[发明专利]车用甲醇燃料成品汽油的制备方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工燃料油领域，特别是涉及一种用于制备大比例车用甲醇燃料的车用甲醇燃料成品汽油的制备方法和装置。

背景技术

近年来，面对严峻的能源形势，国家确立以煤为基础，多元化发展，重点发展醇醚燃料的替代能源发展方针。最近，甲醇燃料又被国家发改委颁布的《我国醇醚燃料及醇醚清洁汽车发展专题报告(征求意见稿)》确定为今后20～30年过渡性车用替代燃料。国家标准化管理委员会公告批准《车用燃料甲醇》标准，于2009年11月1日起实施。甲醇作为车用燃料正式得到市场准入许可，车用甲醇燃料在国内开始从示范推广和区域推广走向全面推广使用。

在车用甲醇燃料推广应用中，M系列车用甲醇汽油为首推。M系列甲醇汽油有不用改装汽车发动机使用的变性甲醇燃料(燃料适应车)和需要改装汽车发动机使用的甲醇燃料(车适应燃料)两大类。不需要改装汽车发动机使用的变性甲醇燃料，目前基本都是采用“变性添加剂”对甲醇进行“变性”，技术比较成熟的是低比例甲醇燃料。其中认为成熟和示范推广的主要是M15及其以下产品，其用甲醇替代汽油的比例较低，经济效益有限，市场推广效果不理想。M15以上的M20、M25则因为混溶性能差、动力降低严重等原因，尚未推广应用。实际上M15的市场表现也普遍存在混溶性能差、动力降低等问题。

M85、M100甲醇替代汽油比例高，但需要改装汽车发动机，推广应用受到的限制较大。

中高比例、不需对发动机进行改装直接替代汽油使用的甲醇燃料，成为市场关注的热点。

将甲醇转化为烃类的甲醇制汽油(MTG)，是美国Mobil公司早于1976年用ZMS-5分子筛催化剂开发成功的。被称为间接法煤制油。是较煤直接液化制油反应条件温和的煤制油工艺。美国EMRE公司于20多年前在新锡兰使之商业化，近年来又在一些国家推广。其工艺条件为250～350℃、3.0～5.0MPa，尽管较煤直接液化制油条件温和，但仍是高温、高压，因此建设投资和运行成本都较高，安全隐患也较大。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，根据甲醇和烯烃在50～80℃下催化反应制备MTBE(甲基叔丁基醚)，MTBE是生产无铅、高辛烷值、含氧汽油的调和组份；醇、醚类中还有不少化合物被用作汽油辛烷值改进剂和含氧汽油组分；而甲醇具有参与醚化、甲基化、酯化、胺化、缩合、聚合等多种化学反应的活泼的化学性质的启示。本发明本着不追求反应产物的种类和纯度，而是通过反应物的多样性和催化剂的高性能的目标，提出一种能以更好发挥甲醇活泼的化学性能，使甲醇在更为温和的工艺条件下催化改性，转化成各种醇、醚、酯和烃类等化合物的混合物的途径，克服其用作车用燃料油时的诸如高温“气阻”、低温冷起动困难、热值低动力性能下降、与汽油混溶性差、替代汽油的比例受限制较大等不适应性，从而得到一种制备大比例车用甲醇燃料的方法。

本发明之一的一种车用甲醇燃料成品汽油的制备方法是这样实现的：

该方法包括改性甲醇的制备和车用甲醇燃料成品汽油的制备步骤，其特征在于：

(一)改性甲醇的制备

(1)原料配方：按重量百分比计

a.主料为甲醇，占85％；

b.辅料为下述10种工业级物料：石脑油5％；石油苯3％；异丁烯1～3％；

异丙醇1％；异丁醛1～3％；仲辛醇0.5％；叔丁醇0.5％；丁烯酮0.5％；乙酰丙酮0.3％；苯丁烯酮0.2％；

(2)制备步骤：

a.配料和预热：

将主料甲醇经冷凝冷却预热器I(1)预热到55～65℃；将10种辅料预先按(1)b步骤的比例在辅料混合器(2)中混合后经冷却预热器II(3)预热到45～55℃；

b.催化反应：

1)将按a配料和预热后的甲醇和辅料的混合液按上述(1)步骤的比例、经主辅料混合器(4)混合后，以催化反应器(5)空速为4～6h^-1的总量，输入催化反应器(5)；

2)上述的混合物料经催化反应器(5)底部远红外辐射加热装置(512)进一步加热到70～80℃，汽化后经催化反应器(5)中的气流分布器(52)逆流向上，均匀通过催化反应器(5)中的分子筛固定床催化反应段(53)进行甲醇改性反应，生成的醇、醚、烃类化合物的混合反应产物，到达固定床催化反应段顶部温度为60～65℃；