CN101973830A - 二甲醚制烯烃并联产醇醚燃料环保添加剂的工艺 - Google Patents

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刘述全
庞治
刘光明
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SHANGHAI DISIMAN CHEMICAL NEW TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种二甲醚制烯烃并联产醇醚燃料环保添加剂的工艺，以二甲醚为原料并采用分子筛负载型催化剂经二甲醚烃化反应生产烯烃并联产醇醚燃料环保添加剂，本发明工艺以二甲醚为原料可以替代传统石油原料联产基本有机化工原料，因此可以降低传统石油化工产业对于石油的依赖程度，同时也有利于减少我国石油的对外依存度，提高能源、资源的战略安全性，而且本工艺的生产过程低排放、低污染、低能耗，符合绿色环保的要求，并且具有生产成本低、市场竞争力强的优势。

Description

二甲醚制烯烃并联产醇醚燃料环保添加剂的工艺
技术领域
本发明涉及一种以二甲醚为原料生产烷烃、烯烃和碳五以上组分的醇醚燃料添加剂的工艺方法。
背景技术
我国的化石能源结构，总体上讲是“缺油、少气、煤炭资源相对丰富”。随着我国经济的高速发展，对化石能源的需求更大，就以石油而言，目前我国的对外依存度已超过50％，为了我国的能源安全，非石油甲醇制低碳烯烃技术便应运而生，并均取得较大的突破，同时，非油、气制得的醇醚燃料也逐步得到了社会认同，这必将逐步替代部分石油化工产品。但是，目前在车用醇醚燃料的添加剂方面尚无统一标准。同时，我国二甲醚产能过剩，在2009年产能已达600余万吨，而开工率不足36％。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种二甲醚制烯烃并联产醇醚燃料环保添加剂的工艺，该工艺以二甲醚为原料联合生产烯烃和醇醚燃料环保添加剂，不仅替代了传统石油原料、减低传统石油化工产业对石油的依赖，并且该工艺低排放、低污染、低能耗，生产成本低。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种二甲醚制烯烃并联产醇醚燃料环保添加剂的工艺，以二甲醚为原料，并采用分子筛负载型催化剂经二甲醚烃化反应生产烯烃并联产醇醚燃料环保添加剂，二甲醚烃化反应的混合产物经分离进一步制取得到烯烃和醇醚燃料环保添加剂，所述烯烃中包括乙烯、丙烯和丁烯，所述醇醚燃料环保添加剂为一种碳五以上的脂肪烃类混合物。
所述二甲醚烃化反应采用根据目的反应要求利用分子设计原理设计的分子筛负载型催化剂，所采用的催化剂具有高的脂肪烃类选择性，特别是对丙烯的选择性最高。二甲醚烃化反应采用ZXM分子筛负载型催化剂。
按照产品方案的要求，对混合产物至少采取简单低度深冷、油吸收、PSA精制和萃取精馏中一种方法进行提纯分离。
二甲醚烃化反应的反应器可选用各种类型的固定床反应器，也可采用流化床反应器。
本发明所采用的进一步技术方案是：
原料二甲醚经入口换热器后，使二甲醚达到反应活性温度直接进入二甲醚烃化反应器中，控制压力0.1～1.0MPa(绝)，反应温度180～500℃，最终反应产物经由冷凝冷却，汽液分离，液相通过分液脱水等过程即为醇醚燃料环保添加剂，气相产物通过低度深冷分离、变压吸附、萃取精馏等分离出乙烯、丙烯和异丁烯等产品。
为了使产物便于醇醚燃料环保添加剂的生产，可以根据分子设计采用利于生产异丁烯和碳五以上脂肪烃类产品的分子筛负载型催化剂，即采用对低碳烯烃中的异丁烯具有高选择性的分子筛负载型催化剂。
本发明的有益效果是：采用分子筛负载型催化剂经二甲醚烃化反应生产烯烃联产醇醚燃料环保添加剂，二甲醚烃化反应中碳的转化率可达到95％以上(包括产物中的烷烃、烯烃的高效利用)，属于高效利用碳源的低碳技术，并可不用较昂贵的分离技术联产优质烯烃和醇醚燃料环保添加剂，鉴于本发明工艺操作条件温和、建厂条件不苛刻、能耗及成本低等优势，可以根据不同的产品方案，通过灵活的反应、分离工艺配置，低投资、低成本、低排放、低污染和高效益地生产系列基本化工原料。
附图说明
图1为发明所述的二甲醚制烯烃并联产醇醚燃料环保添加剂工作过程。
具体实施方式
实施例1：
将10g二甲醚烃化用分子筛负载型催化剂放入二甲醚烃化反应器中，控制压力0.1～1.0MPa，温度200～500℃，将二甲醚与水蒸汽配成摩尔比为1∶1，每小时进1～2L反应物，反应后液体中单程液收大于50％，总液收大于70％，各成分的含量见下表1，气体中主要成分为氢气、甲烷和乙烷。
表1：二甲醚烃化反应产物成分
  成分   甲烷   乙烷+乙烯   丙烷+丙烯   C4   C5及以上
  体积含量(％)   0.7   7.2(乙烯＞98％)   50.8(丙烯＞98％)   25.4(异丁烯≥30％)   15.6
实施例2：
将30g二甲醚烃化用分子筛负载型催化剂放到烃化反应器，控制温度400～500℃，压力0.1～1.0MPa，二甲醚与水蒸汽摩尔比为1.5∶1，气体空速500～2500h-1，反应后气体组成见下表2：
表2：二甲醚烃化反应产物成分
Figure BSA00000254845800041
将上述气体进行分离后，将碳四气体进入到装有MTBE催化剂的反应床中，二甲醚和异丁烯摩尔比为1.4∶1，碳四成分如下表3：
表3：碳四成分
  成分   丁烷、异丁烷   1-丁烯、2-丁烯   异丁烯
  体积含量(％)   4.5～5.5   50～53   39～42
实施例3：
将实例1中二甲醚烃化用分子筛负载型催化剂运转500小时后再生，再按实例1进行反应，单程液体收率60.5％，液体成分(100小时平均数据)见下表4：
表4：催化剂再生后二甲醚烃化反应产物成分
实例4：
将实例2二甲醚烃化用分子筛负载型催化剂运转500小时后进行反应器内再生，再生温度控制550～600℃，控制氧含量2～18％，用水蒸汽控制温度再生24小时。再按实例2进行反应，反应200小时后气体各成分含量见下表5(反应200小时后取样分析数据)：
表5：催化剂再生后二甲醚烃化反应产物成分
Figure BSA00000254845800051

Claims (6)

1.一种二甲醚制烯烃并联产醇醚燃料环保添加剂的工艺，其特征在于：以二甲醚为原料并采用分子筛负载型催化剂经烃化反应生产烯烃并联产醇醚燃料环保添加剂。
2.根据权利要求1所述的二甲醚制烯烃并联产醇醚燃料环保添加剂的工艺，其特征在于：所述二甲醚烃化反应的操作绝对压力为0.1～1.0MPa，反应温度为200～600℃，二甲醚气体体积空速为500～2500h-1。
3.根据权利要求1所述的二甲醚制烯烃并联产醇醚燃料环保添加剂的工艺，其特征在于：所述分子筛负载型催化剂为ZXM分子筛负载型催化剂。
4.根据权利要求1所述的二甲醚制烯烃并联产醇醚燃料环保添加剂的工艺，其特征在于：所述二甲醚烃化反应是在固定床反应器和流化床反应器之一中进行的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的二甲醚制烯烃并联产醇醚燃料环保添加剂的工艺，其特征在于：所述二甲醚烃化反应的产物主要包括烷烃、烯烃和碳五以上组分的醇醚燃料添加剂，所述烯烃主要包括乙烯、丙烯和丁烯。
6.根据权利要求5所述的二甲醚制烯烃并联产醇醚燃料环保添加剂的工艺，其特征在于：对所述二甲醚烃化反应的产物至少采用低温深冷、油吸收、变压吸附精制、萃取和精馏中的一种方法进行提纯分离。
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