甲醇制汽油装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了甲醇制汽油装置，反应系统包括原料供给端、汽化器、加热炉和固定床反应器；所述固定床反应器顶部设原料输入端、底部设产物输出端；所述固定床反应器内竖直方向上设置至少两个床层，层间设置气体分布器；所述原料供给端分别连通汽化器、加热炉；所述加热炉的出口与所述固定床反应器的原料输入端连通。所述汽化器的出口与所述气体分布器连通。现有甲醇制汽油装置所用系统压力高，能耗大，流程长。本实用新型的工艺简单，流程短，操作能耗低，投资低，副产物少，汽油中均四甲苯的含量(质量分数)低于2％。
【专利说明】
甲醇制汽油装置
技术领域
[0001] 本实用新型的设及甲醇制汽油技术领域，特别设及甲醇制汽油装置。
【背景技术】
[0002] 我国煤炭储量丰富，煤制甲醇、甲醇制汽油越来越受到国内的重视，采用甲醇制成 的汽油辛烧值高、抗爆性好，几乎不含硫氮等杂质，符合清洁燃料的要求，具有较好的应用 前景。
[0003] 甲醇制汽油代表技术为美国MOBIL公司开发的两段法转化技术，采用ZSM-5分子筛 催化剂，一段将甲醇转化为二甲酸，油水分离后进入二段反应生成汽油等产品，MOBIL专利 有US3931349，US4579999，US4035430均为固定床两段法甲醇制汽油技术。两段法缺点为工 艺流程复杂，反应器投资高。
[0004] CN101775310A、CN102049292A公开了一种流化床甲醇制汽油的工艺方法，其中 CN102049292A专利中甲醇在流化床反应器内与催化剂接触反应后直接分离得到汽油和液 化气等产品；CN101775310A则将分离出的轻控气体再送入流化床反应器进行轻控循环，轻 控循环对提高反应速度和汽油收率有利。应用流化床甲醇制汽油工艺，反应热的移出方便， 重质油品中均四甲苯含量较低，汽油品质提高，但是与固定床相比，目的产品汽油收率偏 低。
[0005] CN104099121A公开了一种甲醇制汽油的流化床和固定床组合工艺方法，既具有流 化床工艺反应热移出方便及时，汽油中均四甲苯含量低的优点，又有固定床工艺汽油收率 高的优点，但投资高，操作复杂，催化剂容易磨损。
[0006] CN104099121A提出了一种分离塔，采用多个侧线抽出的方式进行产品分离，流程 简单，但产品容易带水，且没有对反应产物中的柴油进行分离。CN103865562A提出了一种分 离方法，采用高分罐气、液、水分离，液相(粗汽油)依次进入串联的两个分离塔，逐级进行液 化气、汽油、柴油(C9+)的分离，该方法分离效果提高，但高分罐气相没有有效分离，逐级分 离能耗较高。 【实用新型内容】
[0007] 甲醇制汽油装置，包括反应系统，所述反应系统包括原料供给端、汽化器、加热炉 和固定床反应器;所述固定床反应器顶部设原料输入端、底部设产物输出端;所述固定床反 应器内竖直方向上设置至少两个床层，层间设置气体分布器;所述原料供给端分别连通汽 化器、加热炉;所述加热炉的出口与所述固定床反应器的原料输入端连通。所述汽化器的 出口与所述气体分布器连通。
[000引作为优选的技术方案，所述固定床反应器内竖直方向上设置=个床层，两处层间 分别设置气体分布器A和气体分布器B;
[0009]作为优选的技术方案，所述汽化器的出口经并联的两个管路，分别连通气体分布 器A和气体分布器B。
[0010] 作为优选的技术方案，所述甲醇制汽油装置还包括分离系统，所述分离系统包括 冷却器、高压气液分离罐、气体压缩机、分液罐、吸收解吸塔、稳定塔、分馈塔;所述高压气液 分离罐具有出水端、出气端、出液端;所述分液罐具有出气端、出液端;所述吸收解吸塔具有 进料端、进吸收剂端、出气端、出液端;所述稳定塔具有出气端、出液端;所述固定床反应器 的产物输出端依次连通冷却器、高压气液分离罐;所述高压气液分离罐的出气端依次连通 气体压缩机、分液罐;所述高压气液分离罐的出液端连通稳定塔;所述分液罐的出气端、出 液端分别与吸收解吸塔的进料端连通;所述吸收解吸塔的出液端连通稳定塔的进口；所述 稳定塔的出液端分别连通所述吸收解吸塔的进吸收剂端和分馈塔的入口。
[0011] 作为优选的技术方案，吸收解吸塔设有塔底重沸器，塔底重沸器采用导热油或蒸 汽加热。
[0012] 作为优选的技术方案，稳定塔顶采用冷回流，塔底采用蓋式重沸器。
[0013] 采用本装置的工艺流程包括W下步骤：(1)原料甲醇分两股物料，一股物料经汽化 器汽化，从气体分布器进入固定床反应器的床层，另一股物料经加热炉汽化，从原料输入端 进入固定床反应器的床层，在催化剂条件下，进行催化反应;所述加热炉内溫度200-260°C ; 所述汽化器内溫度65-70°C;
[0014] 甲醇进入固定床反应器，在催化剂作用下一步生成汽油等产品；汽化器的作用是 使甲醇气化;加热炉的作用是将甲醇加热至200-260°C，W满足甲醇在反应器中发生反应的 入口溫度。优选经汽化器的气化的甲醇分两股进入固定床反应器，借助固定床反应器中所 发生的甲醇制汽油反应放出的热加热由汽化器进入的甲醇，W减少能耗并有效控制反应器 各床层的溫度。
[001引间步骤(1)所得产物(干气、液化气、汽油、少量柴油、水)进入冷却器进行冷却，冷却 器的出口溫度为40-50°C;
[0016] 间经步骤间冷却的物料进入高压气液分离罐进行气液分离，气相经压缩机进入分 液罐;液相进入稳定塔;高压气液分离罐进行气（即富气，含液化气、干气、含少量汽油）、油 (即汽油，还含少量柴油、液化气）、水的=相分离；
[0017] (4)进入分液罐的物料经气液分离，气液两相分别进入吸收解吸塔;气相为压缩富 气(液化气、干气、含少量汽油）；液相为富气凝液(汽油、液化气、含少量干气）；
[0018] 分液罐的作用是将压缩机出口的气、液两相进行有效分离。气液两相分别进入吸 收解吸塔，可W减少管道阻力，使塔的气液相分布更加合理。
[0019] 间经吸收解吸塔处理得到的液相，即富吸收油（吸收液化气后的汽油，含液化气、 少量柴油)进入稳定塔;塔内物料经稳定汽油（吸收剂)吸收解吸，塔顶排出干气(气相），塔 底排出富汽油(液相）；
[0020] 做高压气液分离罐排出的油和吸收解吸塔排出的富吸收油进入稳定系统，经稳定 塔分离分离出气相(液化气)和液相(稳定汽油）；稳定汽油部分返回吸收解吸塔作为吸收剂 (吸收油），剩余稳定汽油进入轻重分离系统；
[0021] 例经分馈塔(10)分离，分离出干点合格的汽油(气相)和少量柴油。
[0022] 所述压缩机的出口压力为1.1-1.4MPa。催化反应的催化剂为甲醇转化催化剂。优 选催化剂为ZSM-5、ZSM-11、MCM-68、ZSM-12或ZSM-48。固定床反应器的反应压力0.8~ 1. SMpa，反应溫度260~450°C ;反应空速1~地-1。高压气液分离罐的操作压力0.4~0.5Mpa， 操作溫度40~55°C。吸收解吸塔的操作压力1.1-1.4MPa，塔顶操作溫度40-50°C，塔底操作 溫度170-180°C。稳定塔塔顶采用冷回流，塔底采用蓋式重沸器，操作压力1.1~1.3Mpa;塔 顶操作溫度50~60°C ;塔底操作溫度200-210°C。分馈塔的操作压力0.1~0.15Mpa;塔顶操 作溫度131-142°C，塔底操作溫度200-210°C。
[0023] 现有甲醇制汽油装置所用系统压力高，能耗大，流程长。本实用新型的工艺简单， 流程短，操作能耗低，投资低，副产物少，汽油中均四甲苯的含量(质量分数)低于2%。
【附图说明】
[0024] 本实用新型附图1幅，
[0025] 图1为一种甲醇制汽油示意图；
[0026] 图中，1原料汽化器;2反应加热炉；3固定床反应器;4冷却器；5高压气液分离罐;6 气体压缩机;7分液罐;8吸收解吸塔;9稳定塔；10分馈塔(汽油脱重塔）；11气体分布器A; 12 气体分布器B; I原料（甲醇）；n反应产物(干气、液化气、汽油、少量柴油、水）；虹水;IV富气 (液化气、干气、含少量汽油）；V汽油含少量柴油、液化气;VI压缩富气(液化气、干气、含少 量汽油）；vn富气凝液(汽油、液化气、含少量干气）；珊干气;K富吸收油(吸收液化气后的汽 油，含液化气、少量柴油）；X液化气;XI汽油、含少量柴油;M汽油;XHI柴油。
【具体实施方式】
[0027] 下述非限制性实施例可W使本领域的普通技术人员更全面地理解本实用新型，但 不W任何方式限制本实用新型。
[0028] 实施例1甲醇制汽油装置
[0029] 甲醇制汽油装置，包括反应系统，所述反应系统包括原料供给端、汽化器1、加热炉 2和固定床反应器3;所述固定床反应器顶部设原料输入端、底部设产物输出端;所述固定床 反应器内竖直方向上设置3个床层，3个床层层间分别设置气体分布器All和气体分布器 B12;所述原料供给端分别连通汽化器1、加热炉2;所述加热炉2的出口与所述固定床反应器 3的原料输入端连通。所述汽化器1的出口与所述气体分布器连通。所述汽化器1的出口经并 联的两个管路，分别连通气体分布器All和气体分布器B12。所述分离系统包括冷却器4、高 压气液分离罐5、气体压缩机6、分液罐7、吸收解吸塔8、稳定塔9、分馈塔10;所述高压气液分 离罐5具有出水端、出气端、出液端;所述分液罐7具有出气端、出液端;所述吸收解吸塔8具 有进料端、进吸收剂端、出气端、出液端;所述稳定塔9具有出气端、出液端;所述固定床反应 器3的产物输出端依次连通冷却器4、高压气液分离罐5;所述高压气液分离罐5的出气端依 次连通气体压缩机6、分液罐7;所述高压气液分离罐5的出液端连通稳定塔9;所述分液罐7 的出气端、出液端分别与吸收解吸塔8的进料端连通;所述吸收解吸塔8的出液端连通稳定 塔9的进口；所述稳定塔9的出液端分别连通所述吸收解吸塔8的进吸收剂端和分馈塔10的 入口。
[0030] W甲醇为原料经催化反应制备汽油
[0031] (1)原料甲醇分两股物料，一股物料经汽化器1汽化，从原料输入端进入固定床反应 器3的床层，另一股物料经加热炉2汽化，从气体分布器进入固定床反应器3的床层，在催化 剂条件下，进行催化反应;所述加热炉内溫度200-260°C ;所述汽化器内溫度65-70°C ;
[0032] 间步骤(1)所得产物进入冷却器4进行冷却，冷却器的出口溫度为40-50°C;
[0033] 间经步骤间冷却的物料进入高压气液分离罐5进行气液分离，气相经压缩机6进入 分液罐7;液相进入稳定塔9;
[0034] (4)进入分液罐7的物料经气液分离，气液两相分别进入吸收解吸塔8;
[0035] 间经吸收解吸塔8处理得到的液相进入稳定塔9;
[0036] 做经稳定塔9分离得到的液相分两股物料，一股物料作为吸收剂返回吸收解吸塔 8,另一股物料进入分馈塔10;
[0037] 例经分馈塔10分离，得气相。
[0038] 经汽化器气化的甲醇分两股进入固定床反应器;分别经气体分布器All和气体分 布器Bl 2进入床层。
[0039] 压缩机6 的出口 压力为 1.1 -1.4M化。催化剂为ZSM-5、ZSM-11、MCM-68、ZSM-12或 ZSM-48。固定床反应器3的反应压力0.8~l.SMpa，反应溫度260~450°C;反应空速1~地-1。 高压气液分离罐5的操作压力0.4~0.5Mpa，操作溫度40~55°C。吸收解吸塔8的操作压力 1.1-1.4MPa，塔顶操作溫度40-50°C，塔底操作溫度170-180°C。稳定塔9塔顶采用冷回流，塔 底采用蓋式重沸器，操作压力1.1~1.3Mpa;塔顶操作溫度50~60°C ;塔底操作溫度200-210 °C。分馈塔10的操作压力0.1~0.15Mpa;塔顶操作溫度131-142°C，塔底操作溫度200-210 r。
[0040] 某甲醇制汽油工艺段，反应进料22化A，产品指标如下：
[0041 ] 干气组成
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【主权项】
1. 甲醇制汽油装置，包括反应系统，其特征在于： 所述反应系统包括原料供给端、汽化器(1 )、加热炉(2)和固定床反应器(3); 所述固定床反应器顶部设原料输入端、底部设产物输出端； 所述固定床反应器内竖直方向上设置至少两个床层，床层间设置气体分布器； 所述原料供给端分别连通汽化器(1 )、加热炉(2); 所述加热炉(2)的出口与所述固定床反应器(3)的原料输入端连通； 所述汽化器（1)的出口与所述气体分布器连通。2. 根据权利要求1所述的甲醇制汽油装置，其特征在于： 所述固定床反应器(3)内竖直方向上设置三个床层，三个床层间分别设置气体分布器A (11)和气体分布器B( 12); 所述汽化器（1)的出口经并联的两个管路，分别连通气体分布器A(11)和气体分布器B (⑵。3. 根据权利要求1或2所述的甲醇制汽油装置，其特征在于:还包括分离系统， 所述分离系统包括冷却器(4)、高压气液分离罐(5)、气体压缩机(6)、分液罐(7)、吸收 解吸塔(8)、稳定塔(9)、分馏塔(10); 所述高压气液分离罐(5)具有出水端、出气端、出液端； 所述分液罐(7)具有出气端、出液端； 所述吸收解吸塔(8)具有进料端、进吸收剂端、出气端、出液端； 所述稳定塔(9)具有出气端、出液端； 所述固定床反应器(3)的产物输出端依次连通冷却器(4)、高压气液分离罐(5); 所述高压气液分离罐(5)的出气端依次连通气体压缩机(6 )、分液罐(7); 所述高压气液分离罐(5)的出液端连通稳定塔(9); 所述分液罐(7)的出气端、出液端分别与吸收解吸塔(8)的进料端连通； 所述吸收解吸塔(8)的出液端连通稳定塔(9)的进口； 所述稳定塔(9)的出液端分别连通所述吸收解吸塔(8)的进吸收剂端和分馏塔（10)的 入口。4. 根据权利要求3所述的甲醇制汽油装置，其特征在于:所述吸收解吸塔(8)设有塔底 重沸器。5. 根据权利要求3所述的甲醇制汽油装置，其特征在于:所述稳定塔(9)塔顶采用冷回 流，塔底采用釜式重沸器。
【文档编号】C10G3/00GK205473598SQ201521139717
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年12月31日
【发明人】萧锦诚, 王刃, 区绍伟, 冯宝林
【申请人】易高环保能源研究院有限公司, 大连龙泰科技发展有限公司