[发明专利]一种多段冷激法甲醇合成汽油的工艺方法

说明书

技术领域：

本发明涉及合成汽油技术领域，具体地说涉及一种多段冷激法甲醇合成汽油的工艺方法。

发明背景：

中国是一个富煤贫油的国家，未来的能源形势非常危急，迫切需要深度开发煤资源以弥补石油资源的短缺。甲醇是最大宗的煤化工下游产品，其产能已趋于过剩，随着原油价格的不断上涨，甲醇合成汽油已经具有良好的市场经济效益。

Mobil公司于1976年成功开发了固定床法甲醇制汽油的工艺，并于1984年与新西兰合作，新建了一套占地400公顷、日产汽油2000t的工业装置。随后，西德的URBK开发了流化床法工艺，Lurqi开发了多管式反应器工艺。近年，甲醇制汽油技术在国内也得到了蓬勃发展，山西煤化所开发了一步法工艺，但工业装置运行效果不理想；山西晋煤集团引进了Mobil公司的固定床法甲醇制汽油的工艺，已经顺利投产。

CN102049293A公开了一种甲醇制汽油的催化剂，采用改性的ZSM-5/AlPO₄-5双结构分子筛。

CN201068444Y公开了一种甲醇制汽油的反应器，采用两段催化剂床层，层间设有冷却器，仅为控温。

CN102049292A公开了一种甲醇制汽油的催化剂，采用一种具有MFI结构的分子筛。

CN101735863A公开了一种甲醇制汽油的方法，原料甲醇经预热器、蒸发器及过热器后，进入脱水反应器，在Fe/Cr₂O₃催化剂上甲醇脱水生成二甲醚，从脱水反应器出来的未反应的甲醇、二甲醚、水，与来自汽油分离塔的压缩循环气混合后，进入转化反应器，通过钯炭催化剂转化为烃。

CN101220291A公开了一种合成气经甲醇和二甲醚合成汽油的工艺，采用两段反应器法，一段反应器装填甲醇合成催化剂和甲醇脱水催化剂，二段反应器装填ZSM-5催化剂，一段反应温度260~290℃，二段反应温度270~290℃，反应压力1.0~2.5MPa。

CN101104813A公开了一种甲醇制汽油的技术，采用CO₂或循环气冷激调温，解决了甲醇生产汽油反应过程中温度控制难的问题，但冷激仅限于调温，而且采用CO₂或循环气冷激降低了反应器的处理能力。

US3931349、US4579999是Mobil公司公开的甲醇转化为烃类的专利，采用固定床两段法，第一段将甲醇脱水转化为二甲醚，然后在第二段中将二甲醚、水及没反应完的甲醇混合物在ZSM-5分子筛催化剂作用下生成汽油，其中循环气与甲醇的循环比为9。

目前报道的甲醇制汽油技术以固定床工艺为主，但我们惊奇地发现，所有的固定床工艺基本上采用整体催化反应器，无有效的冷激措施，循环比高达9，压缩机功耗大。我们开发了一种多段冷激的固定床工艺，直接采用甲醇原料进行冷激，大幅度降低了甲醇制汽油的压缩功耗，将循环比从9降低到了3~5，充分提高了这一技术的市场竞争力。

发明内容：

本发明为一种多段冷激法甲醇合成汽油的工艺方法，其特征在于： 

a) 原料甲醇或粗甲醇经原料泵进入反应系统，分成两股，一股进入甲醇加热器，在甲醇脱水反应器中生成甲醇、二甲醚和水的混合物，与来自压缩机的循环气混合后进入MTG反应器，另一股甲醇分段进入MTG反应器的层间进行冷激；

b) MTG反应器的反应产物一部分进入甲醇加热器用于加热甲醇进料，另一部分进入循环气加热器用于加热循环气，然后汇合进入出料冷却器；

c)冷却物料在在三相分离器中实现分离，气体部分排放即为干气，大部分进入循环压缩机循环使用；液相分相，轻相为汽油等烃类组分进入后续分离系统，重相为水，排放至废水处理系统；

所述甲醇或粗甲醇在甲醇加热器中加热至260~350℃，优选310~320℃，压力1~3Mpa，优选1.8~2.2MPa；

甲醇脱水反应器出口温度380~450℃，优选400~430℃，压力1~3Mpa，优选1.8~2.2MPa；

MTG反应器进口温度350~370℃，压力1~3Mpa，优选1.8~2.2MPa ，MTG反应器分2~4段，或选分为3段，段间补充甲醇冷激料；

对于所述的3段MTG反应器，一段出口410~420℃，补充冷激甲醇后温度达355~365℃；二段出口400~410℃，补充冷激甲醇后温度达355~365℃；三段出口385~405℃；