一种甲醇制汽油的方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种甲醇制汽油的方法和装置，甲醇原料进入流化床反应器与催化剂接触反应，反应产物进气液分离罐进行气液分离，分离出的气体进入固定床反应器与催化剂接触反应，反应产物和离出的液体进分离塔进行分离，流化床反应器(4)和固定床反应器(11)与气液分离罐(7)连通，气液分离罐(7)和固定床反应器(11)与分离塔(14)连通，本发明可得到高收率和高品质汽油。
【专利说明】-种甲醇制汽油的方法及装置 【技术领域】
[〇〇〇1] 本发明涉及一种甲醇制烃的方法，特别涉及一种甲醇制汽油的方法。 【背景技术】
[0002] 世界煤碳储量远比石油和天然气多，在我国尤其如此。因此，从煤出发经甲醇制汽 油的研究在国内外越来越广泛。US3931349、US4035430、US4579999提供了一种固定床两段 转化的甲醇制汽油工艺，其中第一段是甲醇脱水制二甲醚，第一段出来的甲醇、二甲醚和水 的混合物进入第二反应器，在ZSM-5分子筛催化剂作用下生成液化气和汽油。固定床反应 器工艺的优点是转化率比较高、工艺成熟，缺点是工艺过程和设备复杂、能耗高、投资高。另 夕卜，重质油品需分离和加氢处理脱除均四甲苯，造成投资和操作费用增加较多。
[0003] CN101775310A、CN102049292A公开了一种流化床甲醇制汽油的工艺方法，其中 CN102049292A专利中甲醇在流化床反应器内与催化剂接触反应后直接分离得到汽油和液 化气等产品；CN101775310A专利则将分离出的轻烃气体再送入流化床反应器进行轻烃循 环，轻烃循环对提高反应速度和汽油收率有利。应用流化床甲醇制汽油工艺，反应热的移出 方便，重质油品中均四甲苯含量较低，汽油品质提高，但是与固定床相比，目的产品汽油收 率偏低。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种甲醇制汽油的流化床和固定床组合工艺方法，主要过程 是将甲醇原料先进流化床反应器与催化剂接触反应，其反应产物经气液分离罐分离，气体 产物再进固定床反应器与催化剂接触反应，其反应产物经冷却后与气液分离罐分离得到的 液体产物一起进产物分离塔进行分离得到汽油、液化气、干气和水。本发明既具有流化床工 艺反应热移出方便及时，汽油中均四甲苯含量低的优点，又有固定床工艺汽油收率高的优 点。
[0005] 本发明提供一种甲醇制汽油的方法，包括如下步骤：
[0006] 1)甲醇原料进入流化床反应器与催化剂接触反应，反应产物进气液分离罐进行气 液分离，分离出的气体进入步骤2)，液体进入步骤3);
[0007] 2)来自步骤1)的气体进入固定床反应器与催化剂接触反应，反应产物经冷凝器 冷却后进入步骤3);
[0008] 3)来自步骤1)和步骤2)液体进入产物分离塔进行分离，得到汽油、液化气、干气 和水。
[0009] 所述的步骤1)甲醇原料经甲醇加热炉加热到适宜温度，从流化床反应器底部进 入与催化剂接触反应。
[0010] 所述的步骤2)气体由加热炉加热到适宜温度后从固定床反应器顶部进入与催化 剂接触反应。
[0011] 所述的步骤1)流化床反应器所用催化剂为ZSM-5分子筛微球催化剂。分子筛硅 铝比为20?200,分子筛含量占催化剂总重量（按干基计算）的20?65重量％;改性元素 为Zn、Al、Ga、P等中的一种或几种，其含量（按金属态计，占催化剂总重量）为0. 5?5. 0 重量％;载体为高岭土和拟薄水铝石中的一种或两种混合，含量占催化剂总重量（按干基计 算）的30?70重量％;粘结剂为铝溶胶、硅溶胶、磷铝溶胶中的一种或几种，含量占催化剂 总重量（按干基计算）的8?25重量％。催化剂采用常规喷雾干燥方法制备。。
[0012] 所述的步骤1)流化床反应器反应温度为350?480°C，优选380?420°C，压力为 0· 1?4. OMPa，优选0· 3?2. 5MPa ;重时空速为(λ 1?5· 01Γ1，优选L 0?3· 01Γ1。
[0013] 所述的步骤2)固定床反应器所用催化剂为改性ZSM-5分子筛条形催化剂。
[0014] 所述的步骤2)固定床反应器反应温度在300?500°C，优选350?450°C，压力为 0· 1 ?2. OMPa，优选 0· 2 ?1. 5MPa ;重时空速为 0· 1 ?2· 01Γ1，优选 0· 2 ?1. 01Γ1 ;
[0015] 本发明提供所述一种甲醇制汽油的装置，包括在流化床反应器4、固定床反应器 11、气液分离罐7和分离塔14,其特征在于：流化床反应器4和固定床反应器11与气液分 离罐7连通，气液分离罐7和固定床反应器11与分离塔14连通。
[0016] 所述一种甲醇制汽油的装置，其特征在于：流化床反应器4出口与气液分离罐7连 通，流化床反应器4进口与甲醇原料泵2连通。
[0017] 所述一种甲醇制汽油的装置，其特征在于：固定床反应器11进口与气液分离罐7 连通，固定床反应器11出口与分离塔14连通。
[0018] 所述一种甲醇制汽油的装置，其特征在于：甲醇原料泵与流化床反应器4进口之 间设有甲醇加热炉3。
[0019] 所述一种甲醇制汽油的装置，其特征在于：气液分离罐7与固定床反应器11进口 设有加热炉10。
[0020] 所述一种甲醇制汽油的装置，其特征在于：流化床反应器4出口与气液分离罐7之 间设有冷凝器6。
[0021 ] 所述一种甲醇制汽油的装置，其特征在于：固定床反应器11出口与分离塔14之间 设有冷凝器13。
[0022] 所述一种甲醇制汽油的装置，流化床反应器是主反应器，甲醇原料在主反应器中 与催化剂接触反应生成汽油、水和气体轻烃；固定床是辅助反应器，其反应原料是主反应中 生成的气体轻烃，这些气体轻烃在辅助反应器在与催化剂接触反应生成汽油、液化气和干 气等产物。
[0023] 与现有技术相比：本发明甲醇制汽油的主反应在流化床反应步骤，甲醇原料在流 化床主反应器内与催化剂接触发生反应生成汽油、气体轻烃等和水等产物，而又将主反应 的气体轻烃产物作为固定床反应步骤的原料，在固定床辅助反应器内与催化剂接触发生反 应生成汽油、液化气和干气等产物，在主反应步骤充分利用了流化床反应热移出方便及时 和汽油产物中均四甲苯含量低的特点，在辅助反应器通过使用与主反应不同的催化剂和工 艺操作参数，较之气体轻烃在流化床反应器循环更进一步提高了目的产物-汽油的收率。 因此，通过本发明的甲醇制汽油方法，既实现了目的产物汽油的高收率，又实现了汽油的高 品质。
[0024] 下面用附图和【具体实施方式】详细说明本发明，但并不限制本发明的范围。 【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1是本发明一种甲醇制汽油的装置示意图。
[0026] 其中
[0027] 1.甲醇原料，2.甲醇原料泵，3.甲醇加热炉，4.流化床反应器，5.流化床反应产 物，6.冷凝器，7.气液分离罐，8.流化床反应气体产物，9.流化床反应液体产物，10.加热 炉，11.固定床反应器，12.固定床反应产物，13.冷凝器，14.分离塔，15.干气，16.液化气， 17.汽油，18.水。 【具体实施方式】
[0028] 如图1所示：甲醇原料1首先由甲醇原料泵2抽出后送进甲醇加热炉3加热，加热 到预定温度从流化床反应器4底部进入流化床反应器与催化剂接触进行反应，反应产物5 从流化床反应器4顶部流出，经冷凝器6冷凝，进气液分离罐7进行气液分离，分离出气体 产物8和液体产物9,气体产物8进加热炉10加热，加热到预定温度从固定床反应器11顶 部进入固定床反应器与催化剂接触进行反应，固定床反应产物12从固定床反应器11底部 流出，经冷凝器13冷凝后和液体产物9 一起进产物分离塔14进行气、水、油三相分离，得到 干气15、液化气16、汽油17和水18等产物。
[0029] 下面通过实施例进一步说明本发明，但并不因此限制本发明。
[0030] 实施例1?4
[0031] 将甲醇原料加热到预定温度后进流化床反应器与ZSM-5分子筛微球催化剂接触 反应，催化剂含55重量％ HZSM-5分子筛，0. 8重量％ Zn，0. 5重量％ P，13. 7重量％高岭土， 20重量％拟薄水铝石和10重量％铝溶胶。其反应产物经气液分离罐分离，气体产物再进固 定床反应器与分子筛条形催化剂接触反应，分子筛条形催化剂为市售改性ZSM-5芳构化催 化剂，牌号为LAC-4,其反应产物经冷却后与气液分离罐分离得到的液体产物一起进产物分 离塔进行分离得到汽油、液化气、干气和水。反应工艺条件见表1，反应结果2。
[0032] 对比例1?2
[0033] 将甲醇原料加热后进流化床反应器与催化剂接触反应，反应产物经经冷却后进产 物分离塔进行分离得到汽油、液化气、干气和水。反应工艺条件见表1，反应结果见表2。
[0034] 表1甲醇制汽油主要反应条件
[0035]
【权利要求】
1. 一种甲醇制汽油的方法，包括以下步骤： 1) 甲醇原料进入流化床反应器与催化剂接触反应，反应产物进气液分离罐进行气液分 离，分离出的气体进入步骤2)，液体进入步骤3); 2) 来自步骤1)的气体进入固定床反应器与催化剂接触反应，反应产物经冷凝器冷却 后进入步骤3); 3) 来自步骤1)和步骤2)液体进入气液分离塔进行分离，得到汽油、液化气、干气和水。
2. 依照权利要求1所述一种甲醇制汽油的方法，其特征在于：步骤1)甲醇原料经甲醇 加热炉加热到适宜温度，从流化床反应器底部进入与催化剂接触反应。
3. 依照权利要求1所述一种甲醇制汽油的方法，其特征在于：步骤2)气体由加热炉加 热到适宜温度后从固定床反应器顶部进入与催化剂接触反应。
4. 依照权利要求1所述一种甲醇制汽油的方法，其特征在于：步骤1)流化床反应器所 用催化剂为ZSM-5分子筛微球催化剂。
5. 依照权利要求1所述一种甲醇制汽油的方法，其特征在于：步骤1)流化床反应器反 应温度为350?480°C，压力为0· 1?4. OMPa，重时空速为0· 1?5· 01Γ1。
6. 依照权利要求1所述一种甲醇制汽油的方法，其特征在于：步骤1)流化床反应器反 应温度为380?420°C，压力为0· 3?2. 5MPa ;重时空速为1. 0?3· 01Γ1。
7. 依照权利要求1所述一种甲醇制汽油的方法，其特征在于：步骤2)固定床反应器所 用催化剂为改性ZSM-5分子筛条形催化剂。
8. 依照权利要求1所述一种甲醇制汽油的方法，其特征在于：步骤2)固定床反应器反 应温度在300?500°C，压力为0· 1?2. OMPa，重时空速为0· 1?2· 01Γ1。
9. 依照权利要求1所述一种甲醇制汽油的方法，其特征在于：步骤2)固定床反应器反 应温度在350?450°C，压力为0· 2?1. 5MPa ;重时空速为0· 2?1. 01Γ1。
10. -种甲醇制汽油的装置，包括在流化床反应器（4)、固定床反应器（11)、气液分离 罐（7)和分离塔（14)，其特征在于：流化床反应器（4)和固定床反应器（11)与气液分离罐 (7)连通，气液分离罐（7)和固定床反应器（11)与分离塔（14)连通。
11. 依照权利要求10所述一种甲醇制汽油的装置，其特征在于：流化床反应器（4)出 口与气液分离罐（7)连通，流化床反应器（4)进口与甲醇原料泵（2)连通。
12. 依照权利要求10所述一种甲醇制汽油的装置，其特征在于：固定床反应器（11)进 口与气液分离罐（7)连通，固定床反应器（11)出口与分离塔（14)连通。
13. 依照权利要求10所述一种甲醇制汽油的装置，其特征在于：甲醇原料泵与流化床 反应器⑷进口之间设有甲醇加热炉（3)。
14. 依照权利要求10所述一种甲醇制汽油的装置，其特征在于：气液分离罐（7)与固 定床反应器（11)进口设有加热炉（10)。
15. 依照权利要求10所述一种甲醇制汽油的装置，其特征在于：流化床反应器（4)出 口与气液分离罐（7)之间设有冷凝器（6)。
16. 依照权利要求10所述一种甲醇制汽油的装置，其特征在于：固定床反应器（11)出 口与分离塔（14)之间设有冷凝器（13)。
【文档编号】C10G3/00GK104099121SQ201310127291
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月8日 优先权日:2013年4月8日
【发明者】王国良, 李治, 郝代军, 韩海波, 俞安平, 沈方峡, 任潇航, 经铁 申请人:中石化洛阳工程有限公司, 中石化炼化工程（集团）股份有限公司