[发明专利]甲醇转化制丙烯联产乙苯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲醇或二甲醚转化制丙烯联产乙苯的方法。

背景技术

甲醇是一种来源丰富的工业原料，是C1化学与化工的基石，甲醇的合成与转化一直是一门非常活跃的学科。由于我国石油资源短缺而煤炭资源相对丰富的特点，近几年我国煤化工事业出现前所未有的火热局面，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，煤基合成甲醇成为多数煤化工企业的首选项目，甲醇产量逐年加大。对于我国甲醇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，甲醇的产能将远远超过实际需求，开展甲醇转化技术研究，为我国甲醇找到一条现实可行的出路，对于甲醇工业的发展具有十分重要的意义。

事实上，甲醇可以转化得到石油化工过程的大部分基础原料，如三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯），也可以得到汽油、柴油等马达燃料。美国UOP公司和挪威Norsk Hydro公司合作开发了甲醇转化制烯烃（MTO）技术，在运行90多天的过程中，甲醇转化率始终接近100％，乙烯和丙烯的选择性分别为55（mol）％和27（mol）％，而且可以灵活调节乙烯和丙烯之间的比例（工业催化，2001，9（4）：3～8）。德国鲁奇公司开发了甲醇制丙烯（MTP）技术（专利WO2004/018089），其工艺原理是利用改性的ZSM-5系列催化剂和固定床反应器，丙烯单程选择性为35～40％左右，重组分返回反应器，可使丙烯收率达到70％。Exxon-Mobil公司开发了MTG（甲醇转化制汽油）技术和MOGD（甲醇转化制汽柴油），其中Mobil公司开发的MTG技术曾在新西兰建设了年产57万吨汽油的商业装置，并成功运转了10年时间。国内大连化物所开发了DMTO（甲醇转化制烯烃，包括乙烯和丙烯）技术，形成了自主知识产权（ZL99127143）。山西煤化所开发了甲醇转化制芳烃（MTA）的技术，在适当的工艺条件下，采用改性分子筛催化剂，液态烃产品中芳烃总含量可以达到70％以上（CN 1880288A）。

现有甲醇转化技术中，产品结构单一，比如甲醇制丙烯技术，只能得到丙烯，副产的大量乙烯只能通过返回甲醇转化器循环反应，利用率不高。而作为重要化工原料的乙苯，传统上是由苯与乙烯烷基化反应制取的，如果能将甲醇转化制丙烯反应产生的乙烯作为乙苯的生产原料，必将大大提高其利用率和附加值。

甲醇或二甲醚转化制丙烯联产乙苯的方法可在增产丙烯的同时生产乙苯，提高了原料的利用效率，具有明显的经济价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有甲醇转化制丙烯技术只能得到丙烯、产品附加值低的问题，提供一种新的甲醇转化制丙烯联产乙苯的方法。该方法具有使甲醇能转化为高附加值的丙烯的同时，还能得到乙苯的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种甲醇或二甲醚转化制丙烯联产乙苯的方法，包括如下步骤：

a）将反应原料与催化剂                                                在反应器Ⅰ内接触，生成含丙烯、乙烯的轻组分、丙烷和碳四烃和碳五以上重组分的混合物流Ⅰ；

b）将上述混合烃物流Ⅰ进行分离，得到丙烯、乙烯、丙烷、碳四烃和碳五以上重组分；

c）将分离的丙烷和碳四烃返回到上述反应器Ⅰ中循环反应；

d）分离后的含乙烯的轻组分与苯在烃化反应器Ⅱ内与催化剂接触，发生烃化反应，产物混合物流Ⅱ经汽液分离后，所得气体进入低温吸收排出装置，所得液体产物再进行分离，分别分离出循环苯、乙苯、丙苯、二乙苯和重组分；

e）所得的二乙苯与苯混合进入反烃化反应器Ⅲ，在催化剂上进行反烃化反应，转化为乙苯；

其中催化剂为含Ce的SiO₂/Al₂O₃摩尔比为100~1000的ZSM-5分子筛催化剂，催化剂为SiO₂/Al₂O₃摩尔比为50~500的ZSM-5/ZSM-11共结晶结构的沸石催化剂，催化剂为SiO₂/Al₂O₃摩尔比为20~200的脱铝丝光或β沸石催化剂，反应原料选自甲醇、二甲醚或其混合物。