物中之一种或多种的混
合物。
3.按照权利要求1所述的轻芳烃与醇/醚类含氧化合物烷基化生产高辛
烷值汽油调和组分的方法，其特征在于：所述原料轻芳烃为石油苯、石油
甲苯、焦化加氢苯、轻馏份油中之一种或多种的混合物。
4.按照权利要求3所述的轻芳烃与醇/醚类含氧化合物烷基化生产高辛
烷值汽油调和组分的方法，其特征在于：所述轻馏份油中，苯和/或甲苯含
量>5%，硫含量<20ppm，双烯及炔烃总含量<20ppm。
5.按照权利要求1所述的轻芳烃与醇/醚类含氧化合物烷基化生产高辛...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱向学，王玉忠，李秀杰，谢素娟，安杰，陈福存，刘盛林，徐龙伢，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21