[发明专利]提高甲醇制芳烃过程芳烃选择性的方法

说明书

本发明涉及一种提高甲醇制芳烃过程芳烃选择性的方法，主要解决现有技术中芳烃选择性不高的问题。本发明通过在设置导流挡板的流化床反应器内甲醇原料和改性ZSM‑5分子筛催化剂在有效条件下接触反应，生成包括芳烃的产物的技术方案，较好地解决了该问题，可用于甲醇制备芳烃的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种提高甲醇制芳烃过程芳烃选择性的方法。

背景技术

芳烃(尤其是三苯，苯Benzene、甲苯Toluene、二甲苯Xylene，即BTX)是重要的基本有机合成原料。受下游衍生物需求的驱动，芳烃的市场需求持续增长。

以液体烃(如石脑油、柴油、二次加工油)为原料的蒸汽裂解工艺是芳烃的主要生产工艺。该工艺属于石油路线生产技术，近年来，由于石油资源有限的供应量及较高的价格，原料成本不断增加。受之因素，替代原料制备芳烃技术引起越来越广泛地关注。其中，对于煤基甲醇、二甲醚原料，由于我国煤炭资源丰富，正逐渐成为一种重要的化工生产原料，成为石油原料的重要补充。因此，考虑以含有含氧化合物为原料制备芳烃。

该技术最初见于1977年Mobil公司的Chang等人(Journal of Catalysis，1977，47，249)报道了在ZSM-5分子筛催化剂上甲醇及其含氧化合物转化制备芳烃等碳氢化合物的方法。1985年，Mobil公司在其申请的美国专利US1590321中，首次公布了甲醇、二甲醚转化制芳烃的研究结果，该研究采用含磷为2.7重量％的ZSM-5分子筛为催化剂，反应温度为400～450℃，甲醇、二甲醚空速1.3(克/小时)/克催化剂。

关于甲醇转化制芳烃催化剂方面的专利较多，如中国专利CN102372535、CN102371176、CN102371177、CN102372550、CN102372536、CN102371178、CN102416342、CN101550051，美国专利US4615995、US2002/0099249A1等。这些专利主要围绕金属改性的ZSM-5分子筛催化剂，改性金属包括Zn、Ga、Ag、Cu、Mn等。

美国专利US4686312，中国专利ZL101244969、ZL1880288、CN101602646、CN101823929、CN101671226、CN102199069、CN102199446、CN1880288等公开了多种甲醇制芳烃的工艺路线。专利CN102775261、CN102146010、CN102531821、CN102190546、CN102372537在甲醇制芳烃的同时联产低碳烯烃、汽油等其他产物。上述专利主要介绍各种不同路线的甲醇制芳烃方法。其中中国专利CN101602646、CN101602643、CN101602648、CN101607864、CN101671226、CN101823929、CN102531821采用流化床反应器。

甲醇制芳烃是一个非常复杂的反应体系，涉及的反应多，反应历程长。一般认为，甲醇首先在酸催化下脱水生成二甲醚，二甲醚继续脱水生成低碳烃，低碳烃进一步芳构化生成芳烃。反应体系中，甲醇脱水生成低碳烃的反应可以较快地达到平衡组成；低碳烃芳构化反应的难度大，受催化剂性能和反应条件的影响明显，是甲醇制芳烃过程的控制步骤。低碳烃的芳构化反应属于整个反应过程的二次反应，为强化该反应的进行，需要反应物料和催化剂活性中心之间充分接触，保证足够长的反应时间。对于流化床反应器，如果存在气泡，容易造成气体短路，气固间的接触效率因此降低。同时，气泡的存在也造成固体颗粒的严重返混，进而引起气体的二次返混，造成气固两相在流化床中的停留时间分布很不均匀，严重偏离活塞流。这些会显著降低甲醇的转化率和芳烃的选择性。上述专利技术未提出这一问题的解决方法。本发明针对性地提出了技术方案，解决了上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术芳烃选择性低的技术问题，提供一种提高甲醇制芳烃过程芳烃选择性的方法。该方法具有促进甲醇和催化剂间有效接触，芳烃选择性高的优点。