[發明專利]一種低能耗的甲醇合成汽油的方法

無效

• 申請號: 201410062713.0
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103865563A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 王銀斌;于海斌;臧甲忠;郭春壘;舒暢;趙虹;成宏;南軍;莊愛娟;汪洋
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油天津化工研究設計院;中海油能源發展股份有限公司
• 主分類號: C10G3/00
• 分類號: C10G3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于甲醇深加工技術領域，具體涉及的是一種以甲醇為原料在低能耗條件下合成汽油的方法。

背景技術

甲醇合成汽油（MTG）技術是在Mobil公司開發的甲醇在ZSM-5分子篩上轉化為芳烴的基礎上發展而來的，通過該技術合成的汽油無硫、無氮，烯烴含量低，可以作為高品質汽油調和組分使用，該技術對于我國來說意義重大。因為在煤制油相關研究的帶動下，國內煤基甲醇裝置投資熱度不斷上漲，以致甲醇產能逐年增加，截止到2012年底，國內甲醇產能總計已達到5200萬噸。然而，甲醇傳統下游化工發展緩慢，造成甲醇閑置產能不斷上升，截止2012年底，甲醇閑置產能已近2100萬噸/年，產業開工率僅為60%。所以，開發甲醇的深加工技術迫在眉睫。

甲醇轉化生成烴類是強放熱的過程，在400℃下每轉化1kg甲醇將放熱1510～1740kJ，在絕熱條件下溫升可達650℃。因此，MTG實現工業化的主要工程問題是如何傳遞反應熱。Mobil公司為此曾先后開發了MTG固定床、流化床和列管式反應器3種工藝，但這3中工藝各存在優缺點，至今得到工業化應用的僅為固定床工藝。在固定床工藝中，為了控制合成油反應器的溫升，需要配置大型循環氣壓縮機，以惰性的C_1～2烴類組分為介質，將大量的反應熱帶出，以致系統能耗較高。據統計，國內運行、在建的甲醇或二甲醚合成汽油裝置產能總計約為200萬噸/年，所采用的都是固定床工藝。

在US4404414中Mobil公司提出將合成油反應器并聯，而將用于控制反應溫度的循環氣依次通過各個反應器，以降低循環氣的能耗，但系統仍需配置循環氣壓縮機。

CN1923366A披露了一種一步法甲醇制汽油新工藝，甲醇經一段反應器直接生成汽油和液化氣。該技術由山西煤化研究所研發，并已在云南煤化集團得到工業示范應用。與兩段法工藝相比，一步法甲醇制汽油工藝流程短，投資低，從而使MTG的經濟性獲得提高，但仍存在循環氣壓縮機能耗高的不足。

發明內容

本發明涉及一種低能耗的甲醇合成汽油的方法，其特征在于：

原料甲醇經換熱后進入裝填HZSM-5分子篩催化劑的合成油反應器，在350～450℃、0.5～2.0MPa、甲醇液時體積空速為0.1～2.0h^-1條件下，轉化生成水和以汽油組分為主的烴類，反應產物經冷卻至100～200℃后，進行烴水分離，烴類進入后續冷卻分離系統，液態水經高溫泵送回合成油反應器，作為攜帶反應放熱的介質，水與甲醇進料的液時體積比為1～10；

工藝步驟包括：

1）甲醇經換熱后溫度升至330～400℃，進入裝填HZSM-5分子篩催化劑的合成油反應器發生反應，反應產物經換熱冷卻后溫度降至100～200℃，進入烴水分離器，其中合成油反應的條件為溫度350～450℃、壓力0.5～2.0MPa、甲醇液時體積空速為0.1～2.0h^-1，合成油反應器采用固定床、移動床或流化床；

2）經烴水分離器得到的水相少部分進入污水處理系統，其余部分經高溫泵送至換熱器，提升溫度至330～400℃后水相進入合成油反應器；

3）經烴水分離器得到的烴相經脫乙烷塔、脫丁烷塔、汽油分離塔分離后得到燃料氣、液化氣、輕汽油組分和重汽油組分。

按照本發明所述的方法，其特征在于：

原料甲醇經換熱后進入裝填HZSM-5分子篩催化劑的合成油反應器，在360～420℃、0.8～1.8MPa、甲醇液時體積空速為0.5～1.8h^-1條件下，轉化生成水和以汽油組分為主的烴類，反應產物經冷卻至120～180℃后，進行烴水分離，烴類進入后續冷卻分離系統，液態水經高溫泵送回合成油反應器，作為攜帶反應放熱的介質，水與甲醇進料的液時體積比為2～6；

工藝步驟包括：

1）甲醇經換熱后溫度升至360～380℃，進入裝填HZSM-5分子篩催化劑的合成油反應器發生反應，反應產物經換熱冷卻后溫度降至120～180℃，進入烴水分離器，其中合成油反應的條件為溫度360～420℃、壓力0.8～1.8MPa、甲醇液時體積空速為0.5～1.8h^-1，合成油反應器可采用固定床、移動床或流化床；

2）經烴水分離器得到的水相少部分進入污水處理系統，其余部分經高溫泵送至換熱器，提升溫度至360～380℃后水相進入合成油反應器；

3）經烴水分離器得到的烴相經脫乙烷塔、脫丁烷塔、汽油分離塔分離后得到燃料氣、液化氣、輕汽油組分和重汽油組分。