一种甲醇制烯烃并联产汽油和芳烃的工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种甲醇制烯烃并联产汽油和芳烃的工艺，包括如下步骤，(1)将甲醇的水溶液通入MTO固定床反应器中，在MTO催化剂的作用进行反应，反应产物经冷却进入分离塔进行分离，得到含有低碳烯烃的气相和含有芳烃的液相；(2)从步骤(1)的气相中分离出乙烯、丙烯、丁烯和甲烷后，将残余气体通入轻烃芳构化反应器中，在芳构化催化剂的作用下进行反应得到芳构化反应产物，所述芳构化反应产物与所述步骤(1)的反应产物混合后，进入所述步骤(1)的分离塔进行分离。本工艺充分利用MTO反应后形成的低附加值副产物，使其通过轻烃芳构化反应转化为汽油和芳烃，实现了副产物的零排放，同时提高了液态烃的产率，增加了企业的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及甲醇转化工艺领域，具体涉及一种甲醇制烯烃并联产汽油和芳烃的工艺。
技术介绍
乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的基本化工原料，随着我国国民经济的发展，特别是现代化学工业的发展对低碳烯烃的需求日渐攀升，甲醇制低碳烯烃的MTO工艺日渐成为目前重要的化工技术。MTO工艺是指以煤基或天然气基合成的甲醇为原料，借助类似催化裂化装置的流化床反应形式，生产低碳烯烃的化工工艺技术，其主要产品为乙烯、丙烯等，是发展非石油资源生产乙烯、丙烯等产品的核心技术。以煤基甲醇生产低碳烯烃时，低碳烯烃收率占气相收率的90％左右，其还剩余约10％的烃类附产物，这些附产物附加值低，难以充分有效的得到的利用。轻烃芳构化技是是近二十年来发展的一种新的加工技术，其特征是利用催化剂将低分子烃类直接转化为轻质芳烃，轻质芳烃是最基本的石油化工原料之一，随着合成橡胶、合成纤维、合成树脂三大合成材料的迅速发展及国民经济对其它精细化学品需求的不断增长，轻质芳烃的需求急速增长，另外，燃料油市场对高辛烷值汽油的需求量也在不断增长，轻质芳烃正是高辛烷值清洁汽油的重要调合组份，我国绝大多数的清洁汽油中芳烃含量远低于国家标准对芳烃含量的要求，因此，开发新的芳烃来源和生产技术也显得越来越重要。综上所述，考虑到煤基甲醇生产低碳烯烃时产生的低附加值副产品无法充分利用的问题，结合目前芳烃用量需求日增的现状，如何将两种工艺充分结合和改进，以求在得到高品质低碳烯烃的同时，能充分利用副产物联产芳烃和汽油，具有重要的意义。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的煤基甲醇生产低碳烯烃时低附加值副产物无法充分利用的缺陷，从而提供一种甲醇制烯烃并联产汽油和芳烃的工艺。为此，本申请采取的技术方案为一种甲醇制烯烃并联产汽油和芳烃的工艺，包括如下步骤，(1)将甲醇的水溶液通入MTO固定床反应器中，在MTO催化剂的作用进行反应，反应产物经冷却进入分离塔进行分离，得到含有低碳烯烃的气相和含有芳烃的液相；(2)从步骤(1)的气相中分离出乙烯、丙烯、丁烯和甲烷后，将残余气体通入轻烃芳构化反应器中，在芳构化催化剂的作用下进行反应得到芳构化反应产物，所述芳构化反应产物与所述步骤(1)的反应产物混合后，进入所述步骤(1)的分离塔进行分离。上述甲醇制烯烃并联产汽油和芳烃的工艺中，所述MTO催化剂或芳构化催化剂的制备方法包括，(A)将HZM-5分子筛、氧化铝、田菁粉、水和硝酸混合，搅拌均匀后成型，自然晾干，然后在120℃下干燥3h，最后在马弗炉中从室温以5℃/min升至550℃，保持3h，得到预处理催化剂；(B)将所述预处理催化剂浸渍在硝酸盐溶液中，静置24h，自然晾干，然后在120℃下干燥3h，最后在马弗炉中从室温以5℃/min升至550℃，保持3h，得到所述MTO催化剂或芳构化催化剂；在所述步骤(B)中，制备所述MTO催化剂的硝酸盐溶液为K、Ca、La、Ce中的一种或两种的硝酸盐溶液，制备所述芳构化催化剂的硝酸盐溶液为Zn、Ag、Ga中的一种或两种的硝酸盐溶液。上述甲醇制烯烃并联产汽油和芳烃的工艺中，所述MTO催化剂或芳构化催化剂的制备方法中，在所述步骤(A)中，HZM-5分子筛与氧化铝质量比为(6-7)：(4-3)，田菁粉的加入质量为HZM-5分子筛质量的2％-2.9％，水的加入质量为HZM-5分子筛质量的45％-75％，硝酸的加入质量为HZM-5分子筛质量的2％-3％。上述甲醇制烯烃并联产汽油和芳烃的工艺中，所述MTO催化剂或芳构化催化剂的制备方法中，在所述步骤(B)中，所述MTO催化剂中K、Ca、La或Ce的负载总量为预处理催化剂总质量的0.5％-10％；所述芳构化催化剂中Zn、Ag或Ga的负载总量为预处理催化剂总质量的0.5％-10％。上述甲醇制烯烃并联产汽油和芳烃的工艺中，所述步骤(1)中，在常压下进行反应，反应温度为450-500℃；所述步骤(2)中，在常压下进行反应，反应温度为400-500℃。上述甲醇制烯烃并联产汽油和芳烃的工艺中，所述步骤(2)比所述步骤(1)的反应温度低50-60℃。上述甲醇制烯烃并联产汽油和芳烃的工艺中，所述甲醇的水溶液中，甲醇与水的质量比为(4.5-9)：3。上述甲醇制烯烃并联产汽油和芳烃的工艺中，在所述步骤(2)中，从气相中分离出乙烯、丙烯、丁烯和甲烷的步骤包括，从所述分离塔分离出的气相，依次经过顺次相连接的脱丁烷塔、脱丙烷塔、脱乙烷塔和脱甲烷塔以分别实现对C5、C4、C3和C2以上烃类的分离，其中脱丁烷塔分离出的C5以上烃类直接进入轻烃芳构化反应器实现芳构化反应，C4、C3和C2以上烃类分别进入C4分离塔、C3分离塔和C2分离塔，分别分离出丁烯、丙烯和乙烯，剩余气体进入轻烃芳构化反应器实现芳构化反应。上述甲醇制烯烃并联产汽油和芳烃的工艺中，轻烃芳构化反应器为固定床反应器。上述甲醇制烯烃并联产汽油和芳烃的工艺中，在MTO固定床反应器和分离塔之间还设置有急冷塔，所述步骤(1)的反应产物和所述步骤(2)的芳构化反应产物混合后，先进入急冷塔进行冷却后，再进入分离塔进行气相和液相的分离。上述甲醇制烯烃并联产汽油和芳烃的工艺中，还包括，对所述含有芳烃的液相进行分离得到汽油和芳烃。本专利技术技术方案，具有如下优点，1.甲醇制烯烃工艺中，MTO反应产物包括大约92％的气相以及8％左右的液相，气相中又包括90％左右的三烯，剩余的10％左右的烃类为低附加值副产物，本专利技术提供的甲醇制烯烃并联产汽油和芳烃的工艺，充分利用MTO反应后形成的低附加值副产物，使其通过轻烃芳构化反应转化为汽油和芳烃，原料经过本申请工艺的转化除生成化工必需的乙烯、丙烯、丁烯和甲烷外，全部转化为有用的液态烃，实现了副产物的零排放，同时提高了液态烃的产率，增加了企业的经济效益。2.本专利技术提供的甲醇制烯烃并联产汽油和芳烃的工艺，采用特定的催化剂进行MTO反应和芳构化反应，在得到高品质乙烯、丙烯、丁烯和甲烷外，不受传统的芳构化反应原料的限制，使MTO反应后形成的反应副产气体均能通过芳构化反应转化为芳烃或汽油。3.本专利技术提供的甲醇制烯烃并联产汽油和芳烃的工艺，从气相中分离出乙烯、丙烯、丁烯和甲烷的提纯步骤包括，从所述分离塔分离出的气相，依次经过顺次相连接的脱丁烷塔、脱丙烷塔、脱乙烷塔和脱甲烷塔以分别实现对C5、C4、C3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甲醇制烯烃并联产汽油和芳烃的工艺，其特征在于，包括如下步骤，(1)将甲醇的水溶液通入MTO固定床反应器中，在MTO催化剂的作用进行反应，反应产物经冷却进入分离塔进行分离，得到含有低碳烯烃的气相和含有芳烃的液相；(2)从步骤(1)的气相中分离出乙烯、丙烯、丁烯和甲烷后，将残余气体通入轻烃芳构化反应器中，在芳构化催化剂的作用下进行反应得到芳构化反应产物，所述芳构化反应产物与所述步骤(1)的反应产物混合后，进入所述步骤(1)的分离塔进行分离。

【技术特征摘要】
1.一种甲醇制烯烃并联产汽油和芳烃的工艺，其特征在于，包括如下
步骤，
(1)将甲醇的水溶液通入MTO固定床反应器中，在MTO催化剂的作用
进行反应，反应产物经冷却进入分离塔进行分离，得到含有低碳烯烃的气
相和含有芳烃的液相；
(2)从步骤(1)的气相中分离出乙烯、丙烯、丁烯和甲烷后，将残
余气体通入轻烃芳构化反应器中，在芳构化催化剂的作用下进行反应得到
芳构化反应产物，所述芳构化反应产物与所述步骤(1)的反应产物混合后，
进入所述步骤(1)的分离塔进行分离。
2.根据权利要求1所述的甲醇制烯烃并联产汽油和芳烃的工艺，其特
征在于，所述MTO催化剂或芳构化催化剂的制备方法包括，
(A)将HZM-5分子筛、氧化铝、田菁粉、水和硝酸混合，搅拌均匀后
成型，自然晾干，然后在120℃下干燥3h，最后在马弗炉中从室温以5℃/min
升至550℃，保持3h，得到预处理催化剂；
(B)将所述预处理催化剂浸渍在硝酸盐溶液中，静置24h，自然晾干，
然后在120℃下干燥3h，最后在马弗炉中从室温以5℃/min升至550℃，保
持3h，得到所述MTO催化剂或芳构化催化剂；
在所述步骤(B)中，制备所述MTO催化剂的硝酸盐溶液为K、Ca、La、
Ce中的一种或两种的硝酸盐溶液，制备所述芳构化催化剂的硝酸盐溶液为

\tZn、Ag、Ga中的一种或两种的硝酸盐溶液。
3.根据权利要求2所述的甲醇制烯烃并联产汽油和芳烃的工艺，其特
征在于，所述MTO催化剂或芳构化催化剂的制备方法中，在所述步骤(A)
中，HZM-5分子筛与氧化铝质量比为(6-7)：(4-3)，田菁粉的加入质量为
HZM-5分子筛质量的2％-2.9％，水的加入质量为HZM-5分子筛质量的
45％-75％，硝酸的加入质量为HZM-5分子筛质量的2％-3％。
4.根据权利要求2或3所述的甲醇制烯烃并联产汽油和芳烃的工艺，
其特征在于，所述MTO催化剂或芳构化催化剂的制备方法中，在所述步骤
(B)中，所述MTO催化剂中K、Ca、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张佳佳，王玲玲，洪正鹏，商红岩，李昭清，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，北京东方红升新能源应用技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37