[发明专利]一种产丙烯可联产高辛烷值汽油组分的反应工艺

说明书

技术领域

本发明属于甲醇制丙烯或芳烃的生产领域，具体涉及一种产丙烯可联产高辛烷值汽油组分的反应工艺。

背景技术

甲醇制丙烯（MTP）技术属于由煤或天然气生产丙烯的路线，相比于丙烯生产的石油工艺路线，丙烯的选择性和产率更高。由于是煤化工路线，甲醇制丙烯技术能避免因原油价格波动带来的一系列经济效益问题。另外一条生产丙烯的煤化工路线是甲醇/二甲醚制低碳烯烃（MTO）技术，该技术主产乙烯和丙烯，副产少量的C4烯烃以及非常少的汽油组分。然而，由甲醇制取乙烯技术在原料成本上是缺乏市场竞争力的，因为乙烯除了能通过传统的石脑油蒸汽裂解得到之外，还可通过中东进口非常便宜的乙烷资源制备。乙烷脱氢制乙烯技术不能生产丙烯，这就意味着丙烯的生产仍然只能通过石油路径或煤化工路径。MTP工艺不但能生产丙烯，还能大量副产附加值很高的C4烯烃以及芳烃产品。随着市场上丁基橡胶、高辛烷值汽油组分需求量的不断增加，C4烯烃和芳烃的市场价值将会越来越高。MTP技术能够根据反应条件选择主产其宽广产物分布中的一种或多种产品，相比于MTO技术局限的产物分布，MTP技术所凸显出的优势愈加明显。

目前的MTP技术中，工业化的催化剂有两种：ZSM-5分子筛和SAPO-34分子筛。ZSM-5分子筛具有合适的孔道尺寸与结构，在较低温度下能够催化甲醇脱水生成甲醚，在较高温下不但能够催化MTO反应，生成低碳烯烃，如乙烯、丙烯，还能有效地用于甲醇制汽油（MTG）反应，将甲醇转化为具有汽油沸程的烃类物质，合成的汽油中含有60%左右的芳烃。

欧洲专利EP0448000B1、中国专利CN1431982A等均已公开了固定床工艺方法以及所使用的催化剂。该工艺方法采用γ-Al₂O₃将甲醇部分转化为二甲醚（DME），再基于德国南方化学公司提供的改性ZSM-5分子筛催化剂，将含有DME、H₂O、甲醇的一次产物进一步转化，得到了较高的丙烯收率，同时副产少量乙烯、汽油和液化石油气（LPG）。US007371916B1与CN101023047B公开了一种使用移动床技术和醚化步骤将醇类含氧物转化为丙烯的方法。该工艺方法使用γ-Al₂O₃催化剂将甲醇首先转化为二甲醚（反应称为醚化反应），然后采用ZSM-5分子筛或SAPO-34为含氧化合物制丙烯反应区催化剂，将甲醇、二甲醚、水的混合物以及副产物乙烯和部分C₄烯烃组成的返回烃一起转化为产物丙烯（该反应称为制烯烃反应）。

上述专利中由于醚化反应与制烯烃反应分别采用了两种不同的催化剂，因此需要设计两套不同的催化剂再生体系，给催化剂再生器设计与操作造成了不便。另外，返回烃被送入到制烯烃反应区循环反应之前需要预热到400～500℃的高温，增加了对公用工程的取热。最后，因为醚化反应的催化剂（γ-Al₂O₃）只能进行甲醇脱水反应，因此，整套工艺只能生产丙烯，而无法同时联产芳烃，工艺缺乏可操作弹性。

中国专利CN102190546A公开了一种甲醇转化制丙烯和芳烃的方法，该专利首先将甲醇预反应生成二甲醚，在甲醇制烯烃装置后分离产物，得到丙烯，将产物中的C4、C5烃通入到另一个芳构化装置继续反应，得到芳烃。该工艺在甲醇制烯烃装置后又增设了一套芳构化装置，从而增加了设备投资与操作成本。中国专利CN1880288A公开了一种甲醇转化制芳烃工艺，该工艺以甲醇为原料，改性的ZSM-5为催化剂，经一段反应后得到主产物芳烃，其他低碳烃进入二段反应器进行催化反应，得到二段反应产物，经过两段反应后，产物中芳烃含量得到最高。

上述甲醇转化制取芳烃的方法，主要集中于甲醇转化制备低碳烯烃、甲醇转化制取低碳烯烃副产混合芳烃。由于制烯烃与芳构化反应器采用的催化剂不同，因此至少需要两个不同的反应器，不但设备投资大，同时，工艺的调变弹性较小，不能快速适应市场在化工产品上的价格波动。

因此，本专利通过“一剂两用”以及调控醚化反应的深度，不但实现甲醇高产丙烯的方案，还能得到产丙烯同时联产高辛烷值汽油组分方案，且不需增加新的反应装置或者更换催化剂再生器等设备，即可根据市场对产品的不同要求在两种工艺中自由切换。

发明内容

本发明提供了一种产丙烯可联产高辛烷值汽油组分的反应工艺，该工艺可根据市场需求，在不需增加新的反应装置或者更换催化剂再生器等设备的前提下，自由切换高产丙烯方案和产丙烯兼产高辛烷值汽油组分方案两种工艺。