[发明专利]甲醇脱水与催化裂解组合生产二甲醚、低碳烯烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从甲醇生产二甲醚的方法，更具体地说，本发明属于 一种联合烃类催化转化同时生产二甲醚、低碳烯烃(C2-C4烯烃)的方法。

背景技术

二甲醚(DME)的生产方法有一步法和二步法。一步法是指由原料气 一次合成二甲醚；二步法是由合成气合成甲醇，然后再脱水制取二甲醚。

二步法分两步进行，即先由合成气合成甲醇，甲醇在酸催化下脱水制 二甲醚。二步法合成二甲醚是目前国内外二甲醚生产的主要工艺，该法以 精甲醇为原料，脱水反应副产物少，二甲醚纯度高，工艺成熟，装置适应 性广，后处理简单，可直接建在甲醇生产厂，也可建在其它公用设施好的 非甲醇生产厂。国内外多采用含γ-Al₂O₃/SiO₂制成的ZSM-5分子筛作为 脱水催化剂。反应温度控制在280-340℃，压力为0.5-0.8MPa。甲醇的单 程转化率在70-85％之间，二甲醚的选择性大于98％。

CN1180064A公开了一种二甲醚的生产方法，以甲醇为原料，在较低 温度(100至125℃)、常压(0-0.05MPa表压)和新的催化剂作用下进行 反应脱水，即可产出二甲醚气体。

CN1125216A公开了一种由甲醇生产二甲醚的方法，该方法是甲醇先 进入汽化分离塔，除去高沸点物及杂质后，在多段冷激式反应器内，复合 固体酸催化剂存在下进行催化脱水反应，脱水产物进入高效填料精馏塔内 进行精馏，根据不同需要，选择不同操作回流比，制得纯度90-99.99％二 甲醚产品。

CN1368493A公开了一种甲醇催化脱水制备二甲醚的方法，涉及一种 甲醇催化脱水制二甲醚的方法，其中脱水是在含SO₄^2-的固体酸催化剂存在 下进行的。催化剂中SO₄^2-含量优选为2-25重％，优选的催化剂载体选自 γ-Al₂O₃，η-Al₂O₃和SiO₂。

CN1301686A公开了一种甲醇脱水制二甲醚的方法，该方法是以高岭 土为原料，经硫酸改性后作为催化剂，用于甲醇脱水制二甲醚。

US2004/0034255A1公布了一种利用活性氧化铝催化甲醇气相脱水制 备二甲醚的方法，所述活性氧化铝的孔径为2.5nm到8.0nm，其中氧化钠 的含量低于0.07％。

上述方法主要利用复合固体酸、酸改性高岭土、活性氧化铝等催化甲 醇脱水制备二甲醚，且主要利用固定床反应器，生产的二甲醚多用作精细 化学品，生产规模小，生产成本较高。另外，甲醇的脱水反应需要在一定 温度下完成，反应过程中甲醇汽化热很大，甲醇本身放出的热量不足以维 持甲醇脱水工艺过程的热量平衡。

乙烯、丙烯是现代化学工业的基本原料，其需求量将越来越大。制取 乙烯、丙烯的传统路线是通过石脑油裂解生产，但随着石油成本和风险逐 步提高，寻找替代性原料来源用以生产小分子烯烃(C2-C3烯烃)就变得 非常重要。天然气经由甲醇制乙烯、丙烯等小分子烯烃(Methanol to Olefins，简称MTO)是最有希望替代石脑油路线制烯烃的工艺。由天然 气制甲醇(经由合成气)的工艺已经很成熟，而以甲醇制小分子烯烃(MTO) 则是该替代路线的关键环节。其它如由农作物等制取含氧化合物，再转化 为烯烃等化工产品，也具有潜在开发价值。

五元环高硅分子筛如ZSM-5、硅铝磷酸盐分子筛如SAPO-34能够选 择性的将含氧化合物转化成小分子烯烃。但在实际生产过程中，需要设计 合理工艺路线，最大限度提高小分子烯烃的选择性。

CN1065853C公开一种利用SAPO-34分子筛催化剂，在上行密相流化 床上将甲醇、二甲醚转化为小分子烯烃的方法，基于碳平衡的小分子烯烃 的选择性接近80％。