甲醇和/或二甲醚转化制芳烃联产乙烯、丙烯的系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及一种甲醇和/或二甲醚转化制芳烃联产乙烯、丙烯的系统及其方法，主要解决现有技术中工艺路线复杂，乙烯、丙烯和芳烃收率低的问题。本发明专利技术通过包括芳构化反应器（1）、急冷塔（2）、分离塔（3）、分离单元（4）的系统，芳构化反应器（1）生成的产物依次进入急冷塔（2）和分离塔（3），分离塔（3）得到的气态产物经压缩机（5）进入分离单元（4），分离塔（3）和分离单元（4）得到的部分C5和C6非芳（24）、乙烷（17）、丙烷（18）、C4和C5和C6非芳（19）作为循环物料返回芳构化反应器（1）的技术方案，较好地解决了该问题，可用于乙烯、丙烯和芳烃的工业生产中。

【技术实现步骤摘要】
甲醇和/或二甲醚转化制芳烃联产乙烯、丙烯的系统及其方法
本专利技术涉及一种甲醇和/或二甲醚转化制芳烃联产乙烯、丙烯的系统及其方法。
技术介绍
乙烯、丙烯和芳烃（尤其是三苯，苯Benzene、甲苯Toluene、二甲苯Xylene，即BTX）是重要的基本有机合成原料。受下游衍生物需求的驱动，乙烯、丙烯和芳烃的市场需求持续增长。以液体烃（如石脑油、柴油、二次加工油）为原料的蒸汽裂解工艺是乙烯、丙烯和芳烃的主要生产工艺。该工艺属于石油路线生产技术，近年来，由于石油资源有限的供应量及较高的价格，原料成本不断增加。受之因素，替代原料制备乙烯、丙烯和芳烃技术引起越来越广泛地关注。其中，对于煤基甲醇、二甲醚原料，由于我国煤炭资源丰富，正逐渐成为一种重要的化工生产原料，成为石油原料的重要补充。因此，考虑以甲醇和/或二甲醚为原料制备乙烯、丙烯和芳烃。在各种现有的甲醇、二甲醚催化转化技术中，甲醇/二甲醚转化制芳烃的产物同时包括乙烯、丙烯和芳烃。该技术最初见于1977年Mobil公司的Chang等人（JournalofCatalysis，1977，47，249）报道了在ZSM-5分子筛催化剂上甲醇及其含氧化合物转化制备芳烃等碳氢化合物的方法。1985年，Mobil公司在其申请的美国专利US1590321中，首次公布了甲醇、二甲醚转化制芳烃的研究结果，该研究采用含磷为2.7重量%的ZSM-5分子筛为催化剂，反应温度为400~450℃，甲醇、二甲醚空速1.3(克/小时)/克催化剂。该领域的相关报道和专利较多，但是大多数技术的目的产物是芳烃，乙烯、丙烯属于副产物，收率低。比如，关于甲醇制芳烃催化剂方面的专利：中国专利CN102372535、CN102371176、CN102371177、CN102372550、CN102372536、CN102371178、CN102416342、CN101550051，美国专利US4615995、US2002/0099249A1等。比如，关于甲醇制芳烃工艺方面的专利：美国专利US4686312，中国专利ZL101244969、ZL1880288、CN101602646、CN101823929、CN101671226、CN102199069、CN102199446、CN1880288等。另外，有些专利公开的技术路线是甲醇制芳烃的同时联产低碳烯烃、汽油等其他产物，如专利CN102775261、CN102146010、CN102531821、CN102190546、CN102372537等。其中，专利CN102775261公开的多功能甲醇加工方法及装置利用甲醇生产低碳烯烃、汽油、芳烃。该方法采用两步法生产工艺，第一步甲醇原料在专用催化剂1作用下生产低碳烯烃，第二步将含低碳烯烃的反应气经换热、急冷、洗涤处理后，在专用催化剂2的作用下合成芳烃和或汽油。两个反应过程的反应器可为固定床或流化床。该方法采用两步法，工艺流程复杂。专利CN102146010公开的是以甲醇为原料生产低碳烯烃及芳烃并联产汽油的工艺。以甲醇为原料并采用分子筛催化剂经甲醇烃化反应和芳构化反应生产低碳烯烃及芳烃并联产汽油。甲醇烃化反应和芳构化反应的反应器为各种类型的固定床反应器，压力0.01~0.5兆帕，温度180~600℃。总液收大于70重量%，三苯收率大于90重量%。该方法也采用两个反应器，工艺流程复杂。专利CN102531821公开的是甲醇和石脑油共进料生产低碳烯烃和/或芳烃的方法，采用负载2.2~6.0重量%La和1.0~2.8重量%P的ZSM-5催化剂，可采用固定床反应器或流化床反应器。反应温度为550~670℃，空速1.0~5(克/小时)/克催化剂。该方法的三烯收率较高，但BTX收率低，只有5~17重量%。专利CN102372537和CN102190546公开了甲醇转化制丙烯和芳烃的方法。这两项专利是在甲醇转化制丙烯技术的基础上发展而来，丙烯是主目的产物，芳烃收率较低。上述专利技术中或者工艺流程复杂，有两个反应器；或者乙烯、丙烯收率低；或者芳烃收率低。本专利技术针对性地提出了技术方案，解决了上述问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是现有工艺的工艺路线复杂，乙烯、丙烯和芳烃收率低的技术问题，提供一种甲醇和/或二甲醚转化制芳烃联产乙烯、丙烯的系统。该系统具有工艺流程简单，乙烯、丙烯和芳烃收率高的优点。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的方法。为解决上述问题之一，本专利技术采用的技术方案如下：一种甲醇和/二甲醚转化制芳烃联产乙烯、丙烯的系统，包括芳构化反应器1、急冷塔2、分离塔3、分离单元4，芳构化反应器1生成的产物依次进入急冷塔2和分离塔3，分离塔3得到的气态产物经压缩机5进入分离单元4，分离塔3和分离单元4得到的部分C5和C6非芳24、乙烷17、丙烷18、C4和C5和C6非芳19作为循环物料返回芳构化反应器1。上述系统中，甲醇和/或二甲醚以及循环物料在芳构化反应器1中转化为乙烯、丙烯和芳烃为主的产物；芳构化反应器1生成的产物在急冷塔2中冷却；急冷塔2出来的产物在分离塔3中分离为水、气态烃、C5和C6非芳、混合芳烃；气态烃在分离单元4中分离为氢气、甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、C4和C5和C6非芳。上述系统中，芳构化反应器1，用于将甲醇和/或二甲醚以及循环物料转化为乙烯、丙烯和芳烃为主的产物；急冷塔2，冷却芳构化反应器1生成的产物；分离塔3，将急冷塔2出来的产物分离为水、气态烃、C5和C6非芳、混合芳烃；分离单元4，将产物分离为氢气、甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、C4和C5和C6非芳。为解决上述问题之二，本专利技术采用的技术方案如下：一种甲醇和/二甲醚转化制芳烃联产乙烯、丙烯的方法，采用上述的系统，所述的方法包括以下几个步骤：a）甲醇和/或二甲醚以及循环物料在芳构化反应器1中和催化剂接触反应，生成以乙烯、丙烯和芳烃为主的产物；b）芳构化反应器1得到的产物进入急冷塔2冷却；c）经急冷塔2冷却后进入分离塔3，塔顶分离出气态烃，塔中部分离出C5和C6非芳23，塔底分离出产物进入油水分离器6，分离为混合芳烃8和水9，混合芳烃8作为产品输出系统；d）气态烃经压缩机5加压后，进入分离单元4；e）分离单元4将产物分离为氢气10、甲烷11、乙烯12、乙烷14、丙烯13、丙烷15、C4和C5和C6非芳16，其中氢气10、甲烷11、乙烯12、丙烯13作为产品输出系统；f）部分乙烷17、丙烷18、C4和C5和C6非芳19以及分离塔3得到的C5和C6非芳24作为循环物料返回芳构化反应器1，剩余乙烷20、丙烷21、C4和C5和C6非芳22以及分离塔3得到的C5和C6非芳25或全部乙烷14、丙烷15、C4和C5和C6非芳16以及分离塔3得到的C5和C6非芳23作为产品输出系统。上述技术方案中，芳构化反应器1采用固定床反应器、移动床反应器、流化床反应器或带再生器的循环流化床反应器，优选流化床反应器或带再生器的循环流化床反应器。上述技术方案中，芳构化反应器1的反应温度为400~550℃，以表压计反应压力为0~0.5兆帕，重量空速为0.1~15(克/小时)/克催化剂，优选反应温度为440~500℃，以表压计反应压力为0.1~0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甲醇和/或二甲醚转化制芳烃联产乙烯、丙烯的系统，包括芳构化反应器（1）、急冷塔（2）、分离塔（3）、分离单元（4），芳构化反应器（1）生成的产物依次进入急冷塔（2）和分离塔（3），分离塔（3）得到的气态产物经压缩机（5）进入分离单元（4），分离塔（3）和分离单元（4）得到的部分C5和C6非芳（24）、乙烷（17）、丙烷（18）、C4和C5和C6非芳（19）作为循环物料返回芳构化反应器（1）。

【技术特征摘要】
1.一种甲醇和/或二甲醚转化制芳烃联产乙烯、丙烯的方法，采用甲醇和/或二甲醚转化制芳烃联产乙烯、丙烯的系统，所述的方法包括以下几个步骤：a)甲醇和/或二甲醚以及循环物料在芳构化反应器(1)中和催化剂接触反应，生成以乙烯、丙烯和芳烃为主的产物；b)芳构化反应器(1)得到的产物进入急冷塔(2)冷却；c)经急冷塔(2)冷却后进入分离塔(3)，塔顶分离出气态烃，塔中部分离出C5和C6非芳(23)，塔底分离出产物进入油水分离器(6)，分离为混合芳烃(8)和水(9)，混合芳烃(8)作为产品输出系统；d)气态烃经压缩机(5)加压后，进入分离单元(4)；e)分离单元(4)将产物分离为氢气(10)、甲烷(11)、乙烯(12)、乙烷(14)、丙烯(13)、丙烷(15)、C4和C5和C6非芳(16)，其中氢气(10)、甲烷(11)、乙烯(12)、丙烯(13)作为产品输出系统；f)部分乙烷(17)、丙烷(18)、C4和C5和C6非芳(19)以及分离塔(3)得到的C5和C6非芳(24)作为循环物料返回芳构化反应器(1)，剩余乙烷(20)、丙烷(21)、C4和C5和C6非芳(22)以及分离塔(3)得到的C5和C6非芳(25)或全部乙烷(14)、丙烷(15)、C4和C5和C6非芳(16)以及分离塔(3)得到的C5和C6非芳(23)作为产品输出系统；其中，所述系统包括芳构化反应器(1)、急冷塔(2)、分离塔(3)、分离单元(4)，芳构化反应器(1)生成的产物依次进入急冷塔(2)和分离塔(3)，分离塔(3)得到的气态产物经压缩机(5)进入分离单元(4)，分离塔(3)和分离单元(4)得到的部分C5和C6非芳(24)、乙烷(17)、丙烷(18)、C4和C5和C6非芳(19)作为循环物料返回芳构化反应器(1)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统包括：甲醇和/或二甲醚以及循环物料在芳构化反应器(1)中转化为乙烯、丙烯和芳烃为主的产物；芳构化反应器(1)生成的产物在急冷塔(2)中冷却；急冷塔(2)出来的产物在分离塔(3)中分离为水、气态烃、C5和C6非芳、混合芳烃；气态烃在分离单元(4)中分离为氢气、甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、C4和C5和C6非芳。3.根据权利要求1所述的甲醇和/或二甲醚转化制芳烃联产乙烯、丙烯的方法，其特征在于，芳构化反应器(1)采用固定床反应器、移动床反应器、流化床反应器或带再生器的循环流化床反应器；芳构化反应器(1)的反应温度为400～550℃，以表压计反应压力为0～0.5兆帕，重量空速为0.1～15(克/小时)/克催化剂。4.根据权利要求1所述的甲醇和/或二甲醚转化制芳烃联产乙烯、丙烯的方法，其特征在于，催化剂的活性组分为ZSM-5、ZSM-23、ZSM-11、β沸石、Y沸石或相互间形成的复合分子筛；载体为高岭土、氧化铝、二氧化硅；活性组分和载体的质量比为(10～50)∶(50～90)；催化剂负载有Zn、Ag、P、Ga、Cu、Mn、Mg中一种或多种...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓红，钟思青，金永明，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11