[发明专利]一种费托合成尾气制备汽油和芳烃的方法及其装置

说明书

本发明提供了一种费托合成尾气制备汽油和芳烃的方法，属于煤化工和石油化工技术领域，所述方法包括以下步骤：将费托合成尾气在第一分子筛催化剂的作用下进行烯烃转化反应，将所得产物进行第一冷却，得到超低硫含量汽油和第一阶段反应气；将所述第一阶段反应气在第二分子筛催化剂的作用下进行烷烃芳构化反应，将所得产物进行第二冷却，得到芳烃。本发明在烯烃转化反应后，汽油组分分出，剩余的烷烃进入第二段流化床反应器发生烷烃芳构化反应生成芳烃，实现了费托尾气不同组分的梯级转化，具有反应收率高、催化剂易再生和容易放大等优点。

技术领域

本发明涉及煤炭化工和石油化工技术领域，特别涉及一种费托合成尾气制备汽油和芳烃的方法及其装置。

背景技术

费托合成是一种以煤、天然气、生物质等含碳资源为原料间接合成油品的方法(Fischer-Tropsch synthesis，简称FTS)，其产物一般由重质油、轻质油、蜡、合成水(含醇、醛、酮、酸、酯等有机含氧化合物))、CO₂、甲烷、低碳烃、未反应的合成气(H₂、CO)和氮气组成。经过处理和分离，费托合成产物最终可分为液态烃、固态蜡、废水和费托合成尾气等部分。费托尾气中经过简单分离可以获得C4以下的低碳烃。其中低碳烃中烯烃的含量范围50～80％，烷烃的含量20～50％。这些低碳烃目前主要作为燃料气使用，利用价值低，污染环境，存在着对资源的巨大浪费。随着煤化工技术的快速发展，这种尾气将日益增多。与此同时，随着国民经济的迅速发展，汽油和芳烃的需求量不断增加，将这些低碳烃转化成高品质的汽油和芳烃，不仅可以提高产品的价值，还可以缓解我国对高品质汽油和芳烃产品的供需矛盾。

关于低碳烃芳构化技术的起源是美国UOP和英国BP公司1984年联合开发了cyclar工艺(《Making aromatics from LPG》，P C Doolan,P R Pujado等，HydrocarbonProcessing,1989,9:72-76)，该工艺采用模拟移动床再生技术和Ga/ZSM-5催化剂，将C3-C4的轻烃或液化石油气选择性的一步转化为高附加值的芳烃(主要为苯、甲苯和二甲苯)。该法具有烷烃转化率高等优点，但工艺较复杂。日本三菱石油和千代田公司联合开发了石脑油生产芳烃和氢气的Z-Forming技术。该工艺采用固定床轮流切换的反应流程，芳烃产率芳烃约为50～60％。此外还有国外还发展了Alapha、Z-forming、M2-Foring及Aro-Forming等固定床技术。

国内也开发了一些轻烃制汽油和芳烃的技术，如洛阳石油化工工程公司开发了GTA工艺，该工艺由三台固定床组成，两开一备，该工艺可以将轻烃、油田轻烃、直镏汽油、焦化汽油和抽余油转化为高辛烷值汽油和芳烃。石科院也发展了移动床技术，大齐科技公司和大连理工大学开发了的Nano-forming固定床技术。

以上方法都采用了固定床或移动床的技术，这类技术目前存在两个缺点：首先，固定床的反应温度不易控制，烯烃容易发生裂解或发生氢转移法生产烷烃，从而导致汽油或芳烃的收率低。其次，催化剂失活速度快，而固定床存在着再生条件复杂，更换催化剂困难等缺点，导致其很难大型化发展。

流化床技术具有操作温度稳定，原料处理量大和催化剂容易再生等优点。中国专利CN103908931A报道了一种多层流化床装置用于低碳烃芳构化，低层主要发生烯烃转化，高层主要发生烷烃转化，但该法的缺点是反应不易控制，低温区形成的芳烃容易和第二段的烷烃发生烷基化反应生成多甲基苯或稠环芳烃等利用价值低的芳烃。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种费托合成尾气制备汽油和芳烃的方法及其装置，本发明提供的方法费托合成尾气转化率高，汽油和芳烃收率高。

本发明提供了一种费托合成尾气制备汽油和芳烃的方法，包括以下步骤：