[发明专利]一种正戊烷甲醇制BTX芳烃的工艺条件优化方法与装置

说明书

本发明涉及一种正戊烷甲醇制BTX芳烃的工艺条件优化方法与装置，包括：搭建正戌烷甲醇制BTX芳烃实验测试装置；建立正戌烷转化率评价方法；进行反应热力学计算，确定正戌烷与甲醇进料摩尔比；启动测试装置，测试不同温度、压力、物料比例、进料速度等工艺条件下正戌烷的转化率；整理测试数据，绘制正戌烷甲醇制BTX芳烃参数优化图版，输出正戌烷甲醇制BTX芳烃工艺条件优化图版结果。该发明通过搭建一套能够控制温度、压力、物料比例、进料速度的反应装置，分析不同工艺条件对正戌烷甲醇制BTX芳烃转化率的影响，并建立芳烃转化率评价方法，从而确定正戌烷甲醇制BTX芳烃的最优工艺条件，能够系统且准确地进行正戌烷甲醇制BTX芳烃工艺条件优化。

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种正戊烷甲醇制BTX芳烃的工艺条件优化方法与装置。

背景技术

轻烃芳构化过程，即轻质烃在催化剂的作用下转化为芳烃的过程。自20世纪40年代起，已有学者就轻烃芳构化工艺开展了研究，但这些工艺往往伴随有较强的副反应，芳烃选择性较低，且成本较高，难以取得巨大的经济效益。甲醇芳构化过程是指通过酸催化剂对甲醇进行催化，生成芳烃的过程。随着全球石油资源的日益紧张，甲醇制芳烃工艺迅速发展，显示出了较大的应用前景。由于正戊烷芳构化为吸热反应，而甲醇芳构化为放热反应，且二者在反应过程中可使用相同的催化剂，因此有学者提出正戊烷与甲醇共芳构化制芳烃的方法。由于反应体系复杂，与传统制芳烃方法相比，正戊烷与甲醇共芳构化的工艺要求更为严格。目前还没有一种成熟的针对正戊烷甲醇制BTX芳烃工艺条件进行优化的方法与装置。本发明旨在建立一种正戊烷甲醇制BTX芳烃的工艺条件优化方法及装置，系统地开展相关工艺条件优化研究，为提高BTX芳烃转化率提供指导。

发明内容

本发明提供了一种正戊烷甲醇制BTX芳烃的工艺条件优化方法与装置，解决了现有技术中的技术问题。

本发明解决上述技术问题的方案如下：一种正戊烷甲醇制BTX芳烃的工艺条件优化方法与装置，包括：搭建正戊烷甲醇制BTX芳烃实验测试装置；建立正戊烷转化率评价方法；进行反应热力学计算，确定正戊烷与甲醇进料摩尔比；启动测试装置，测试不同温度、压力、物料比例、进料速度等工艺条件下正戊烷的转化率，记录测试结果；整理测试数据，绘制正戊烷甲醇制BTX芳烃参数优化图版，输出正戊烷甲醇制BTX芳烃工艺条件优化图版结果。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，搭建正戊烷甲醇制BTX芳烃实验测试装置：正戊烷甲醇制BTX芳烃实验测试装置，整个装置由7部分构成，包括分别装有正戊烷、甲醇、氮气的计量泵、反应器、开启管式电阻炉、温度控制表和冷阱。

进一步，建立正戊烷转化率评价方法包括：通过化学反应方程明确反应产物；确定油、气、水相产物分析方法；定义共芳反应转化率评价参数。

进一步，通过化学反应方程明确反应产物：由于正戊烷甲醇制芳烃是一个复杂的化学反应，在不同反应条件下，反应速度、生成产物、各反应物转化率均不相同，因此难以用化学反应方程式描述，但正戊烷和甲醇分别转化为BTX芳烃的方程式较容易得出，

正戊烷制BTX芳烃的化学反应方程式为：

甲醇制BTX芳烃的化学反应方程式为：

从上述反应方程式可确定，正戊烷甲醇共芳反应的产物主要为～芳烃、水和氢气，以及少量的烷烃、烯烃、环烷烃等。