本发明属于能源化工技术领域，具体涉及一种利用甲醇制备高辛烷值汽油的方法及其配套的装置。
背景技术：
随着社会的发展，全球石油资源已无法满足经济高速发展的需求，我国是缺油、少气而煤炭相对丰富的国家。目前成品油主要通过石油炼制的方式获取，因此，成品油易受原油供应和价格波动的影响，且汽油尾气的排放是大气污染PM2.5颗粒超标以及造成雾霾的主要原因之一，尤其我国目前的汽油标准低，硫、氮、重金属超标，对环境造成了极大的危害。环保对油品质量要求的提高，推动了炼油技术的进步，也推动了利用清洁原料制汽油的发展，甲醇无硫无氮可作为制备汽油的清洁原料，但与传统的石油原料相比，仅凭利用清洁原料突出其优势是远远不够的，更要在工艺上突出其先进性，从而能够降低其制油的成本。此外，甲醇制汽油还要符合先进的汽油配方，含氧汽油在一定程度上减少油品中污染物的排放。欧洲和美国等也相应推出了各自的油品质量规格和优化生产工艺技术，其中美国提出的汽油无铅、无金属，使用苯含量小于1%，含氧量大于2%，代表二十一世纪汽油质量新趋势。醚类化合物甲基叔丁基醚（MTBE）或甲基叔戊基醚（TAME）作为一种可有效提高汽油辛烷值的含氧化合物，它的辛烷值高以及与汽油相溶性好，具有以任何比例与汽油相溶而不发生分离的特点，是良好的高辛烷值汽油调节剂。
甲醇制高辛烷值烃类增加醚化汽油，一方面提高了汽油的质量，另一方面降低了每吨汽油的甲醇的消耗，因此具有与传统炼油竞争的优势。甲醇脱水烃化过程中提高了异丁烯、异戊烯的产率，用选择性的叠合提高异丁烯、异戊烯的浓度，研究新型的醚化催化剂代替有一定缺点的离子交换树脂催化剂，离子交换树脂不耐高温，无法再生，废的催化剂不易处理或对土壤或对空气造成严重的二次污染。
专利CN201010108008.1 公开了一种以甲醇为原料生产低碳烯烃及芳烃并联产汽油的工艺，以甲醇为原料并采用分子筛催化剂经甲醇烃化反应和芳构化反应生产低碳烯烃及芳烃并联产汽油，所述芳构化反应是将甲醇烃化反应产物进一步芳构化以得到烯烃、芳烃和烷烃的混合产物，所述混合产物经分离进一步制取得到低碳烯烃、芳烃和汽油，所述低碳烯烃中包括乙烯、丙烯和丁烯，所述芳烃中包括苯、甲苯和二甲苯。CN201210064039.0 公开了一种甲醇经混合固定床生产油品及联产丙烯的工艺方法，该工艺方法以甲醇为原料，在一个混合固定床反应器内，采用负载型的具有甲醇烃化、芳构化、氢转移脱烯化、烯烷加成化和烯烯叠合化的分子筛催化剂，使甲醇烃化后在临氢状态下进行甲醇烃化、芳构化、氢转移脱烯化、烯烷加成化和烯烯叠合化反应一步法制成油品，且能够利用一步法生产油品过程中的能量和物质联产丙烯。上述专利虽然都是甲醇脱水生产烃类，但它们是均以甲醇为原料生产低碳烯烃，特别是以丙烯为主。
再者，目前现有的采用甲醇为原料制备汽油的工艺，生产出来的汽油组分中辛烷值在89~92，产品分布主要为燃料气（主要含CH4，CO2，CO等），液化天然气（C3，C4烃组分），汽油组分（轻烃类），重组分（重芳烃主要有均四甲苯等），其中高附加值产品汽油组分甲醇单耗较高，一般在2.5-3(每吨汽油产品/吨甲醇)，甚至，有的产品中含有均四甲苯，而由于均四甲苯凝点较高，会堵塞工艺管道及设备，增加设备检修次数，影响产品质量。
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种利用甲醇制备高辛烷值汽油的方法，同时提供其配套的装置是本发明的另一发明目的。
基于上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种利用甲醇制备高辛烷值汽油的方法，包括以下步骤：
（1）气化甲醇经醚化反应后进入醚烃化反应器进行二次缩合，然后将生成物分离成气相、油相和水相；
（2）油相经气油分馏塔分离成气相和液相，液相进入油品切割塔，油品切割塔塔顶分离出汽油组分。
步骤（2）中油品切割塔塔釜产出重芳烃，分离出的重芳烃进入异构化反应器生成混合芳烃。
步骤（1）中，分离出的气相部分采出，部分返回醚烃化反应器。
步骤（1）中所述醚化反应的压力控制在1.8~3.0MPa，反应温度控制在150~300℃。
步骤（2）中，分离出的气相部分采出，部分返回至醚烃化反应器。
所述醚烃化反应器的压力控制在1.8~3.0MPa，反应温度控制在300~480℃。
与利用甲醇制备高辛烷值汽油的方法配套的装置，包括依次连接的甲醇气化装置、醇醚化塔、醚烃化反应器和油气水三相分离器，所述油气水三相分离器的油相出口与气油分馏塔相连，气油分馏塔的液相出口连接油品切割塔，油品切割塔顶部的轻组分出口连接油品收集装置，其塔釜的重组分出口连接异构化反应器，异构化反应器的物料出口连接混合芳烃收集装置。
所述油气水三相分离器的气相出口通过三通管道分成两路，一路连接第一集气装置，一路汇入醚烃化反应器的物料入口。
所述气油分馏塔的顶部出口通过三通管道分成两路，一路连接第二集气装置，一路汇入醚烃化反应器的物料入口。
所述甲醇气化装置为甲醇气化器。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明气化甲醇经醚化反应后进入醚烃化反应器进行二次缩合，对醚烃化反应器产出的粗产品经油气水三相分离器分离，以及轻烃的再循环处理，使产品有效分离和副产品得到转化利用，提高了汽油产品收率，其辛烷值增加，辛烷值在97以上，且汽油组分对应甲醇单耗低，为2.33-2.45吨汽油产品/吨甲醇；分离出的重芳烃通过异构化反应器转化为轻质烃，不仅避免了汽油产品中含有凝点较高的均四甲苯，还得到轻质烃副产品（可作为柴油组分），提高了产品的附加值。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
一种利用甲醇制备高辛烷值汽油的方法，如图1所示，包括以下步骤：
（1）气化甲醇经醚化反应后进入醚烃化反应器3进行二次缩合，然后将生成物分离成气相、油相和水相，分离出的气相部分采出，部分返回醚烃化反应器3；醚化反应的压力控制在1.8~3.0MPa，反应温度控制在150~300℃；醚烃化反应器3的压力控制在1.8~3.0MPa，反应温度控制在300~480℃；
（2）油相经气油分馏塔5分离成气相和液相，分离出的气相部分采出，部分返回至醚烃化反应器3，液相进入油品切割塔6，油品切割塔6塔顶分离出汽油组分，塔釜产出重芳烃，分离出的重芳烃进入异构化反应器7生成混合芳烃。
与利用甲醇制备高辛烷值汽油的方法配套的装置，如图1所示，包括依次连接的甲醇气化器1、醇醚化塔2、醚烃化反应器3和油气水三相分离器4，油气水三相分离器4的气相出口通过三通管道分成两路，一路连接第一集气装置10-1，一路汇入醚烃化反应器3的物料入口，油气水三相分离器4的油相出口与气油分馏塔5相连，气油分馏塔5的顶部出口通过三通管道分成两路，一路连接第二集气装置10-2，一路汇入醚烃化反应器3的物料入口，气油分馏塔5的液相出口连接油品切割塔6，油品切割塔6顶部的轻组分出口连接油品收集装置9，其塔釜的重组分出口连接异构化反应器7，异构化反应器7的物料出口连接混合芳烃收集装置8，油气水三相分离器4的废水排出。
工作过程：原料甲醇经甲醇气化器1气化后，进入醇醚化塔2发生甲醇的脱水反应，随着脱水反应的进行形成了甲醇、二甲醚和水的混合物，进入醚烃化反应器3，含氧物进一步脱水得到C2-C5轻质烯烃；当甲醇脱水反应完成后，进一步反应则是C2-C5烯烃的缩合、环化，生成分子量更高的、在汽油沸程内的烃类，生成的芳香烃、链烷烃等，最终形成C2-C11的烃类混合物。而分离出的重芳烃经过异构化反应器7进一步转化成附加值更高的轻质烃。 其化学反应式如下：
本发明气化甲醇经醚化反应后进入醚烃化反应器3进行二次缩合，对醚烃化反应器3产出的粗产品经油气水三相分离器4分离，以及轻烃的再循环处理，使产品有效分离和副产品得到转化利用，提高了汽油产品收率，其辛烷值增加，辛烷值在97以上，且汽油组分对应甲醇单耗低，为2.33-2.45吨汽油产品/吨甲醇；分离出的重芳烃通过异构化反应器7转化为轻质烃，不仅避免了汽油产品中含有凝点较高的均四甲苯，还得到轻质烃副产品（可作为柴油组分），提高了产品的附加值。