[发明专利]一种醇醚转化制备芳烃和烯烃的系统和方法

说明书

本发明公开了一种醇/醚转化制备芳烃和烯烃的系统和方法，属于芳烃生产装置工艺过程领域。系统包括醇/醚芳构化反应装置、气‑液‑液三相分离装置、烯烃分离装置、干气分离装置和烷烃转化装置；根据甲醇/二甲醚芳构化一次反应物中C2‑C6烯烃和烷烃的组成特点，本发明能提高反应产物中烯烃和烷烃的产品附加值，并且由于将烷烃分离后，C4‑C6烯烃直接返回醇醚制烯烃反应器，大幅降低轻烃芳构化过程中的反应温度，省去了轻烃芳构化反应器，降低了芳构化过程的投资和能耗。同时，将低附加值的丙烷、乙烷转化为高附加值的乙烯、丙烯。具有原料自给，产品附加值高，过程能耗相对较低，碳原子利用率高的特点。

技术领域

本发明涉及一种醇/醚转化制备芳烃和烯烃的系统和方法，属于芳烃生产装置工艺过程领域。

背景技术

甲醇/二甲醚芳构化技术是新兴的芳烃的生产工艺，它是一种以甲醇或二甲醚为原料，在金属与分子筛双功能催化剂上反应生成苯、甲苯、二甲苯、三甲苯等芳烃的过程。但是，在甲醇芳构化反应过程中，会生产大量的烯烃和烷烃，这些混合产品的价格相对较低，需要根据产品本身的特点和产物的市场情况，最大限度的进行利用，从而提高甲醇制芳烃过程的经济性。

专利CN 101244969A公开了一种甲醇/二甲醚芳构化过程的催化剂的连续反应再生方法，采用流化床反应器将甲醇和二甲醚转化为混合芳烃，并且设立低碳烃类的转化反应器，将甲醇/二甲醚芳构化反应中生成的C2-C6烯烃和烷烃进一步转化为芳烃。但是，烷烃特别是丙烷、丁烷等低碳烷烃转化为芳烃的反应温度高，转化率和选择性不高。

专利CN 1880288A公开了一种甲醇/二甲醚芳构化的技术，采用改性的ZSM-5催化剂，经冷却将产品分离为气相和油相产品，油相产品经萃取分离得到芳烃和非芳烃。并将C5-C6非芳烃返回甲醇芳构化反应器，气相产品返回轻烃芳构化反应器进一步提高芳烃收率。该方法也未考虑如何提高烷烃的利用效率，使过程的经济性受到影响。

因此，在此过程中如何提高丙烷、丁烷等低碳烯烃的利用效率，提高甲醇芳构化过程反应效率的核心，是待解决的问题。

发明内容

本发明针对上述技术的不足，根据甲醇/二甲醚芳构化一次反应物中C2-C6烯烃和烷烃的组成特点，提出了一种醇/醚转化制备芳烃和烯烃的系统和方法，从而提高反应产物中烯烃和烷烃的产品附加值，并且由于将烷烃分离后，C4-C6烯烃直接返回醇醚制烯烃反应器，大幅降低轻烃芳构化过程中的反应温度，省去了轻烃芳构化反应器，降低了芳构化过程的投资和能耗。同时，将低附加值的丙烷、乙烷转化为高附加值的乙烯、丙烯。具有原料自给，产品附加值高，过程能耗相对较低，碳原子利用率高的特点。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种醇/醚转化制备芳烃和烯烃的系统，其特征在于：包括醇/醚芳构化反应装置、气-液-液三相分离装置、烯烃分离装置、干气分离装置和烷烃转化装置；所述醇/醚芳构化反应装置、气-液-液三相分离装置、烯烃分离装置、干气分离装置和烷烃转化装置通过管路顺次相连接，其中所述烯烃分离装置与醇/醚芳构化反应装置通过管路相连构成循环回路， 所述烷烃转化装置与醇/醚芳构化反应装置或烯烃分离装置通过管路相连构成循环回路。

进一步的，所述醇/醚芳构化反应装置包括醇/醚芳构化反应器和再生器。

进一步的，所述醇/醚芳构化反应器的反应温度为420-520^oC，反应压力为0-1MPa。

进一步的，所述烷烃转化装置可以为蒸汽裂解制烯烃装置、烷烃催化脱氢制烯烃装置或烷烃氧化脱氢制烯烃装置。

一种制备芳烃和烯烃的方法，其特征在于：使用所述的醇/醚转化制备芳烃和烯烃的系统，具体步骤如下：

a. 醇/醚、苯、非芳烃类油相混合物及从各部件装置进入醇/醚芳构化反应装置的反应原料在催化剂的作用下进行芳构化及烷基化反应，反应后的产品进入气-液-液三相分离装置进一步分离为水相、油相和气相，其中水相产物收集排出；