[发明专利]一种甲醇制柴油的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲醇转化利用的工艺，具体涉及一种将甲醇转化为富含直链烃的高品质柴油的工艺过程。

背景技术

为了提高能源利用结构的安全性，降低过度依赖石油资源的程度，国内在进入21世纪后开展了大量的煤化工的投资建设，在大型的储煤基地附近一大批煤化工基地开工投产，多种以煤资源为源头的工艺在不同的煤化工基地得到了广泛的应用。煤化工工艺的源头，基本都是将煤经气化转变成合成气（CO和H2的混合气），出于经济性和安全性考虑，合成气无法实现如天然气那样通过管道输送给用户，所以必须先将其转化为一些基本的化工原料后，再做利用或者储运。其中，将合成气转化为甲醇是一种常用的工艺手段，国内已经有多家大型的以煤为原料的甲醇生产基地。甲醇本身就是一种应用广泛的基本化工原料。从甲醇出发可以制备高级的醇类，酯类化合物，能和其它化工原料例如苯合成更多的衍生物，并且甲醇也能被转化为汽油燃料。Mobile公司的MTG技术就是典型的甲醇制汽油的工艺。MTG工艺中，主要采用各种改性的ZSM-5分子筛，用固定床两段转化，第一段是甲醇脱水制二甲醚，从第一段出来的甲醇、二甲醚和水的混合物在第二段反应器中与ZSM-5接触作用生成汽油。将甲醇转化为柴油，那必将使煤化工中从甲醇出发的工艺的应用面更为拓宽。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以将甲醇转化为富含直链烃的高品质柴油的工艺。该工艺中，首先通过甲醇的催化分解反应将甲醇转化为合成气，也就是CO和H2的混合气，接着在同一个反应器内再将合成气通过费托合成反应制取富含直链烃类的柴油组分。

甲醇分解为合成气的反应是一个吸热的反应，是在铜系催化剂上进行的，例如Cu-Zn-Al体系。从热力学上考虑，低温有利于甲醇向分解为合成气的方向进行，但从动力学考虑，为了使反应过程能有效进行，实际工业过程中甲醇在催化剂作用下分解为合成气的反应温度在200℃至280℃之间。

由合成气经费托合成制取柴油组分的过程是一个放热的过程，多是在Co系催化剂上进行的，从提高柴油组分选择性角度考虑，低温高压是有利于费托合成制取柴油的，所以实际生产操作过程中，费托合成也是在200℃至250℃之间的。反应压力对甲醇分解和费托合成两个过程的影响趋势也是一致的，较高的压力对二者都有利，因此，可以将这两个过程使用的催化剂分别置于同一台反应器的上下两段，也就是在同一台反应器中将两个反应过程串联起来实现从甲醇到柴油的转化。

本发明提供的一种甲醇制柴油的工艺包括如下几个单元：进出物料换热单元E101，原料加热单元E102，反应单元R001，冷却单元E103，气液分离单元EF104。通过这些单元，首先将甲醇分解生成合成气，然后再通过费托合成将合成气高选择性地转化为富含直链烃的柴油组分。

本发明提供的一种甲醇制柴油的工艺流程如图1所示，液体的甲醇原料经过E101（进出物料换热单元）时，被从R001（反应单元）中流出的产物加热，然后再经过E102（原料加热单元）加热到反应温度后进入R001（反应单元），首先通过R001的上段的甲醇分解催化剂床层I，然后通过下段的费托合成催化剂床层II，从R001中流出，经过E101（进出物料换热单元）时，被甲醇进料物流冷却后，再由E103（冷却单元）继续冷却后，进入EF104（气液分离单元），气液两相产物实现分离后进入下游单元。

利用本发明提供的一种甲醇制柴油的工艺，在煤制甲醇市场相对过饱和的情况下，可以将一部分的甲醇转化成柴油燃料，不仅有效地利用了现有资源，而且还给国家社会提供了价廉质优的燃油来源。

附图说明

图1为本发明提供的一种甲醇制柴油的工艺流程示意图（虚线为换热介质）。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进行进一步的说明。

下面的实施例仅用于详细解释说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。

实施例1

甲醇进料经过E101和E102的加热后进入R001，R001上段的催化剂床层I中装填的是Cu-Zn-Al体系的甲醇裂解催化剂，床层I上端温度为285℃；R001下段催化剂床层II中装填的是Co系的费托合成催化剂，床层II上端的温度为255℃。从R001反应器中流出的产物经过E101和E103的冷却后，在EF104中分成气液两相，分别流入下游单元。