[發(fā)明專利]一種甲醇制芳烴的集成系統(tǒng)及工藝方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410062821.8
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103936541A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王銀斌;于海斌;臧甲忠;郭春壘;舒暢;張雪梅;成宏;南軍;汪洋;李濱
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋石油總公司;中海油天津化工研究設(shè)計院;中海油能源發(fā)展股份有限公司
• 主分類號: C07C1/20
• 分類號: C07C1/20;C07C15/04;C07C15/06;C07C15/08;C07C6/12;C07C15/067
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于芳烴生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是一種以甲醇為原料制取芳烴的集成系統(tǒng)及工藝方法。

背景技術(shù)

芳烴是重要的石油化工基礎(chǔ)原料，特別是BTX（苯、甲苯和二甲苯），被廣泛用于橡膠、塑料和樹脂的合成工業(yè)。2010年我國BTX產(chǎn)量約為1420萬噸，而表觀消費(fèi)量約為1900萬噸，供需缺口達(dá)到480萬噸。隨著我國聚酯等工業(yè)的發(fā)展，預(yù)計BTX的需求將繼續(xù)高速增長。目前，國內(nèi)芳烴資源基本全部來自石油化工行業(yè)，例如催化重整工藝、石腦油裂解工藝、低碳烴類芳構(gòu)化工藝和芳烴轉(zhuǎn)化工藝等，但是伴隨著石油資源的日益減少，通過石油化工制取芳烴的路線將面臨挑戰(zhàn)。

另一方面，在國內(nèi)煤制油相關(guān)研究的帶動下，煤基甲醇裝置投資熱度不斷上漲，以致國內(nèi)甲醇產(chǎn)能逐年增加，截止到2011年底，國內(nèi)甲醇產(chǎn)能總計已達(dá)到4700萬噸。然而，甲醛、醋酸、二甲醚、MTBE等甲醇下游化工都已達(dá)到市場飽和，以致甲醇閑置產(chǎn)能不斷上升，截止2011年底，甲醇閑置產(chǎn)能已近2700萬噸/年，占總產(chǎn)能的58%，所以拓展甲醇新興下游化工迫在眉睫。

如果能夠?qū)崿F(xiàn)甲醇到芳烴的高選擇性轉(zhuǎn)化，將從根本上解決國內(nèi)甲醇產(chǎn)能過程和芳烴市場供不應(yīng)求的難題。此外，該技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)煤炭資源到石油化工產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而起到優(yōu)化國內(nèi)能源結(jié)構(gòu)和緩解石油化工市場緊張形勢的目的。

早在上世紀(jì)70年代，Mobil公司就發(fā)現(xiàn)甲醇可以在ZSM-5分子篩上發(fā)生芳構(gòu)化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化生成高辛烷值的汽油，隨后便在US3931349、US4523046、US4035430和US4686312等專利中提出了甲醇制汽油（MTG）和甲醇制芳烴（MTA）等一系列技術(shù)路線，但是在當(dāng)時低油價的影響下，該系列的工藝路線均被暫停擱置，直至今日，國外在該方面的研究也較少。在國內(nèi)，代表性的技術(shù)有清華大學(xué)的循環(huán)流化床甲醇制芳烴技術(shù)（FMTA）和中科院山西煤化所的固定床甲醇制芳烴技術(shù)。清華大學(xué)在CN101671226A中披露了一種甲醇芳構(gòu)化制取二甲苯的工藝，通過該工藝可以將甲醇與C₁～C₁₂烴類的混合物經(jīng)一段或多段反應(yīng)器轉(zhuǎn)化生成富含二甲苯的烴類，在有效提升目標(biāo)產(chǎn)物二甲苯收率的同時，可以延長催化劑的使用周期。山西煤化所在CN1880288A中披露了一種兩段法MTA工藝，在該工藝中，甲醇或二甲醚經(jīng)第一段反應(yīng)器轉(zhuǎn)化生成低碳?xì)鈶B(tài)烴類和富含芳烴的液態(tài)烴類，液態(tài)烴類經(jīng)抽提后得到芳烴，氣態(tài)烴類經(jīng)第二段反應(yīng)器再次芳構(gòu)化，產(chǎn)物返回分離系統(tǒng)。該工藝具有芳烴收率高，系統(tǒng)操作靈活的優(yōu)點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)了對低碳?xì)鈶B(tài)烴類的再利用，但是沒有實(shí)現(xiàn)對C₉⁺重芳烴的再利用。清華大學(xué)在CN101823929A中披露了一種甲醇或二甲醚制取芳烴的系統(tǒng)與工藝，該工藝實(shí)現(xiàn)了MTA過程中副產(chǎn)的非芳和C₉⁺重芳烴的再利用，有效提升了芳烴的產(chǎn)率，但是工藝流程復(fù)雜，能耗高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種甲醇制芳烴的集成系統(tǒng)及工藝方法，通過將甲醇芳構(gòu)化、液化氣芳構(gòu)化和重芳烴輕質(zhì)化三種技術(shù)相組合，實(shí)現(xiàn)液化氣和重芳烴的再利用，且具有芳烴收率高，流程簡單和能耗低的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的工藝原理是：甲醇經(jīng)甲醇芳構(gòu)化反應(yīng)器后生成富含芳烴的混合烴類，經(jīng)分離后得到C_1～2烴類、C_3～4烴類、C₅⁺非芳、BTX和C₉⁺重芳烴。其中，C_1～2烴類、C₅⁺非芳和BTX作為產(chǎn)品排出，C_3～4烴類進(jìn)入液化氣芳構(gòu)化反應(yīng)器，再次發(fā)生芳構(gòu)化反應(yīng)，產(chǎn)物直接與C₉⁺重芳烴混合作為原料進(jìn)入烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)器，反應(yīng)產(chǎn)物返回分離塔，少量C₉⁺重芳烴通過精餾塔底管線排出。

本發(fā)明所要解決的問題通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種甲醇制取芳烴的集成系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

a.甲醇芳構(gòu)化反應(yīng)器(1)，用于將甲醇轉(zhuǎn)化為富含芳烴的混合烴類；

b.油水分離器(2)，用于將所述富含芳烴的混合烴類分離得到氣、油和水三相；

c.與所述油水分離器的氣態(tài)分離產(chǎn)物出口連接有循環(huán)壓縮機(jī)(3)，用于將部分氣態(tài)分離產(chǎn)物循環(huán)返回至甲醇芳構(gòu)化反應(yīng)器；