[发明专利]一种催化汽油轻馏分醚化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化轻汽油醚化工艺，特别是催化汽油中的活性C₅、活性C₆烯烃与甲醇通过醚化反应生成高辛烷值汽油调和组分的方法。

背景技术

为了保护环境，近年来国内对汽油产品质量的要求越来越高。在2011年5月12日发布实施的GB17930-2011《车用汽油》国家标准中将车用汽油(IV)的烯烃含量修改为不大于28％(体积百分数)。该标准自发布之日起实施，过渡期至2013年12月31日。为满足第V阶段排放要求，该标准还在附录A中提出建议性指标，规定车用汽油(V)中烯烃含量不大于25％(体积百分数)。

日益严格的汽油标准对国内炼厂汽油产品提出了更高的要求。由于国内炼厂汽油中的烯烃绝大部分来自催化汽油。目前，催化汽油降烯烃技术主要有：1)降烯烃催化剂和助剂的开发与应用；2)降烯烃工艺技术的开发与应用；3)催化裂化轻汽油醚化技术等。在选择降烯烃技术的时候，应考虑工厂的装置现状、各种汽油的比例、产品的标准等具体情况。一般认为采用轻汽油醚化的工艺路线是降低催化汽油烯烃的较好选择，轻汽油醚化使催化汽油中的C₄～C₇活性烯烃与醇类反应生成相应的醚，可降低催化汽油烯烃含量10～15个百分点。另外，该工艺在改善车用汽油品质方面还具有如下重要作用：

1)催化裂化汽油醚化后，由于不稳定的烯烃转化为相应的醚，故安定性变好，溴价(或碘值)降低。

2)经醚化生成的甲基叔烷基醚的辛烷值均较相应的叔碳烯烃的辛烷值高，醚化后催化汽油的辛烷值比未醚化时一般可提高1～2个单位。

3)醚化后的汽油蒸汽压降低，从而可调入一些不含芳烃的轻组分，有利于提高汽油的产量和增加经济效益。

4)汽油醚化装置一般包含选择性加氢部分，将汽油中的共轭二烯烃转化为单烯烃，从而降低了胶质生成量，改善了产品颜色。

5)建设汽油醚化装置可消耗大量的甲醇，将这部分价格较低的甲醇通过醚化转化为高附加值的汽油产品，使炼油厂效益明显提高。

国内外各种醚化工艺的共同点是都有选择性加氢、原料水洗、醚化反应、产品分离、甲醇回收等工序。不同点是：反应器类型不同、甲醇回收方式不同、醚化原料的流程不同等。选择加氢反应器类型有固定床式和催化蒸馏塔，醚化反应有固定床、膨胀床、混相床和催化蒸馏塔等型式。

国外技术中，美国CDTECH公司技术选择性加氢和醚化均采用了催化蒸馏技术，但投资相对较高。其工艺流程主要为：原料经选择加氢预处理后进入沸点反应器(混相床)进行醚化反应，反应产物进入催化蒸馏塔进一步反应，塔底分出的是醚化产品，塔顶为未反应的C₅及甲醇共沸物，该共沸物进入甲醇萃取塔。从甲醇萃取塔顶出来的C₅和比C₅更轻的组分作为产品出装置。甲醇萃取塔底出来的甲醇水溶液进入甲醇回收塔中进行甲醇与水的分离，塔顶出来的甲醇返回沸点反应器的入口循环利用，从塔底分出的水相返回甲醇萃取塔循环使用。催化蒸馏用于生产MTBE时优势明显，应优先选用。但当用于催化轻汽油醚化时，与传统固定床工艺相比，存在如下缺点：1)转化率提高不明显；2)催化蒸馏塔结构复杂、催化剂装卸困难；3)催化蒸馏仅能醚化C₄、C₅烯烃；4)投资较高；5)具反应活性的2-甲基-2-丁烯在塔釜中不易被蒸发到反应区，这就影响了活性烯烃的转化率。故仅当抽余C₅组分做烷基化或烯烃异构化原料，或需要生产高纯度的TAME产品时，才优先选用催化蒸馏技术。