一种甲醇或二甲醚转化制取芳烃的系统与工艺转让专利

申请号 : CN201010146915.5

文献号 : CN101823929B

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发明人 : 魏飞骞伟中汤效平黄晓凡杨伟恽忪

申请人 : 清华大学

摘要 :

一种甲醇或二甲醚转化制取芳烃的系统与工艺,属于芳烃生产技术领域。原料甲醇或二甲醚首先在芳构化反应器中进行反应,反应后的产物经分离后,H2、甲烷、混合C8芳烃和部分C9+烃类作为产品输出系统,而C2+非芳烃和除混合C8芳烃及部分C9+烃类之外的芳烃则作为循环物流返回相应反应器进行进一步芳构化反应。采用本系统与工艺,通过将甲醇或二甲醚芳构化过程中的产物进行分离与循环利用,不但提高了芳烃的收率和选择性,而且工艺灵活,可根据市场的需求变换目标产物。

权利要求 :

1.一种由甲醇或二甲醚转化制取芳烃的系统,其特征在于所述系统包括:

a.一个芳构化反应器(1),用于将甲醇或二甲醚转化为以芳烃为主的产物;

b.一个气-液-液三相分离器(5),用于将从芳构化反应器(1)出来的产物分离为气相产物、油相产物和水;

c.一个低碳烯烃反应器(2),用于将从气-液-液三相分离器(5)分离出来的气相产物中的低碳烯烃转化为以芳烃为主的产物;

d.一个气-液分离器(6),用于将从低碳烯烃反应器(2)中生成的以芳烃为主的产物分离为气相产物和油相产物;

e.一个气相分离器(7),用于将从气-液分离器(6)中分离出来的气相产物进一步分离为氢气甲烷混合物和C2+低碳烃类混合物;

f.一个氢气甲烷分离器(8),用于将气相分离器(7)分离出来的氢气甲烷混合物分离为氢气和甲烷;

g.一个低碳烃类反应器(3),用于将从气相分离器(7)分离出来的C2+低碳烃类混合物转化为以芳烃为主的产物,该产物进入气-液-液三相分离器(5)进行分离;

h.一个芳烃-非芳烃分离器(9),用于将气-液-液三相分离器(5)和气-液分离器(6)中分离出来的油相产物进一步分离为芳烃组分和非芳烃组分,分离出来的非芳烃产物进入低碳烯烃反应器(2)参与反应;

i.一个芳烃分离器(10),用于将芳烃-非芳烃分离器(9)中分离出来的芳烃组分分离为苯、甲苯、混合C8芳烃和C9+芳烃组分;

j.一个芳烃歧化反应器(4),用于将从芳烃分离器(10)中分离出来的苯、甲苯和C9+芳烃通过歧化反应转化为以混合C8芳烃为主的产物,该产物进入气-液-液三相分离器(5)进行分离。

2.一种采用权利要求1所述系统的由甲醇或二甲醚转化制取芳烃的工艺,其特征在于,该工艺按如下步骤进行:a.甲醇或二甲醚进入芳构化反应器(1),在催化剂的作用下参与反应,反应温度为-1

400~550℃;反应压力为0.05~1MPa;重量空速为0.1~10hr ;反应后的产物进入气-液-液三相分离器(5)分离为气相产物、油相产物和水,油相产物进入芳烃-非芳烃分离器(9),水排出系统;

b.步骤a中所述的由气-液-液三相分离器(5)分离出来的气相产物进入低碳烯烃反应器(2)参与反应,反应温度为400~550℃;反应压力为0.05~1MPa;重量空速为-1

0.1~15hr ;反应后的产物经冷凝后进入气-液分离器(6)分离为气相产物和油相产物,由气-液分离器(6)出来的气相产物进入气相分离器(7)分离为氢气甲烷混合物和C2+低碳烃类混合物,由气-液分离器(6)出来的液相产物进入芳烃-非芳烃分离器(9);

c.步骤b中所述的由气相分离器(7)分离出来的氢气甲烷混合物进入氢气甲烷分离器(8),分离为氢气和甲烷,作为产品排出系统;

d.步骤b中所述的由气相分离器(7)分离出来的C2+低碳烃类混合物进入低碳烃类反应器(3)进行反应,反应温度为400~650℃;反应压力为0.05~1MPa;重量空速为0.1~-1

10hr ;反应后的产物进入气-液-液分离器(5)进行分离;

e.由气-液-液三相分离器(5)和气-液分离器(6)分离出来的油相产物进入芳烃-非芳烃分离器(9),分离为非芳烃组分和芳烃组分,非芳烃组分返回低碳烯烃反应器(2)参与反应;

f.步骤e中所述的由芳烃-非芳烃分离器(9)分离出来的芳烃组分进入芳烃分离器(10)分离为苯和甲苯混合物,以及混合C8芳烃和C9+芳烃,苯和甲苯混合物以及部分C9+芳烃进入歧化反应器(4)进行反应,反应温度为400~600℃;反应压力为0.05~1MPa;重量-1空速为0.1~20hr ;混合C8芳烃和剩余C9+作为产品排出系统;或步骤e中所述的由芳烃-非芳烃分离器(9)分离出来的芳烃组分进入芳烃分离器(10)分离为苯、甲苯,混合C8芳烃和C9+芳烃,分别作为产品排出系统。

3.一种由甲醇或二甲醚转化制取芳烃的系统,其特征在于所述系统包括:

a.一个芳构化反应器(1),用于将甲醇或二甲醚转化为以芳烃为主的产物;

b.一个气-液-液三相分离器(5),用于将从芳构化反应器(1)出来的产物分离为气相产物、油相产物和水;

c.一个气相分离器(7),用于将从气-液-液分离器(5)中分离出来的气相产物进一步分离为氢气甲烷混合物和C2+低碳烃类混合物;

d.一个氢气甲烷分离器(8),用于将气相分离器(7)分离出来的氢气甲烷混合物分离为氢气和甲烷;

e.一个低碳烃类反应器(3),用于将从气相分离器(7)分离出来的C2+低碳烃类混合物转化为以芳烃为主的产物,该产物进入气-液-液三相分离器(5)进行分离;

f.一个芳烃-非芳烃分离器(9),用于将气-液-液三相分离器(5)分离出来的油相产物进一步分离为芳烃组分和非芳烃组分,分离出来的非芳烃产物进入低碳烃类反应器(3)参与反应;

g.一个芳烃分离器(10),用于将芳烃-非芳烃分离器(9)中分离出来的芳烃组分分离为苯、甲苯、混合C8芳烃和C9+芳烃组分;

h.一个芳烃歧化反应器(4),用于将从芳烃分离器(10)中分离出来的苯、甲苯和C9+芳烃通过歧化反应转化为以混合C8芳烃为主的产物,该产物进入气-液-液三相分离器(5)进行分离。

4.一种采用如权利要求3所述系统的由甲醇或二甲醚转化制取芳烃的工艺,其特征在于,该工艺按如下步骤进行:a.甲醇或二甲醚进入芳构化反应器(1),在催化剂的作用下参与反应,反应温度为-1

400~550℃;反应压力为0.05~1MPa;重量空速为0.1~10hr ;反应后的产物进入气-液-液三相分离器(5)分离为气相产物、油相产物和水,油相产物进入芳烃-非芳烃分离器(9),水排出系统;

b.步骤a中所述的由气-液-液三相分离器(5)分离出来的气相产物进入气相分离器(7)分离为氢气甲烷混合物和C2+低碳烃类混合物;

c.步骤b中所述的由气相分离器(7)分离出来的氢气甲烷混合物进入氢气甲烷分离器(8),分离为氢气和甲烷,作为产品排出系统;

d.步骤b中所述的由气相分离器(7)分离出来的C2+低碳烃类混合物进入低碳烃类反应器(3)进行反应,反应温度为400~650℃;反应压力为0.05~1MPa;重量空速为0.1~-1

10hr ;反应后的产物进入气-液-液分离器(5)进行分离;

e.由气-液-液三相分离器(5)分离出来的油相产物进入芳烃-非芳烃分离器(9),分离为非芳烃组分和芳烃组分,非芳烃组分返回低碳烃类反应器(3)参与反应;

f.步骤e中所述的由芳烃-非芳烃分离器(9)分离出来的芳烃组分进入芳烃分离器(10)分离为苯和甲苯混合物,以及混合C8芳烃和C9+芳烃,苯和甲苯混合物以及部分C9+芳烃进入歧化反应器(4)进行反应,反应温度为400~600℃;反应压力为0.05~1MPa;重量-1空速为0.1~20hr ;混合C8芳烃和剩余C9+作为产品排出系统;或步骤e中所述的由芳烃-非芳烃分离器(9)分离出来的芳烃组分进入芳烃分离器(10)分离为苯、甲苯,混合C8芳烃和C9+芳烃,分别作为产品排出系统。

5.一种由甲醇或二甲醚转化制取芳烃的系统,其特征在于所述系统包括:

a.一个芳构化反应器(1),用于将甲醇或二甲醚转化为以芳烃为主的产物;

b.一个气-液-液三相分离器(5),用于将从反应器(1)出来的产物分离为气相产物、油相产物和水;

c.一个气相分离器(7),用于将从气-液-液分离器(5)中分离出来的气相产物进一步分离为氢气甲烷混合物和C2+低碳烃类混合物;

d.一个氢气甲烷分离器(8),用于将气相分离器(7)分离出来的氢气甲烷混合物分离为氢气和甲烷;

e.一个低碳烃类反应器(3),用于将从气相分离器(7)分离出来的C2+低碳烃类混合物转化为以芳烃为主的产物,该产物进入气-液-液三相分离器(5)进行分离;

f.一个芳烃-非芳烃分离器(9),用于将气-液-液三相分离器(5)分离出来的油相产物进一步分离为芳烃组分和非芳烃组分,分离出来的非芳烃产物进入低碳烃类反应器(3)参与反应;

g.一个芳烃分离器(10),用于将芳烃-非芳烃分离器(9)中分离出来的芳烃组分分离为苯、甲苯、混合C8芳烃和C9+芳烃组分,分离出的苯、甲苯和C9+芳烃组分返回芳构化反应器(1)参与反应,或者作为产品输出系统,分离出的混合C8芳烃作为产品输出系统。

6.一种采用权利要求5所述系统的由甲醇或二甲醚转化制取芳烃的工艺,其特征在于,该工艺按如下步骤进行:a.甲醇或二甲醚进入芳构化反应器(1),在催化剂的作用下参与反应,反应温度-1为400-550℃;反应压力为0.05~1MPa;重量空速为0.1~10hr ;反应后的产物进入气-液-液三相分离器(5)分离为气相产物、油相产物和水,油相产物进入芳烃-非芳烃分离器(9),水排出系统;

b.步骤a中所述的由气-液-液三相分离器(5)分离出来的气相产物进入气相分离器(7)分离为氢气甲烷混合物和C2+低碳烃类混合物;

c.步骤b中所述的由气相分离器(7)分离出来的氢气甲烷混合物进入氢气甲烷分离器(8),分离为氢气和甲烷,作为产品排出系统;

d.步骤b中所述的由气相分离器(7)分离出来的C2+低碳烃类混合物进入低碳烃类反应器(3)进行反应,反应温度为400~650℃;反应压力为0.05~1MPa;重量空速为0.1~-1

10hr ;反应后的产物进入气-液-液分离器(5)进行分离;

e.由气-液-液三相分离器(5)分离出来的油相产物进入芳烃-非芳烃分离器(9),分离为非芳烃组分和芳烃组分,非芳烃组分返回低碳烃类反应器(3)参与反应;

f.步骤e中所述的由芳烃-非芳烃分离器(9)分离出来的芳烃组分进入芳烃分离器(10)分离为苯、甲苯、混合C8芳烃和C9+芳烃,分离出的苯、甲苯和部分C9+芳烃组分返回芳构化反应器(1)参与反应,或者作为产品输出系统,分离出的混合C8芳烃和剩余C9+作为产品输出系统。

7.如权利要求1所述的一种由甲醇或二甲醚转化制取芳烃的系统,其特征在于:所述的低碳烯烃反应器(2)采用固定床反应器、移动床反应器、流化床反应器或带再生器的循环流化床反应器。

8.如权利要求1或3所述的由甲醇或二甲醚转化制取芳烃的系统,其特征在于:所述的芳构化反应器(1)、低碳烃类反应器(3)和芳烃歧化反应器(4)采用固定床反应器、移动床反应器、流化床反应器或带再生器的循环流化床反应器。

9.如权利要求2、4或6所述的一种由甲醇或二甲醚转化制取芳烃的工艺,其特征在于:所述气相分离器(7)进行分离所采用的分离方法为吸收解吸法、变压吸附法或精馏法。

10.如权利要求9所述的一种由甲醇或二甲醚转化制取芳烃的工艺,其特征在于:所述气相分离器(7)采用吸收解吸方法进行分离时,所用吸收剂采用汽油、碳原子数为1~4的醇类、醚类、酮类或采用所述工艺自身生成的≤C9的液相烃类。

说明书 :

一种甲醇或二甲醚转化制取芳烃的系统与工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及一种由甲醇或二甲醚转化制取芳烃的系统与工艺,属于芳烃生产技术领域。

背景技术

[0002] 芳烃指含有苯环的烃类,芳烃中的三苯(苯、甲苯和二甲苯,亦称BTX)是有机化工的基础原料,广泛用于合成纤维、合成树脂、合成橡胶以及各种精细化学品。目前芳烃的来源主要由石油化工工业中催化重整工艺、石脑油裂解工艺、低碳烃类芳构化和芳烃类转化工艺;仅有少部分来自煤化工中的煤焦油,对石油依赖比较大。近年来以煤基甲醇、二甲醚制芳烃工艺也引起关注,但还处于研发阶段,尚没有工业化装置运装。
[0003] 我国属于石油资源短缺的国家,目前每年消耗3到4亿吨的石油,而生产能力只能维持在1.8亿吨左右,由此导致我国石油进口依存度逐年加大。另一方面,我国煤炭资源丰富,近几年,我国煤化工出现火热的局面,各地纷纷上马各种煤化工项目。作为较为成熟的煤化工技术,煤基合成甲醇、二甲醚成为多数煤化工企业的首选项目。对于我国甲醇、二甲醚项目的规划和建设情况,尽管各种统计资料存在差异,但一致的结论是在未来较短时间内,甲醇、二甲醚的产能将远超过实际的需求,到2010年,第一批大型甲醇、二甲醚装置产能释放后,甲醇、二甲醚产能过剩局面的出现将不可避免。鉴于目前我国日益增长的芳烃需求,积极开展由煤基甲醇、二甲醚制取芳烃的技术研究,不仅为煤炭/天然气转化制芳烃开辟了一条技术路线,为我国甲醇、二甲醚找到一条现实可行的出路;而且满足市场对芳烃的需求,减少芳烃生产对石油原料的依赖程度。
[0004] 由甲醇、二甲醚获得芳烃,最初见于美国Mobil公司开发的MTG(Methanol to Gasoline)技术,20世纪70年代Mobil公司开发了ZSM-5沸石催化剂,使甲醇、二甲醚转化成高辛烷值汽油,其产品组成中含有30%的芳烃。1985年,Mobil公司在其申请的美国专利USP4590321中,首次公布了甲醇、二甲醚转化制芳烃的研究结果,该研究采用含磷为-12.7wt%的ZSM-5分子筛为催化剂,反应温度为400~450℃,甲醇、二甲醚重量空速1.3h 。
结果显示,经过磷修饰的ZSM-5催化剂在高级烃(C5~C9)的选择性、芳烃的选择性等多个指标方面都优于未经改性的ZSM-5分子筛催化剂。但是其主要产物仍然为C1~C4的低碳烃类,总芳烃含量不高。1986年,Mobil公司申请了美国专利USP4686312,公布了一种将低碳含氧化合物转化为富含芳烃的产品的多段反应工艺;在第一段反应器中甲醇、二甲醚首先转化为以制低碳烃类为主的产物,这些产物在二段反应器中在催化剂的作用下进一步发生芳构化反应,而获得富含芳烃(苯、甲苯、二甲苯以及重质芳烃)的产物。2002年,Chevron Phillips公司的美国专利Pub.No.US2002/0099249A1公布了一种采用两种分子筛催化剂由甲醇、二甲醚出发联合生产芳烃的技术;其中第一种催化剂是硅铝磷分子筛,第二种催化剂为含有金属锌以及来自IIIA族或VIB族元素的分子筛催化剂。采用上述两种分子筛催化剂,并以一定方式进行组合,该发明获得了甲醇、二甲醚转化制取芳烃,特别是BTX的一种有效方法。
[0005] 甲醇、二甲醚芳构化技术在国内主要有中国科学院山西煤炭化学研究所的固定床甲醇、二甲醚制芳烃(MTA)技术和清华大学的甲醇、二甲醚制芳烃(FMTA)技术。山西煤化所的专利CN 1880288A中采用甲醇、二甲醚为原料,改性ZSM-5为催化剂,将甲醇、二甲醚转化为以芳烃为主的产物,经冷却分离将气相产物低碳烃和液相产物分开,液相产物经萃取分离,得到芳烃和非芳烃,低碳烃类进一步芳构化。但在烷烃芳构化过程中,氢气严重影响烷烃的芳构化产率与选择性,因此将甲醇、二甲醚芳构化的气相产物直接进入低碳烃类芳构化反应进行芳构化反应的工艺并非最优工艺。清华大学专利CN 101244969A中公开了一种甲醇、二甲醚芳构化过程催化剂连续反应再生的装置及其方法,采用流化床技术将甲醇、二甲醚或C1~C2的烃类转化为芳烃,但该专利只考虑了甲醇、二甲醚芳构化的主反应,没有涉及循环物料的利用,因此甲醇、二甲醚芳构化过程的总芳烃收率偏低。
[0006] 由上面分析可知,到目前为止,甲醇、二甲醚芳构化的研究主要集中在对催化剂的改进,除山西煤化所对甲醇、二甲醚芳构化过程的产物进行了简单的气液分离外,尚没有考虑甲醇、二甲醚芳构化过程产物分离及副产物如低碳烃类等的循环利用方式、适合工业化生产的甲醇、二甲醚芳构化的系统与工艺的报道。

发明内容

[0007] 本发明针对目前没有充分考虑甲醇、二甲醚芳构化过程产物分离及副产物回收利用的甲醇和二甲醚芳构化工艺的现状,提供一种包括产物分离及副产物循环利用的甲醇、二甲醚制取芳烃的系统与工艺,通过产物的分离与副产物的循环利用,从而提高目标产物芳烃的收率和选择性。
[0008] 本发明的技术方案有以下几种:
[0009] 本发明提供的第一种技术方案是:一种由甲醇或二甲醚转化制取芳烃的系统,其特征在于所述系统包括:
[0010] a.一个芳构化反应器,用于将甲醇或二甲醚转化为以芳烃为主的产物;
[0011] b.一个气-液-液三相分离器,用于将从反应器1出来的产物分离为气相产物、油相产物和水;
[0012] c.一个低碳烯烃反应器,用于将从气-液-液三相分离器分离出来的气相产物中的低碳烯烃转化为以芳烃为主的产物;
[0013] d.一个气-液分离器,用于将从低碳烯烃反应器2中生成的以芳烃为主的产物分离为气相产物和油相产物;
[0014] e.一个气相分离器,用于将从气-液分离器中分离出来的气相产物进一步分离为氢气甲烷混合物和C2+低碳烃类混合物;
[0015] f.一个氢气甲烷分离器,用于将气相分离器分离出来的氢气甲烷混合物分离为氢气和甲烷;
[0016] g.一个低碳烃类反应器,用于将从气相分离器分离出来的C2+低碳烃类混合物转化为以芳烃为主的产物,该产物进入气-液-液三相分离器进行分离;
[0017] h.一个芳烃-非芳烃分离器,用于将气-液-液三相分离器和气-液分离器中分离出来的油相产物进一步分离为芳烃组分和非芳烃组分,分离出来的非芳烃产物进入低碳烯烃反应器参与反应;
[0018] i.一个芳烃分离器10,用于将芳烃-非芳烃分离器中分离出来的芳烃组分分离为苯、甲苯、混合C8芳烃和C9+芳烃组分;
[0019] j.一个芳烃歧化反应器,用于将从芳烃分离器中分离出来的苯、甲苯和C9+芳烃通过歧化反应转化为以混合C8芳烃为主的产物,该产物进入气-液-液三相分离器进行分离。
[0020] 采用如第一种技术方案所述系统的一种由甲醇或二甲醚转化制取芳烃的工艺,其特征在于,该工艺按如下步骤进行:
[0021] a.甲醇或二甲醚进入芳构化反应器,在催化剂的作用下参与反应,反应温度为-1400~550℃;反应压力为0.05~1MPa;重量空速为0.1~10hr ;反应后的产物进入气-液-液三相分离器分离为气相产物、油相产物和水,油相产物进入芳烃-非芳烃分离器,水排出系统;
[0022] b.步骤a中所述的由气-液-液三相分离器分离出来的气相产物进入低碳烯烃反应器参与反应,反应温度为400~550℃;反应压力为0.05~1MPa;重量空速为0.1~-115hr ;反应后的产物经冷凝后进入气-液分离器分离为气相产物和油相产物,由气-液分离器出来的气相产物进入气相分离器分离为氢气甲烷混合物和C2+低碳烃类混合物,由气-液分离器出来的液相产物进入芳烃-非芳烃分离器;
[0023] c.步骤b中所述的由气相分离器分离出来的氢气甲烷混合物进入氢气甲烷分离器,分离为氢气和甲烷,作为产品排出系统;
[0024] d.步骤b中所述的由气相分离器分离出来的C2+低碳烃类混合物进入低碳烃类反应器进行反应,反应温度为400~650℃;反应压力为0.05~1MPa;重量空速为0.1~-110hr ;反应后的产物进入气-液-液分离器进行分离;
[0025] e.由气-液-液三相分离器和气-液分离器分离出来的油相产物进入芳烃-非芳烃分离器,分离为非芳烃组分和芳烃组分,非芳烃组分返回低碳烯烃反应器参与反应;
[0026] f.步骤e中所述的由芳烃-非芳烃分离器分离出来的芳烃组分进入芳烃分离器分离为苯和甲苯混合物,以及混合C8芳烃和C9+芳烃,苯和甲苯混合物以及部分C9+芳烃进入歧化反应器4进行反应,反应温度为400~600℃;反应压力为0.05~1MPa;重量空速为-10.1~20hr ;混合C8芳烃和剩余C9+作为产品排出系统;或步骤e中所述的由芳烃-非芳烃分离器9分离出来的芳烃组分进入芳烃分离器分离为苯、甲苯,混合C8芳烃和C9+芳烃,分别作为产品排出系统。
[0027] 本发明提供的第二种技术方案是:一种由甲醇或二甲醚转化制取芳烃的系统,其特征在于所述系统包括:
[0028] a.一个芳构化反应器,用于将甲醇或二甲醚转化为以芳烃为主的产物;
[0029] b.一个气-液-液三相分离器,用于将从芳构化反应器出来的产物分离为气相产物、油相产物和水;
[0030] c.一个气相分离器,用于将从气-液-液分离器中分离出来的气相产物进一步分离为氢气甲烷混合物和C2+低碳烃类混合物;
[0031] d.一个氢气甲烷分离器,用于将气相分离器分离出来的氢气甲烷混合物分离为氢气和甲烷;
[0032] e.一个低碳烃类反应器,用于将从气相分离器分离出来的C2+低碳烃类混合物转化为以芳烃为主的产物,该产物进入气-液-液三相分离器进行分离;
[0033] f.一个芳烃-非芳烃分离器,用于将气-液-液三相分离器分离出来的油相产物进一步分离为芳烃组分和非芳烃组分,分离出来的非芳烃产物进入低碳烃类反应器参与反应;
[0034] g.一个芳烃分离器,用于将芳烃-非芳烃分离器中分离出来的芳烃组分分离为苯、甲苯、混合C8芳烃和C9+芳烃组分;
[0035] h.一个芳烃歧化反应器4,用于将从芳烃分离器中分离出来的苯、甲苯和C9+芳烃通过歧化反应转化为以混合C8芳烃为主的产物,该产物进入气-液-液三相分离器进行分离。
[0036] 采用如第二种技术方案所述系统的一种由甲醇或二甲醚转化制取芳烃的工艺,其特征在于,该工艺按如下步骤进行:
[0037] a.甲醇或二甲醚进入芳构化反应器,在催化剂的作用下参与反应,反应温度为-1400~550℃;反应压力为0.05~1MPa;重量空速为0.1~10hr ;反应后的产物进入气-液-液三相分离器分离为气相产物、油相产物和水,油相产物进入芳烃-非芳烃分离器,水排出系统;
[0038] b.步骤a中所述的由气-液-液三相分离器分离出来的气相产物进入气相分离器分离为氢气甲烷混合物和C2+低碳烃类混合物;
[0039] c.步骤b中所述的由气相分离器分离出来的氢气甲烷混合物进入氢气甲烷分离器,分离为氢气和甲烷,作为产品排出系统;
[0040] d.步骤b中所述的由气相分离器分离出来的C2+低碳烃类混合物进入低碳烃类反应器进行反应,反应温度为400~650℃;反应压力为0.05~1MPa;重量空速为0.1~-110hr ;反应后的产物进入气-液-液分离器进行分离;
[0041] e.由气-液-液三相分离器分离出来的油相产物进入芳烃-非芳烃分离器,分离为非芳烃组分和芳烃组分,非芳烃组分返回低碳烃类反应器参与反应;
[0042] f.步骤e中所述的由芳烃-非芳烃分离器分离出来的芳烃组分进入芳烃分离器分离为苯和甲苯混合物,以及混合C8芳烃和C9+芳烃,苯和甲苯混合物以及部分C9+芳烃进入歧化反应器进行反应,反应温度为400~600℃;反应压力为0.05~1MPa;重量空速为-10.1~20hr ;混合C8芳烃和剩余C9+作为产品排出系统;或步骤e中所述的由芳烃-非芳烃分离器分离出来的芳烃组分进入芳烃分离器分离为苯、甲苯,混合C8芳烃和C9+芳烃,分别作为产品排出系统。
[0043] 本发明提供的第三种技术方案是:一种由甲醇或二甲醚转化制取芳烃的系统,其特征在于所述系统包括:
[0044] a.一个芳构化反应器,用于将甲醇或二甲醚转化为以芳烃为主的产物;
[0045] b.一个气-液-液三相分离器,用于将从芳构化反应器出来的产物分离为气相产物、油相产物和水;
[0046] c.一个气相分离器,用于将从气-液-液分离器中分离出来的气相产物进一步分离为氢气甲烷混合物和C2+低碳烃类混合物;
[0047] d.一个氢气甲烷分离器,用于将气相分离器分离出来的氢气甲烷混合物分离为氢气和甲烷;
[0048] e.一个低碳烃类反应器,用于将从气相分离器分离出来的C2+低碳烃类混合物转化为以芳烃为主的产物,该产物进入气-液-液三相分离器进行分离;
[0049] f.一个芳烃-非芳烃分离器,用于将气-液-液三相分离器分离出来的油相产物进一步分离为芳烃组分和非芳烃组分,分离出来的非芳烃产物进入低碳烃类反应器参与反应;
[0050] g.一个芳烃分离器,用于将芳烃-非芳烃分离器中分离出来的芳烃组分分离为苯、甲苯、混合C8芳烃和C9+芳烃组分,分离出的苯、甲苯和C9+芳烃组分返回甲醇或二甲醚芳构化反应器1参与反应,或者作为产品输出系统,分离出的混合C8芳烃作为产品输出系统。
[0051] 采用如第三种技术方案所述系统的一种由甲醇或二甲醚转化制取芳烃的工艺,其特征在于,该工艺按如下步骤进行:
[0052] a.甲醇或二甲醚进入芳构化反应器1,在催化剂的作用下参与反应,反应温度-1为400~550℃;反应压力为0.05~1MPa;重量空速为0.1~10hr ;反应后的产物进入气-液-液三相分离器分离为气相产物、油相产物和水,油相产物进入芳烃-非芳烃分离器,水排出系统;
[0053] b.步骤a中所述的由气-液-液三相分离器分离出来的气相产物进入气相分离器分离为氢气甲烷混合物和C2+低碳烃类混合物;
[0054] c.步骤b中所述的由气相分离器分离出来的氢气甲烷混合物进入氢气甲烷分离器,分离为氢气和甲烷,作为产品排出系统;
[0055] d.步骤b中所述的由气相分离器7分离出来的C2+低碳烃类混合物进入低碳烃类反应器进行反应,反应温度为400~650℃;反应压力为0.05~1MPa;重量空速为0.1~-110hr ;反应后的产物进入气-液-液分离器进行分离;
[0056] e.由气-液-液三相分离器分离出来的油相产物进入芳烃-非芳烃分离器,分离为非芳烃组分和芳烃组分,非芳烃组分返回低碳烃类反应器参与反应;
[0057] f.步骤e中所述的由芳烃-非芳烃分离器分离出来的芳烃组分进入芳烃分离器分离为苯、甲苯、混合C8芳烃和C9+芳烃,分离出的苯、甲苯和部分C9+芳烃组分返回芳构化反应器参与反应,或者作为产品输出系统,分离出的混合C8芳烃和剩余C9+作为产品输出系统。
[0058] 所述芳构化反应器、低碳烯烃反应器、低碳烃类反应器和芳烃歧化反应器为固定床反应器、移动床反应器、流化床反应器或带再生器的循环流化床反应器。
[0059] 所述气相分离器将氢气、甲烷与其他低碳烃类进行分离所采用的分离方法为吸收解吸或变压吸附或精馏,所述采用吸收解吸的方法进行分离时,其吸收剂采用汽油、碳原子数为1~4的醇类、醚类、酮类,或采用本工艺自身生成的≤C9的液相烃类,优选本工艺自身生成的≤C9的液相烃类作为低碳烃类吸收剂。
[0060] 本发明与目前已有的甲醇、二甲醚芳构化工艺相比,具有以下优点及突出性效果:①本发明通过甲醇、二甲醚芳构化过程中产物的分离与副产物循环利用,提高了目标产物芳烃的收率和选择性;②本发明可以根据目标产物的不同,选择不同的流程,工艺灵活;③将甲醇、二甲醚芳构化产生的气相产物中氢气与低碳烃类分离,氢气作为产品输出装置,通过采用这一工艺,不仅提高了过程的经济效益,而且提高了低碳烃类芳构化过程的芳烃收率与选择性;④在气相产物分离过程中,采用本工艺生产的自身生成的≤C9的液相烃类作为吸收剂,将低碳烃类与氢气分离,不仅节约成本,还避免了采用外来汽油对本系统带来的污染。

附图说明

[0061] 图1为本发明提供的甲醇或二甲醚转化制取芳烃第一种实施例的系统及工艺流程图。
[0062] 图2为本发明提供的甲醇或二甲醚转化制取芳烃第二种实施例的系统及工艺流程图。
[0063] 图3为本发明提供的甲醇或二甲醚转化制取芳烃第三种实施例的系统及工艺流程图。
[0064] 图中:1-芳构化反应器;2-低碳烯烃反应器;3-低碳烃类反应器;4-芳烃歧化反应器;5-气-液-液三相分离器;6-气-液分离器;7-气相分离器;8-氢气甲烷分离器;9-芳烃-非芳烃分离器;10-芳烃分离器。

具体实施方式

[0065] 下面结合附图对本发明所提供的甲醇或二甲醚转化制取芳烃的系统、工艺以及具体实施方式做进一步的说明。
[0066] 本发明针对目前没有充分考虑甲醇、二甲醚芳构化过程产物分离及副产物回收利用的甲醇、二甲醚芳构化工艺的现状,提供了一种包括产物分离及副产物循环利用的甲醇、二甲醚制取芳烃的系统与工艺,通过副产物的循环利用,提高了目标产物芳烃的收率和选择性。下面结合附图和具体的实施例对本发明所提供的几种技术方案作进一步的说明:
[0067] 图1为本发明提供的甲醇或二甲醚转化制取芳烃第一种实施例的系统及工艺流程图,所述系统包括:
[0068] a.一个芳构化反应器1,用于将甲醇、二甲醚转化为以芳烃为主的产物;
[0069] b.一个气-液-液三相分离器5,用于将从反应器1出来的产物分离为气相产物、油相产物和水;
[0070] c.一个低碳烯烃反应器2,用于将从气-液-液三相分离器5分离出来的气相产物中的低碳烯烃转化为以芳烃为主的产物;
[0071] d.一个气-液分离器6,用于将从低碳烯烃反应器2中生成的以芳烃为主的产物分离为气相产物和油相产物;
[0072] e.一个气相分离器7,用于将从气-液分离器6中分离出来的气相产物进一步分离为氢气甲烷混合物和C2+低碳烃类混合物;
[0073] f.一个氢气甲烷分离器8,用于将气相分离器7分离出来的氢气甲烷混合物分离为氢气和甲烷;
[0074] g.一个低碳烃类反应器3,用于将从气相分离器7分离出来的C2+低碳烃类混合物转化为以芳烃为主的产物,该产物进入气-液-液三相分离器5进行分离;
[0075] h.一个芳烃-非芳烃分离器9,用于将气-液-液三相分离器5和气-液分离器6中分离出来的油相产物进一步分离为芳烃组分和非芳烃组分,分离出来的非芳烃产物进入低碳烯烃反应器2参与反应;
[0076] i.一个芳烃分离器10,用于将芳烃-非芳烃分离器9中分离出来的芳烃组分分离为苯、甲苯、混合C8芳烃和C9+芳烃组分;
[0077] j.一个芳烃歧化反应器4,用于将从芳烃分离器10中分离出来的苯、甲苯和C9+芳烃通过歧化反应转化为以混合C8芳烃为主的产物,该产物进入气-液-液三相分离器5进行分离。
[0078] 如附图1所示一种采用上述系统由甲醇或二甲醚转化制取芳烃的工艺,该工艺按如下步骤进行:
[0079] a.甲醇、二甲醚进入芳构化反应器1,在催化剂的作用下参与反应,反应温度为-1400~550℃;反应压力为0.05~1MPa;重量空速为0.1~10hr ;反应后的产物进入气-液-液三相分离器5分离为气相产物、油相产物和水,油相产物进入芳烃-非芳烃分离器9,水排出系统;
[0080] b.步骤a中所述的由气-液-液三相分离器5分离出来的气相产物进入低碳烯烃反应器2参与反应,反应温度为400~550℃;反应压力为0.05~1MPa;重量空速为0.1~-115hr ;反应后的产物经冷凝后进入气-液分离器6分离为气相产物和油相产物,由气-液分离器6出来的气相产物进入气相分离器7分离为氢气甲烷混合物和C2+低碳烃类混合物,由气-液分离器6出来的液相产物进入芳烃-非芳烃分离器9;
[0081] c.步骤b中所述的由气相分离器7分离出来的氢气甲烷混合物进入氢气甲烷分离器8,分离为氢气和甲烷,作为产品排出系统;
[0082] d.步骤b中所述的由气相分离器7分离出来的C2+低碳烃类混合物进入低碳烃类反应器3进行反应,反应温度为400~650℃;反应压力为0.05~1MPa;重量空速为0.1~-110hr ;反应后的产物进入气-液-液分离器5进行分离;
[0083] e.由气-液-液三相分离器5和气-液分离器6分离出来的油相产物进入芳烃-非芳烃分离器9,分离为非芳烃组分和芳烃组分,非芳烃组分返回低碳烯烃反应器2参与反应;
[0084] f.步骤e中所述的由芳烃-非芳烃分离器9分离出来的芳烃组分进入芳烃分离器10分离为苯和甲苯混合物,以及混合C8芳烃和C9+芳烃,苯和甲苯混合物以及部分C9+芳烃进入歧化反应器4进行反应,反应温度为400~600℃;反应压力为0.05~1MPa;重量-1
空速为0.1~20hr ;混合C8芳烃和剩余C9+作为产品排出系统;或步骤e中所述的由芳烃-非芳烃分离器9分离出来的芳烃组分进入芳烃分离器10分离为苯、甲苯,混合C8芳烃和C9+芳烃,分别作为产品排出系统。
[0085] 图2为本发明提供的甲醇或二甲醚转化制取芳烃第二种实施例的系统及工艺流程图,所述系统包括:
[0086] a.一个芳构化反应器1,用于将甲醇、二甲醚转化为以芳烃为主的产物;
[0087] b.一个气-液-液三相分离器5,用于将从反应器1出来的产物分离为气相产物、油相产物和水;
[0088] c.一个气相分离器7,用于将从气-液-液分离器5中分离出来的气相产物进一步分离为氢气甲烷混合物和C2+低碳烃类混合物;
[0089] d.一个氢气甲烷分离器8,用于将气相分离器7分离出来的氢气甲烷混合物分离为氢气和甲烷;
[0090] e.一个低碳烃类反应器3,用于将从气相分离器7分离出来的C2+低碳烃类混合物转化为以芳烃为主的产物,该产物进入气-液-液三相分离器5进行分离;
[0091] f.一个芳烃-非芳烃分离器9,用于将气-液-液三相分离器5分离出来的油相产物进一步分离为芳烃组分和非芳烃组分,分离出来的非芳烃产物进入低碳烃类反应器3参与反应;
[0092] g.一个芳烃分离器10,用于将芳烃-非芳烃分离器9中分离出来的芳烃组分分离为苯、甲苯、混合C8芳烃和C9+芳烃组分;
[0093] h.一个芳烃歧化反应器4,用于将从芳烃分离器10中分离出来的苯、甲苯和C9+芳烃通过歧化反应转化为以混合C8芳烃为主的产物,该产物进入气-液-液三相分离器5进行分离。
[0094] 如附图2所示一种采用上述系统由甲醇或二甲醚转化制取芳烃的工艺,该工艺按如下步骤进行:
[0095] a.甲醇、二甲醚进入芳构化反应器1,在催化剂的作用下参与反应,反应温度为-1400~550℃;反应压力为0.05~1MPa;重量空速为0.1~10hr ;反应后的产物进入气-液-液三相分离器5分离为气相产物、油相产物和水,油相产物进入芳烃-非芳烃分离器9,水排出系统;
[0096] b.步骤a中所述的由气-液-液三相分离器5分离出来的气相产物进入气相分离器7分离为氢气甲烷混合物和C2+低碳烃类混合物;
[0097] c.步骤b中所述的由气相分离器7分离出来的氢气甲烷混合物进入氢气甲烷分离器8,分离为氢气和甲烷,作为产品排出系统;
[0098] d.步骤b中所述的由气相分离器7分离出来的C2+低碳烃类混合物进入低碳烃类反应器3进行反应,反应温度为400~650℃;反应压力为0.05~1MPa;重量空速为0.1~-110hr ;反应后的产物进入气-液-液分离器5进行分离;
[0099] e.由气-液-液三相分离器5分离出来的油相产物进入芳烃-非芳烃分离器9,分离为非芳烃组分和芳烃组分,非芳烃组分返回低碳烃类反应器3参与反应;
[0100] f.步骤e中所述的由芳烃-非芳烃分离器9分离出来的芳烃组分进入芳烃分离器10分离为苯和甲苯混合物,以及混合C8芳烃和C9+芳烃,苯和甲苯混合物以及部分C9+芳烃进入歧化反应器4进行反应,反应温度为400~600℃;反应压力为0.05~1MPa;重量-1
空速为0.1~20hr ;混合C8芳烃和剩余C9+作为产品排出系统;或步骤e中所述的由芳烃-非芳烃分离器9分离出来的芳烃组分进入芳烃分离器10分离为苯、甲苯,混合C8芳烃和C9+芳烃,分别作为产品排出系统。
[0101] 图3为本发明提供的甲醇或二甲醚转化制取芳烃第三种实施例的系统及工艺流程图,所述系统包括:
[0102] a.一个芳构化反应器1,用于将甲醇、二甲醚转化为以芳烃为主的产物;
[0103] b.一个气-液-液三相分离器5,用于将从反应器1出来的产物分离为气相产物、油相产物和水;
[0104] c.一个气相分离器7,用于将从气-液-液分离器5中分离出来的气相产物进一步分离为氢气甲烷混合物和C2+低碳烃类混合物;
[0105] d.一个氢气甲烷分离器8,用于将气相分离器7分离出来的氢气甲烷混合物分离为氢气和甲烷;
[0106] e.一个低碳烃类反应器3,用于将从气相分离器7分离出来的C2+低碳烃类混合物转化为以芳烃为主的产物,该产物进入气-液-液三相分离器5进行分离;
[0107] f.一个芳烃-非芳烃分离器9,用于将气-液-液三相分离器5分离出来的油相产物进一步分离为芳烃组分和非芳烃组分,分离出来的非芳烃产物进入低碳烃类反应器3参与反应;
[0108] g.一个芳烃分离器10,用于将芳烃-非芳烃分离器9中分离出来的芳烃组分分离为苯、甲苯、混合C8芳烃和C9+芳烃组分,分离出的苯、甲苯和C9+芳烃组分返回芳构化反应器1参与反应,或者作为产品输出系统,分离出的混合C8芳烃作为产品输出系统。
[0109] 如附图3所示系统的一种由甲醇或二甲醚转化制取芳烃的工艺,其特征在于,该工艺按如下步骤进行:
[0110] a.甲醇、二甲醚进入芳构化反应器1,在催化剂的作用下参与反应,反应温度为-1400~550℃;反应压力为0.05~1MPa;重量空速为0.1~10hr ;反应后的产物进入气-液-液三相分离器5分离为气相产物、油相产物和水,油相产物进入芳烃-非芳烃分离器9,水排出系统;
[0111] b.步骤a中所述的由气-液-液三相分离器5分离出来的气相产物进入气相分离器7分离为氢气甲烷混合物和C2+低碳烃类混合物;
[0112] c.步骤b中所述的由气相分离器7分离出来的氢气甲烷混合物进入氢气甲烷分离器8,分离为氢气和甲烷,作为产品排出系统;
[0113] d.步骤b中所述的由气相分离器7分离出来的C2+低碳烃类混合物进入低碳烃类反应器3进行反应,反应温度为400~650℃;反应压力为0.05~1MPa;重量空速为0.1~-110hr ;反应后的产物进入气-液-液分离器5进行分离;
[0114] e.由气-液-液三相分离器5分离出来的油相产物进入芳烃-非芳烃分离器9,分离为非芳烃组分和芳烃组分,非芳烃组分返回低碳烃类反应器3参与反应;
[0115] f.步骤e中所述的由芳烃-非芳烃分离器9分离出来的芳烃组分进入芳烃分离器10分离为苯、甲苯、混合C8芳烃和C9+芳烃,分离出的苯、甲苯和部分C9+芳烃组分返回芳构化反应器1参与反应,或者作为产品输出系统,分离出的混合C8芳烃和剩余C9+作为产品输出系统。
[0116] 所述芳构化反应器1、低碳烯烃反应器2、低碳烃类反应器3和芳烃歧化反应器4为固定床反应器、移动床反应器、流化床反应器或带再生器的循环流化床反应器。
[0117] 所述气相分离器7将氢气、甲烷与其他低碳烃类进行分离所采用的分离方法为吸收解吸或变压吸附或精馏,所述采用吸收解吸的方法进行分离时,其吸收剂采用汽油、碳原子数为1~4的醇类、醚类、酮类,或采用本工艺自身生成的≤C9的液相烃类,优选本工艺自身生成的≤C9的液相烃类作为低碳烃类吸收剂。
[0118] 实施例1
[0119] 甲醇进入芳构化反应器1(芳构化反应器采用固定床)在Zn-ZSM-5催化剂的作用-1下参与反应,反应温度为470℃,反应压力为0.05MPa,重量空速为0.6hr 。反应后的物料进入气-液-液分离器5分为气相产物、油相产物和水,气相产物进入低碳烯烃芳构化反应器2,反应器为固定床反应器,催化剂为Zn-ZSM-5分子筛催化剂,反应温度为450℃,反应压-1
力为0.1MPa,重量空速为1hr 。反应后的物料经冷凝后进入气-液分离器6分为气相产物和油相产物,气相产物进入气相分离器7,采用吸收解吸的方法将氢气甲烷与其他C2+低碳烃类分开,吸收剂采用馏程为80-180℃的汽油。氢气和甲烷采用膜分离的方法进行分离。
不含氢气的低碳烃类进入低碳烃类芳构化反应器3进行芳构化反应,反应器为固定床反应器,催化剂为Zn-ZSM-5分子筛催化剂,反应温度为580℃,反应压力为0.3MPa,重量空速为-1
0.62hr 。反应后的产物返回气-液-液分离器5进行分离,由气-液-液分离器5和气液分离器6分离出来的油相产物进入芳烃-非芳烃分离器9分离得到非芳烃组分和芳烃组分;非芳烃组分返回低碳烯烃反应器2参与反应,芳烃组分进入芳烃分离器10分离为苯、甲苯、混合C8芳烃和C9+,苯、甲苯和50%的C9+进入芳烃歧化反应器4参与反应,催化剂为-1
Zn-P-ZSM-5分子筛催化剂,反应温度为400℃,反应压力为0.1MPa,重量空速为2hr 。反应后的产物返回气-液-液分离器5,混合C8芳烃和剩余50%的C9+作为产品排出系统。该工艺的最终产物分布如表1所示。
[0120] 实施例2
[0121] 甲醇进入芳构化反应器1(芳构化反应器采用固定床)在Ag-ZSM-5催化剂的作用-1下参与反应,反应温度为450℃,操作压力为0.14MPa,重量空速为0.7hr 。反应后的物料进入气-液液分离器5分为气相产物、油相产物和水,气相产物进入直接进入气相分离器
7,采用反应生成的苯和甲苯的混合物作为吸收剂,吸收温度为40℃,吸收压力为2MPa。氢气和甲烷采用膜分离的方法进行分离。不含氢气的低碳烃类进入低碳烃类芳构化反应器3进行芳构化反应,反应器为固定床反应器,催化剂为Mo-ZSM-5分子筛催化剂,反应温度为-1
600℃,反应压力为1MPa,重量空速为0.1hr 。反应后的产物返回气-液-液分离器5进行分离,由气-液-液分离器5分离出来的油相产物进入芳烃-非芳烃分离器9分离得到非芳烃组分和芳烃组分;非芳烃组分返回低碳烃类反应器3参与反应,芳烃组分进入芳烃分离器10分离为苯、甲苯、混合C8芳烃和C9+,苯、甲苯和60%的C9+进入芳烃歧化反应器
4参与反应,芳烃歧化反应器4采用的催化剂为Ga-P-ZSM-5,反应温度为500℃,反应压力-1
为0.5MPa,重量空速为5hr 。反应后的产物返回气-液-液分离器5,混合C8芳烃和剩余
40%的C9+作为产品排出系统。上述芳构化反应器1、低碳烃类反应器2和芳烃歧化反应器
4均采用移动床反应器。该工艺的最终产物分布如表1所示。
[0122] 实施例3
[0123] 甲醇进入芳构化反应器1(芳构化反应器采用流化床)在Ga-P-ZSM-5催化剂的作-1用下参与反应,反应温度为550℃,反应压力为0.5MPa,重量空速为5hr 。反应后的物料进入气-液-液分离器5分为气相产物、油相产物和水。从气-液-液分离器5出来的气相产物直接进入气相分离器7将氢气和甲烷与C2+低碳烃类分开,气相分离器7采用精馏的方法进行分离。氢气和甲烷采用变压吸附的方法进行分离。不含氢气的C2+低碳烃类物流进入低碳烃类反应器3进行芳构化反应。低碳烃类芳构化反应器3为固定床反应器,催化剂为-1
Zn-P-ZSM-35分子筛催化剂,反应温度为580℃,反应压力为0.2MPa,重量空速为0.62hr 。
反应后的产物返回气-液-液分离器5进行分离,由气-液-液分离器5分离得到的油相产物进入芳烃-非芳烃分离器9分离得到非芳烃组分和芳烃组分;非芳烃组分返回低碳烃类反应器3参与反应,混合芳烃进入芳烃分离器10分离为苯、甲苯、混合C8芳烃和C9+,苯和甲苯作为循环物流返回芳构化反应器1参与反应。C9+和混合C8芳烃作为产品输出。采用上述工艺过程,其整个系统的物料平衡如表1所示。
[0124] 实施例4:
[0125] 原料甲醇经预热到160℃后从流化床反应器底部的分布器进入循环流化床甲醇芳构化反应器,经再生后的催化剂从再生器循环回反应器,甲醇与催化剂在流化床中接触,催-1化剂为Zn-P-ZSM-5,反应温度为550℃,反应压力为0.2MPa,重量空速为0.4hr 。反应后的油气经反应器顶部的旋风分离后进入经冷凝进入气-液-液分离器5进行分离,而已经结碳失活的催化剂经汽提后返回再生器进行烧碳再生,再生后的催化剂再循环回反应器1,至此一个循环完成。其中催化剂再生介质为空气,再生温度为650℃,再生压力为0.11MPa。
[0126] 由芳构化反应器1反应后的产物进入气-液-液分离器5分为气相产物、油相产物和水。从气-液-液分离器5出来的气相产物直接进入气相分离器7将氢气和甲烷与C2+低碳烃类分开,气相分离器7采用变压吸附的方法将氢气和甲烷与C2+低碳烃类分开。氢气和甲烷在氢气甲烷分离器8中采用变压吸附的方法进行分离。不含氢气的C2+低碳烃类物流进入低碳烃类反应器3进行芳构化反应。低碳烃类芳构化反应器3为固定床反应器,催化剂为Zn-P-ZSM-35分子筛催化剂,反应温度为580℃,反应压力为0.2MPa,重量空速为-15hr 。反应后的产物返回气-液-液分离器5进行分离,由气-液-液分离器5分离得到的油相产物进入芳烃-非芳烃分离器9分离得到非芳烃组分和芳烃组分;非芳烃组分返回低碳烃类反应器3参与反应,混合芳烃进入芳烃分离器10分离为苯、甲苯、混合C8芳烃和C9+,苯和甲苯和30%的C9+作为循环物流返回芳构化反应器1参与反应。70%的C9+和混合C8芳烃作为产品输出。采用上述工艺过程,其整个系统的物料平衡如表1所示。
[0127] 实施例5:
[0128] 原料甲醇经预热到200℃后从流化床芳构化反应器1底部的分布器进入循环流化床芳构化反应器,经再生后的催化剂从再生器循环回反应器,甲醇与催化剂在流化床中接-1触,催化剂为Ga-P-ZSM-5,反应温度为480℃、反应压力为0.2MPa、重量空速为0.4hr 。而已结碳失活的催化剂经汽提后返回再生器进行烧碳再生,再生后的催化剂再循环回反应器1,至此一个循环完成。其中催化剂再生介质为空气,再生温度为650℃,再生压力为0.11MPa。
[0129] 由芳构化反应器1反应后的产物进入气-液-液分离器5分为气相产物、油相产物和水。从气-液-液分离器5出来的气相产物直接进入气相分离器7将氢气和甲烷与C2+低碳烃类分开,气相分离器7采用精馏的方法进行分离。氢气和甲烷采用吸收解吸的方法进行分离,吸收剂为反应生成的芳烃。不含氢气的C2+低碳烃类物流进入带再生器的循环流化床低碳烃类反应器3进行芳构化反应,经再生后的催化剂从再生器循环回反应器。C2+低碳烃类物流与催化剂在流化床中接触,催化剂为Zn-P-ZSM-35分子筛催化剂,反应温度-1为600℃、反应压力为0.2MPa、重量空速为1hr 。反应后的油气经反应器顶部的旋风分离后进入气-液-液分离器5进行分离,而已经结碳失活的催化剂经汽提后返回再生器进行烧碳再生,再生后的催化剂再循环回反应器3,至此一个循环完成;其中催化剂再生介质为空气,再生温度为620℃,再生压力为0.11MPa。由气-液-液分离器5分离得到的油相产物进入芳烃-非芳烃分离器9分离得到非芳烃组分和芳烃组分;非芳烃组分返回低碳烃类反应器3参与反应,混合芳烃进入芳烃分离器10分离为苯、甲苯、混合C8芳烃和C9+,苯、甲苯和40%的C9+作为循环物流返回芳构化反应器参与反应。剩余60%的C9+和混合C8芳烃作为产品输出。采用上述工艺过程,其整个系统的物料平衡如表1所示。
[0130] 实施例6:
[0131] 原料甲醇经预热到200℃后从流化床芳构化反应器1底部的分布器进入循环流化床芳构化反应器,经再生后的催化剂从再生器循环回反应器,甲醇与催化剂在流化床中接-1触,催化剂为Mo-P-ZSM-5,反应温度为500℃、反应压力为0.7MPa、重量空速为0.4hr 。而已结碳失活的催化剂经汽提后返回再生器进行烧碳再生,再生后的催化剂再循环回反应器1,至此一个循环完成。其中催化剂再生介质为空气,再生温度为650℃,再生压力为0.5MPa。
[0132] 由芳构化反应器1反应后的产物进入气-液-液分离器5分为气相产物、油相产物和水。从气-液-液分离器5出来的气相产物直接进入气相分离器7将氢气和甲烷与C2+低碳烃类分开,气相分离器7采用精馏的方法进行分离。氢气和甲烷采用吸收解吸的方法进行分离,吸收剂为反应生成的芳烃。不含氢气的C2+低碳烃类物流进入流化床低碳烃类反应器3进行芳构化反应。C2+低碳烃类物流与催化剂在流化床中接触,催化剂为Mo-P-ZSM-5-1分子筛催化剂,反应温度为600℃、反应压力为0.7MPa、重量空速为1hr 。反应后的油气经反应器顶部的旋风分离后进入气-液-液分离器5进行分离,而已经结碳失活的催化剂经汽提后返回再生器进行烧碳再生,再生后的催化剂再循环回反应器3,至此一个循环完成,在此芳构化反应器1与低碳烃类反应器3共用一个再生器。由气-液-液分离器5分离得到的油相产物进入芳烃-非芳烃分离器9分离得到非芳烃组分和芳烃组分;非芳烃组分返回低碳烃类反应器3参与反应,混合芳烃进入芳烃分离器10分离为苯、甲苯、混合C8芳烃和C9+,苯、甲苯和80%的C9+作为循环物流返回芳构化反应器参与反应。剩余20%的C9+和混合C8芳烃作为产品输出。采用上述工艺过程,其整个系统的物料平衡如表1所示。
[0133] 表1甲醇芳构化过程产物分布,wt%
[0134]
[0135] 实施例7:
[0136] 二甲醚作为原料进入流化床芳构化反应器1在Zn-P-ZSM-5催化剂的作用下参-1与反应,反应温度为450℃,反应压力为0.5MPa,重量空速为0.5hr 。反应后的物料进入气-液-液分离器5分为气相产物、油相产物和水。从气-液-液分离器5出来的气相产物直接进入气相分离器7将氢气和甲烷与C2+低碳烃类分开,气相分离器7采用吸收解吸的方法,采用甲醇作为吸收剂。氢气和甲烷在氢气甲烷分离器8中采用变压吸附的方法进行分离。不含氢气的C2+低碳烃类物流进入低碳烃类反应器3进行芳构化反应。低碳烃类芳构化反应器3为固定床反应器,催化剂为Zn-P-ZSM-35分子筛催化剂,反应温度为580℃,-1
反应压力为1MPa,重量空速为1hr 。反应后的产物返回气-液-液分离器5进行分离,由气-液-液分离器5分离得到的油相产物进入芳烃-非芳烃分离器9分离得到非芳烃组分和芳烃组分;非芳烃组分返回低碳烃类反应器3参与反应,混合芳烃进入芳烃分离器10分离为苯、甲苯、混合C8芳烃和C9+,苯和甲苯作为循环物流返回甲醇、二甲醚芳构化反应参与反应。C9+和混合C8芳烃作为产品输出。采用上述系统与工艺过程,混合C8的质量收率为
70.52%。
[0137] 上述实施例只是部分较佳实施例,本发明保护范围以申请的权利要求为准。本领域技术人员可通过借鉴本发明提出的甲醇、二甲醚转化制取芳烃的系统与工艺,适当改变原料、工艺参数等环节实现。特别需要指出的是,所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。