[发明专利]一种由甲醇制备丙烯并联产芳烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由甲醇制备丙烯的方法，具体涉及一种由甲醇制备丙烯并联产芳烃（主要是苯、甲苯和二甲苯）的方法。

背景技术

丙烯和芳烃是现代化学工业的重要基础原料。随着我国经济的快速发展，化工行业对丙烯和芳烃（主要是苯、甲苯和二甲苯，三者的混合物简称为BTX）的需求量越来越大，随之供应缺口也越来越大。目前，丙烯和芳烃主要来源于石油资源，但由于石油价格的不断攀升及石油增产能力的限制等因素，非石油路线制备丙烯及芳烃的方法日益受到重视。基于我国“富煤、贫油、少气”的能源分布结构和国内的甲醇产量严重过剩的产业格局，以煤制甲醇，再由甲醇制取丙烯及芳烃的工艺则倍受关注。

基于改性ZSM-5分子筛作为催化剂，Lurgi公司开发了甲醇制丙烯（简称为MTP）的工艺，该工艺的主产物为丙烯，同时副产相当量的液化石油气（LPG）和汽油产品。为了进一步提高产品的附加值，同时满足国内市场对丙烯和芳烃快速增长的需求，需要寻求一种甲醇转化生产丙烯并联产芳烃（主要为BTX）的方法。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服目前现有的由甲醇制丙烯工艺附加值不足的缺陷，提供一种工艺流程简单、产品转化率高、市场价值优异的由甲醇制丙烯并联产芳烃的方法。

为表述方便，本文采用“Cn烃”表示C原子数为n的烃，采用“C_n⁺烃”表示C原子数为n以上（包括n）的烃，n为自然数。例如，C₁~C₅烃表示C原子数为1~5的烃，又如，C₉⁺烃表示C原子数为9以上（包括9）的烃。

本发明提供了一种由甲醇制备丙烯并联产芳烃的方法，该方法包括以下步骤：

1）使甲醇进行醚化反应，得到第一混合产物。

2）使所述第一混合产物进行脱水反应，得到第二混合产物。

3）将所述第二混合产物分离得到C₁~C₅烃、C₆⁺烃和水；

其中，将所述C₁~C₅烃分离得到C₁~C₃烃和C₄~C₅烃；将所述C₁~C₃烃进一步分离得到丙烯；

将所述C₆⁺烃分离得到苯、甲苯和二甲苯的混合物和C₉⁺烃。

其中，使所述C₄~C₅烃进行芳构化反应，得到第三混合产物，并将所述第三混合产物并入所述第二混合产物继续分离。

使甲醇进行醚化反应后，转化为二甲醚、甲醇和水的平衡混合物，即所述第一混合产物。使第二混合产物进行脱水反应后，转化为主要为烃类和水的混合物，即所述第二混合产物，然后对第二混合产物进行后续的分离操作。

可以使由第二混合产物分离得到的C₄~C₅烃进行芳构化反应，转化为以芳烃为主的混合物，即所述第三混合产物，然后将该第三混合产物循环并入第二混合产物，再进行后续的分离操作，因而可利用C₄~C₅烃进一步提高芳烃的产率。

根据本发明的方法，其中，该方法还可以包括：

可以使所述C₉⁺烃通入第四反应器进行裂解反应，得到第四混合产物，并将所述第四混合产物并入所述第二混合产物。C₉⁺烃在进行裂解反应后，生成主要含有烯烃和芳烃的混合产物，即所述第四混合产物，然后将该第四混合产物循环并入第二混合产物，再进行后续的分离操作，因此通过利用C₉⁺烃可以进一步提高丙烯和芳烃的产率。

根据本发明的方法，其中，该方法还可以包括：

可以将所述步骤3）中分离得到的水的全部或部分并入所述第一混合产物。作为优选，所述水可以为水蒸气。例如，将所述水经过高压蒸汽加热气化后，以水蒸气的形式并入所述第一混合产物，可以起到稀释剂的作用，提高丙烯产品的选择性，并且能够有效控制催化剂的床层温度，减少催化剂的结焦现象，延长催化剂的使用寿命。