[發明專利]煤制芳烴的方法

在審

• 申請號: 201310512671.1
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN104557373A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 孔德金;馮剛;祁曉嵐
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: C07C2/48
• 分類號: C07C2/48;C07C15/04;C07C15/06;C07C15/08;C07C15/073;C07C15/24
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技術領域

?本發明涉及一種煤制芳烴的方法，具體地講涉及一種以煤等含碳物料、含堿金屬或堿土金屬物料和含水物料為原料，經過三段法生產芳烴的方法。

背景技術

分子中含有一個或多個苯環的烴類，簡稱芳烴,?芳烴是重要的有機化工原料，傳統技術主要由石腦油重整的方法生產芳烴。隨著人類社會的發展，人們對芳烴的需求量逐漸增加，但是目前石化資源的日漸枯竭，有必要開拓新的碳源和更先進的芳烴制備技術，將天然氣、煤、生物質等碳源轉變為人們需求的芳烴。

煤炭資源是我國特有的資源之一，以煤化工代替石油化工是我國能源發展和產業結構調整的方向之一。在現有技術中，人們已成功將煤轉化為甲醇?（CN101302139A，CN102009951A），并以甲醇和部分石油化工產品（如甲苯等）反應制取工業價值更高的二甲苯等化工原料（L.D.?Zhang,?J.H.?Gao,?J.X.?Hu,?W.H.?Li,?J.G.?Wang,?Lanthanum?Oxides-Improved?Catalytic?Performance?of?ZSM-5?in?Toluene?Alkylation?with?Methanol,?Catalysis?Letters?130?(2009)?355-361.），但是該方法并沒有完全擺脫對石油資源的依賴性，且目前該方法的甲醇利用率，即碳原子經濟性較差。有人發明了將甲醇直接轉變為芳烴的技術（CN1880288A，CN101607858A，CN102199069A，CN102199446A，CN102416342A，EP0005287A1，EP0090284A1，JP5058918A，NL7703214A），目前該方法已經有工業裝置建成投產，但是由于甲醇分子中含有氧原子，以及反應條件的局限性，從甲醇到芳烴的過程中產生很多副產物，導致芳烴收率不高，碳原子經濟性較差。

因此，有必要開發將煤炭資源轉變為芳烴的新技術。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是將煤轉變為芳烴的問題。本發明提供一種煤制芳烴的方法，以煤等含碳物料、含堿金屬物料和含水物料為原料，經過煤制電石、電石制乙炔、乙炔制芳烴的三段法生產芳烴，該方法具有工藝流程簡單、碳原子經濟型高等優點。

為了解決上述問題，發明人經過深入細致的研究和反復設計、實驗，設計出一種即使和實驗室研究又適合工業規模裝置的將煤轉變為芳烴的方法，本發明采用的技術方案如下：一種煤制芳烴的方法，依次包括以下步驟：

a)?將含有煤的物料和含有堿性金屬元素的物料混合，在煤制電石單元制備得含有電石的物料；

b)?將含有電石的物料在電石制乙炔單元與水反應，生成含有乙炔的氣體，同時得到含有堿性金屬元素的產物，含有堿性金屬元素的產物部分回收至煤制電石單元重復利用，將產生的乙炔氣體送入乙炔制芳烴單元；

c)?將電石制乙炔單元生產的含乙炔的物質在催化劑條件下發生反應，生成含有芳烴的物質。

在上述技術方案中，優選的技術方案，?a)步驟反應產物電石作為b)步驟的原料，b)步驟得到的含有堿性金屬的產物返回至a)步驟，b)步驟得到的含有乙炔的產物作為c)步驟的原料，c)步驟生產出含有芳烴的產物；煤制電石單元采用含有焦炭和氧化鈣的物料做原料，反應溫度在1500～2500℃；電石制乙炔單元中，以含有電石的物料與含有水的物料進行反應，電石物料與水的摩爾比為0.6，生成含有乙炔的產物；含有堿性金屬的物質經分離、烘干后，部分回收至煤制電石單元重復利用；乙炔制芳烴單元中，以含有乙炔的氣體為原料，乙炔含量為50%，以氧化硅負載的銅做催化劑，反應生成含有芳烴的物質。

在該技術方案中，含有煤的物料至少含有煤、焦炭、煤焦油、重油、橡膠中的至少一種。

煤制電石單元采用含有煤和堿性金屬元素的物料做原料，反應溫度在1500～2500℃。

b)步驟得到的含有堿性金屬元素的產物，含有堿性金屬元素的產物有0.01～99.8w.t.%回收至煤制電石單元重復利用。

c)步驟生產出含有芳烴的產物，其中至少含有苯、甲苯、二甲苯、乙苯、萘、甲基萘、二甲基萘中的至少一種。

煤制電石單元采用含有堿性金屬元素的物質至少含有Li、?Na、?K、Ca、Mg、Ba元素中的至少一種。

電石制乙炔單元中，以含有電石的物料與含有水的物料進行反應，生成含有乙炔的產物；其中電石與水的摩爾比≤2；且大于0，優選范圍為電石與水的摩爾比≤1，且大于0.05。