[发明专利]一种醇醚催化转化制备高辛烷值燃料的催化剂及方法

权利要求书

1.一种醇醚催化转化制备高辛烷值燃料的催化剂，其特征在于，该催化剂为金属、分子筛和结构增强剂的复合体；催化剂中的金属为锌、银、钼、铜、镍、铈、镧、锰、铬、铂、铁、钌、钨、钒中的一种或两种及两种以上的复合；分子筛为ZSM-5、ZSM-11或两者的组合；金属的总负载量为分子筛总质量的0.05％-5％，分子筛占催化剂整体质量的30％-70％；增强剂为铝溶胶、硅溶胶、高岭土、拟薄水铝石中的一种或两种及两种以上的复合。

2.一种醇醚进行催化转化合成高辛烷值燃料的方法.其特征在于，包括如下步骤：

(1)将制备催化剂用金属对应的可溶性金属盐通过浸渍的方法，吸入分子筛内部，经过快速过滤，使90-95％的金属分布于分子筛内部，经过300-700℃焙烧后，固定金属与分子筛的相对位置，得到金属-分子筛复合结构，然后将金属-分子筛复合结构与结构增强剂成型制成催化剂，将催化剂装入反应器中；

(2)用甲烷气或液化气燃烧，生成高温烟道气直接通入反应器，或通入反应器的换热管中，控制反应器的温度为250-300℃，然后通入含醇醚的气体进行反应，反应放热，催化剂床层自行升温至400-500℃，控制反应器温度稳定；

(3)向反应器中持续通入含醇醚的气体，通过催化剂处理含醇醚的气体原料，在400-500℃温度和0.1-2.0MPa压力下生成高辛烷值液态烃燃料和气态产物；催化剂积炭失活后，向催化剂再生反应器中通入纯氧或空气，350-500℃温度下，经气氛置换进行原位再生或将催化剂移至催化剂再生反应器内进行再生，然后再返回反应器；通过催化剂再生反应器控制再生温度及再生后气体组成，将催化剂再生过程中产生的烟道气体中的CO经过变压吸附，返回反应器继续反应；将气态产物中的氢气和C₁-C₂烷烃分离，氢气返回反应器继续反应，C₁-C₂烷烃用作反应器启动的燃料或通往制备合成气的装置；

(4)重复步骤(3)的过程，连续制备得到高辛烷值燃料。

3.根据权利要求2所述一种醇醚催化转化制备高辛烷值燃料的方法，其特征在于，所述反应器为固床定反应器、移动床反应器或流化床反应器；所述催化剂再生反应器为移动床催化剂再生反应器或流化床催化剂再生反应器；当反应器为固床定反应器时，使用颗粒粒径为3-8mm的催化剂，催化剂进行原位再生；当主反应器为移动床反应器时，使用颗粒粒径为3-8mm的催化剂，催化剂再生时移至移动床催化剂再生反应器中进行；当主反应器为流化床反应器时，使用颗粒粒径为0.05-0.5mm的催化剂，催化剂再生时移至流化床催化剂再生反应器中进行。

4.根据权利要求2所述一种醇醚进行催化转化合成高辛烷值燃料的方法.其特征在于，所述含醇醚的气体为甲醇、二甲醚、甲醇与二甲醚任意比例的混合物或者醇醚与水、C₁-C₇的烃类、CO、CO₂、H₂的混合物，水、C₁-C₇的烃类、CO、CO₂、H₂可单独与醇醚混合，也可两种及两种以上组分与醇醚混合，这些组分与醇醚的混合不超过混合物总质量的50％。

5.根据权利要求2所述一种醇醚进行催化转化合成高辛烷值燃料的方法.其特征在于，所述控制反应器温度稳定的方法为：换热介质为压强1.3-2.0MPa的低温饱和水和低温原料；单独使用低温饱和水时，将低温饱和水通入反应器的换热管中，通过部分水汽化吸热并过热的方式，来保证反应器的温度稳定；单独使用低温原料时，将低温原料直接通入反应器，通过低温原料的汽化与升温吸热，来保证反应器的温度稳定；也可以将上述两种方式结合同时进行低温饱和水的间接换热与低温原料的直接换换热来控制反应器的温度。

6.根据权利要求2所述一种醇醚进行催化转化合成高辛烷值燃料的方法，其特征在于，所述催化剂再生反应器控制再生温度及再生后气体组成的方法为：通纯氧时，生成不含NO的烟道气，当温度高于要求值后，即减少纯氧的通入量；通空气时，当再生后气体组成中NO含量高于50mg/kg或CO与CO₂的体积比小于8时，则降低空气的通入量，同时也使再生器中的温度不升高。

7.根据权利要求2所述一种醇醚进行催化转化合成高辛烷值燃料的方法，其特征在于，所述催化剂处理含醇醚的气体原料的重量空速为0.3-30g/gcat/h；生成高辛烷值液态烃燃料的单程收率为有机原料总碳基的60-70％，辛烷值为100-110；生成气态产物的平均分子量在8-20。