CN101602958B - 一种降低含苯汽油中苯含量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低含苯汽油中苯含量的方法，其特征在于：质量比1∶(1～2.5)的含苯汽油和甲醇在装有催化剂的固定床反应器内进行烷基化反应，所述的反应条件是反应温度380～450℃，反应压力0.1～0.6Mpa，液体重量空速0.3～1.5h-1；所述催化剂以ZSM-5分子筛和Y分子筛为活性组分，催化剂中ZSM-5分子筛的含量为40～55wt％，Y分子筛的含量为5～20wt％。本发明含苯汽油中的苯转化率达到80wt％以上，含苯汽油中的苯含量从20～60wt％降低到3～7wt％，同时汽油辛烷值有较大程度的提高；烷基化产物经过闪蒸，苯含量可降低到1v％以下，达到车用汽油的标准。并且本发明工艺简单、成本低。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种使含苯汽油发生烷基化反应以降低含苯汽油中苯含量的方法。
二、背景技术
随着环保意识的增强和汽油质量要求的升级，世界各国对汽油中苯含量的要求均较严格，主要是因为苯为致癌物质，如果燃烧不完全会残存在汽车尾气中，将会危害公众健康。
2009年12月31日前我国将全面实施满足排放标准III的车用汽油质量指标。该质量指标要求汽油的烯烃体积分数不大于30％，芳烃体积分数不大于40％，其中苯体积分数不大于1.0％，硫含量不大于150＞g/g。而含苯汽油的苯含量一般为20～60wt％，因此汽油质量持续升级对含苯汽油的生产和出路提出了严峻的考验。
目前降低含苯汽油中苯含量的方法主要有：一种方法是通过加氢把苯转化为环己烷，如US5189233，US20070299294等公开了将含苯汽油加氢生成环己烷达到降低汽油中苯含量的目的，催化剂采用常规的加氢催化剂，采用固定床反应器，但该方法对汽油的辛烷值损失较大；另一种方法是通过与烯烃的烷基化反应把苯转化为烷基苯，如US4997543，US5149894，US5210348，US5491270，CN1335358A等报道了使含苯汽油与烯烃发生烷基化反应来降低汽油中苯含量，催化剂为常规的烷基化催化剂，反应器采用固定床或釜式反应器。但此方法所用的烯烃价格较贵，因而增加了加工成本。
另外，还可采用组合工艺降低汽油中苯含量。US5830345，US20060183952，CN1735675A等报道了采用苯加氢反应和环己烷异构化反应相结合的工艺，US5210348报道了通过苯烷基化和苯加氢的组合工艺降低汽油中苯含量。这些组合工艺虽可降低汽油中苯含量且不损失辛烷值，但存在成本高、工艺复杂等缺点。
由此可见，现有降低汽油中苯含量的方法存在的主要不足是辛烷值损失较大、工艺复杂、成本高，在一定程度上制约了该工艺的发展。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种以ZSM-5和Y分子筛为催化剂，使含苯汽油与甲醇发生烷基化反应以降低含苯汽油中苯含量的方法，该方法工艺简单、成本低，苯含量降幅大，且辛烷值有较大程度的提高。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种降低含苯汽油中苯含量的方法，其特征在于：质量比1∶(1～2.5)的含苯汽油和甲醇在装有催化剂的固定床反应器内进行烷基化反应，所述的反应条件是反应温度380～450℃，反应压力0.1～0.6Mpa，液体重量空速0.3～1.5h-1；所述催化剂以ZSM-5分子筛和Y分子筛为活性组分，催化剂中ZSM-5分子筛的含量为40～55wt％，Y分子筛的含量为5～20wt％。
所述含苯汽油的苯含量为20～60wt％。
所述催化剂中ZSM-5分子筛还可以是以P、Mg、稀土等元素改性的ZSM-5分子筛，改性元素的氧化物含量为催化剂总量的3～10wt％。
本发明中催化剂采用氧化铝、氧化硅、高岭土、硅藻土等作为载体，硅溶胶或铝溶胶为粘结剂，催化剂中活性组分ZSM-5分子筛的含量为40～55wt％，Y分子筛的含量为5～20wt％，粘结剂含量为8wt％，载体含量为22～32wt％。催化剂经挤条成型，然后经干燥、焙烧，制成成品催化剂，剪成1.5×1.5毫米大小尺寸催化剂，供试验使用。
本发明可有效降低含苯汽油中的苯含量，苯的单程转化率达到80％以上，含苯汽油中的苯含量从20～60wt％降低到3～7wt％，同时汽油辛烷值有较大程度的提高；烷基化产物经过闪蒸，苯体积百分含量可降低到1％以下，达到车用汽油的标准。并且本发明工艺简单、成本低，既降低了汽油中苯含量，又为甲醇的利用找到了新途径。
四、具体实施方式：
以下的实施例将对本发明作进一步的说明：
实施例1：
50gZSM-5分子筛、10gY分子筛、46.3g拟薄水铝石、26.4g硅溶胶、2ml浓硝酸及适量水混合，然后挤条成型，催化剂尺寸为1.5×1.5毫米，干燥、焙烧得到催化剂A。
实施例2：
量取313.7mg/L的ReCl3溶液9ml，对55g分子筛ZSM-5进行改性。然后稀土Re改性的ZSM-5分子筛、5gY分子筛、41.2g拟薄水铝石、26.4g硅溶胶、2ml浓硝酸及适量水混合，其余步骤同实施例1，得到催化剂B。
实施例3：
称取5g硝酸镁配成0.1M的溶液，对40g分子筛ZSM-5进行改性。然后Mg改性的ZSM-5分子筛、20gY分子筛、48.8g拟薄水铝石、26.4g硅溶胶、2ml浓硝酸及适量水混合，其余步骤同实施例1，得到催化剂C。
实施例4：
将催化剂A、催化剂B、催化剂C分别装于固定床反应器中，催化剂装填量为20ml，催化剂上下装瓷环填料。反应条件：反应压力0.5Mpa、含苯汽油和甲醇质量比1∶1.5、反应床层液体重量空速0.5h-1、反应温度420℃。在催化剂A、催化剂B、催化剂C上进行含苯汽油与甲醇的烷基化反应，含苯汽油组成见表1，试验结果如表2所示。
表1含苯汽油原料的组成
表2不同催化剂的烷基化结果
实施例5：
将催化剂A装于固定床反应器中，催化剂装填量为20ml，催化剂上下装瓷环填料。在表3中的工艺条件下，在催化剂A上进行含苯汽油与甲醇的烷基化反应，含苯汽油组成见表1，试验结果如表3所示。
表3工艺条件对催化剂的影响
Claims (1)
1.一种降低含苯汽油中苯含量的方法，其特征在于：质量比1∶(1～2.5)的含苯汽油和甲醇在装有催化剂的固定床反应器内进行烷基化反应，所述的反应条件是反应温度380～450℃，反应压力0.1～0.6Mpa，液体重量空速0.3～1.5h-1；催化剂采用氧化铝、氧化硅、高岭土或硅藻土作为载体，硅溶胶或铝溶胶为粘结剂，催化剂中活性组分ZSM-5分子筛的含量为40～55wt％，Y分子筛的含量为5～20wt％，粘结剂含量为8wt％，载体含量为22～32wt％，催化剂经挤条成型，然后经干燥、焙烧，制成成品催化剂，剪成1.5×1.5毫米大小尺寸催化剂，供试验使用；所述ZSM-5分子筛是以P、Mg或稀土元素改性的，其中改性元素的氧化物含量为催化剂总量的3～10wt％；所述含苯汽油为含苯量20～60wt％。
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