[发明专利]一种利用富碳天然气增产对二甲苯的系统及方法

说明书

本发明提供一种利用富碳天然气增产对二甲苯的系统及方法，所述系统包括依次连接的甲醇合成一体化单元、甲醇产物分离单元、甲醇汽提单元、甲苯甲醇烷基化反应单元、三相分离单元、甲苯循环单元以及二甲苯分离提纯单元；所述甲醇合成一体化单元的入口连接有进料管路，所述进料管路分为两支，一支为富碳天然气管路，另一支为进料碳氢比调和管路。所述系统及方法避免了天然气的损耗和二氧化碳的减排，节能降耗；同时实现了高浓度CO₂含量的富碳天然气高值化利用，碳减排的同时增产对二甲苯。

技术领域

本发明属于对二甲苯生产领域，涉及一种对二甲苯的生产方法，尤其涉及一种利用富碳天然气增产对二甲苯的系统及方法。

背景技术

化石燃料的大量使用导致大气中二氧化碳含量逐年上升，温室效应越来越严重，二氧化碳减排和合理利用不再单纯是一种社会责任，如何实现二氧化碳的高价值综合利用已迫在眉睫。富碳天然气是中国非常规天然气占有重要一席，如何在降低二氧化碳的排放同时实现有效利用是需要攻克的难题。

芳烃是生产合成纤维的重要原料，其产业链核心主要是对二甲苯(PX)，目前典型PX主要来自石油炼制过程的中间产品石脑油，经过催化重整或者乙烯裂解之后获得重整汽油、裂解汽油，再经过芳烃抽提工艺和歧化反应、烷基化转移反应等得到混合二甲苯，然后经吸附分离或者结晶分离获得。目前国际上PX生产工艺主要有美国UOP公司与法国IFP公司开发的生产工艺，国内中国石化在2011年也攻克了PX的全流程工艺难关，成了主要的PX技术专利商之一。

以目前中国南海天然气特点组成为例，作为世界四大油气资源富集海域之一，其天然气中含有高浓度的CO₂，随着勘探技术的发展和开采南海天然气技术的进步和成熟，发现不同盆地不同构造的南海天然气CO₂含量变化较大，从低于1％到99％不等。目前根据商业天然气的输送要求天然气CO₂含量不超过3％，而南海海域气田开采出的南海天然气中CO₂含量普遍较高，因此必须在海上脱出部分CO₂，才可以进一步作为天然气使用，现阶段脱除的二氧化碳大多被直接排放，在高分离成本同时造成了严重的温室气体排放；另外天然气中分离CO₂的过程不可避免地使得能耗增加，还将引起天然气的损失，相关研究表明在天然气脱碳过程中，天然气的损失率在2.5％～7％之间。如何高效且灵活利用富含不同浓度二氧化碳南海天然气，同时兼顾环境保护，是南海天然气利用面临的“双重挑战”。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种利用富碳天然气增产对二甲苯的系统及方法，所述系统及方法避免了天然气的损耗和二氧化碳的减排，节能降耗；同时实现了高浓度CO₂含量的富碳天然气高值化利用，碳减排的同时增产对二甲苯。

为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：

本发明目的之一在于提供一种利用富碳天然气增产对二甲苯的系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的甲醇合成一体化单元、甲醇产物分离单元、甲醇汽提单元、甲苯甲醇烷基化反应单元、三相分离单元、甲苯循环单元以及二甲苯分离提纯单元；

所述甲醇合成一体化单元的入口连接有进料管路，所述进料管路分为两支，一支为富碳天然气管路，另一支为进料碳氢比调和管路。

本发明中，通过调节富碳天然气的有效碳氢比实现无脱碳制备甲醇，同时结合甲苯甲醇烷基化反应技术生产混合二甲苯，以解决以往生产二甲苯技术中存在的混合二甲苯中苯环利用率低、对二甲苯浓度低、异构化单元循环量大以及能耗高等问题。本发明是将富碳天然气无脱碳合成甲醇技术和甲苯甲醇烷基化技术相结合，以富碳天然气(CO₂+CH₄)以及甲苯为原料，实现无脱碳增产对二甲苯产量，降低后续结晶分离单元、异构化单元和芳烃分离单元的规模，从而降低整个系统的能耗。

本发明中，所述甲苯甲醇烷基化反应单元在临氢环境下发生择形烷基化反应，生成C8+A芳烃混合物。