CN117247790A - 一种甲醇生产航空煤油的方法、装置和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种甲醇生产航空煤油的方法、装置和应用，属于石油化工产品加工技术领域。所述方法包括：甲醇原料在第一分子筛催化剂的催化作用下生成甲醇脱水反应产物，将所述甲醇脱水反应产物分离处理，随后与回炼燃料气、回炼液化气或回炼汽油中的一种或多种混合后在第二分子筛催化剂的催化作用下生成反应油气，所述反应油气经分馏后得到煤油馏分，所述煤油馏分经加氢精制处理后，即得航空煤油。本发明提供的以甲醇为原料生产航空煤油的方法开拓了航空煤油生产的新途径；工艺流程短、紧凑，能够有效实现节能减排。
Description
技术领域
本发明属于石油化工产品加工技术领域，具体涉及一种甲醇生产航空煤油的方法、装置和应用。
背景技术
随着我国航空业发展迅速，对航空煤油的需求量也在逐年增加，预计2025年增加到50Mt/a，存在较大供需缺口。目前，航空煤油主要是由炼油企业的直馏馏分、加氢裂化馏分等不同馏分的链烷烃、环烷烃和芳烃等烃类化合物组成的，碳数分布在C9～C16之间。由于航煤特殊的使用环境，性能要求十分苛刻，要求其具有良好的低温流动性、较大的净热值和密度、较快的燃烧速度且燃烧完全、良好的安定性。
目前，航空煤油基本上来自于石油产品，一是由原油蒸馏的煤油馏分经精制制得，二是由重质馏分油经加氢裂化制得。除此之外，还有少部分经费托合成生产煤油馏分，但是该煤油馏分不能单独作为航空煤油，必须与石油基航空煤油调和才能使用，其调和比例不得超过50％。近几年，由动植物油组成的餐饮废油经加氢处理生产航空煤油的技术也得到应用，但是生产量更少。鉴于石油安全的需要，由大宗商品生产航空煤油来满足我国民用航空煤油及军用航空煤油的需求显得非常必要。
目前，我国煤制甲醇技术成熟、应用广泛，并且利用甲醇生产烃类化合物无论是技术先进性、还是生产规模都处于世界领先地位。但是甲醇生产烃类化合物的甲醇制烯烃(MTO)、甲醇制丙烯(MTP)、甲醇制芳烃(MTA)和甲醇制汽油(MTG)等工艺技术都不能生产满足煤油馏分要求的烃类化合物。利用甲醇这一大宗商品生产航空煤油无论是缓解国家石油安全、拓宽航空煤油生产途径，都具有重要意义。现有技术中，尚未发现有效的以甲醇制航空煤油的相关技术报道。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一在于提供一种甲醇生产航空煤油的方法，开拓了煤油生产过程的新途径。
本发明的目的之二在于提供一种甲醇生产航空煤油的装置，流程简单，可实施性强。
本发明的目的之三在于提供一种上述装置在甲醇生产航空煤油的具体应用。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种甲醇生产航空煤油的方法，包括：甲醇原料在第一分子筛催化剂的催化作用下生成甲醇脱水反应产物，将所述甲醇脱水反应产物分离处理，随后与回炼燃料气、回炼液化气或回炼汽油中的一种或多种混合后在第二分子筛催化剂的催化作用下生成反应油气，所述反应油气经分馏后得到煤油馏分，所述煤油馏分经加氢精制处理后，即得航空煤油。
作为本发明技术方案的进一步优选，具体包括如下步骤：
将甲醇原料送入甲醇脱水反应器，在第一分子筛催化剂的催化作用下生成甲醇脱水反应产物，所述甲醇脱水反应产物经冷凝冷却后进行分离，得富烯烃气体、富烯烃油品和水；
将所述富烯烃气体经压缩后与所述富烯烃油品混合，随后再与回炼燃料气、回炼液化气或回炼汽油中的一种或多种混合后送入煤油馏分反应器，在第二分子筛催化剂的催化作用下得反应油气，将所得反应油气送入气液分离器中，得液体油品、燃料气、液化气；
将所述液体油品送入分馏塔中，得汽油馏分、煤油馏分、柴油馏分；
将所述煤油馏分送入加氢精制装置进行处理，得得航空煤油。
作为本发明技术方案的进一步优选，第一分子筛催化剂选自ZSM-5分子筛、Y型分子筛、SAPO-34分子筛中的一种或多种。
作为本发明技术方案的更进一步的优选，第一分子筛催化剂为ZSM-5分子筛时，硅铝比大于150。
作为本发明技术方案的更进一步的优选，第一分子筛催化剂为ZSM-5分子筛时，硅铝比大于250。
作为本发明技术方案的进一步优选，甲醇脱水反应器为固定床反应器、移动床反应器、流化床反应器中的一种。
作为本发明技术方案的进一步优选，第一分子筛催化剂的催化作用条件为：反应温度450～550℃，反应压力为0.05～0.5MPa，甲醇进料空速为0.5～10h-1。
作为本发明技术方案的更进一步的优选，第一分子筛催化剂的催化作用条件为：反应温度470～520℃，反应压力为0.1～0.3MPa，甲醇进料空速为1～3h-1。
作为本发明技术方案的进一步优选，第二分子筛催化剂为ZSM-5分子筛催化剂，硅铝比为25～120。
作为本发明技术方案的更进一步的优选，第二分子筛催化剂的硅铝比为38～90。
作为本发明技术方案的进一步优选，第二分子筛催化剂的催化作用条件为：反应温度150～350℃，反应压力为3～10MPa，进料空速为0.5～3h-1。
作为本发明技术方案的更进一步的优选，第二分子筛催化剂的催化作用条件为：反应温度200～300℃，反应压力为3.5～5.5MPa，进料空速为1～2h-1。
作为本发明技术方案的进一步优选，加氢精制的条件为：反应温度250～400℃，反应压力为3～8MPa，进料空速为0.5～3h-1，氢油体积比为400～1000。
作为本发明技术方案的更进一步的优选，加氢精制的条件为：反应温度300～350℃，反应压力为3.5～5.5MPa，进料空速为1～2h-1，氢油体积比为600～800。
作为本发明技术方案的进一步优选，回炼燃料气来自所述燃料气，所述回炼液化气来自所述液化气，所述回炼汽油来自所述汽油馏分。
作为本发明技术方案的进一步优选，回炼燃料气、回炼液化气和回炼汽油的回炼总比为0.3～1.5。
第二方面，本发明还提供实施上述方法的装置，包括甲醇脱水反应器、三相分离器、煤油馏分反应器、气液分离器、分馏塔、加氢精制反应器；所述甲醇脱水反应器通过管道与三相分离器连通，所述三相分离器顶部和中部均通过管道与所述煤油馏分反应器的顶部连通，所述煤油馏分反应器的底部通过管道与气液分离器连通，所述气液分离器的底部通过管道与所述分馏塔连通，所述分馏塔通过管道与所述加氢精制反应器连通。
作为本发明技术方案的进一步优选，所述气液分离器的顶部和侧壁还通过管道与所述煤油馏分反应器的顶部连通。
作为本发明技术方案的进一步优选，所述分馏塔的顶部还通过管道与所述煤油馏分反应器的顶部连通。
同时，本发明还要求保护上述装置在甲醇生产航空煤油中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明提供的甲醇生产航空煤油的方法，能够实现甲醇生产航空煤油的目的，开拓了煤油生产过程的新途径。
(2)本发明提供的甲醇生产航空煤油的方法，工艺过程中甲醇脱水最大化生产烯烃工艺流程短，通过三相分离器简单分离后即可为烯烃齐聚、烷基化等提高原料。
(3)本发明提供的甲醇生产航空煤油的方法，通过气体和汽油的回炼，可以最大化生产煤油馏分，煤油馏分通过加氢精制即可得到航空煤油。
(4)本发明工艺过程流程紧凑，能够有效实现节能减排。
总之，本发明提供的以甲醇为原料生产航空煤油的工艺方法简单，所得航空煤油收率较高，油品品质好，具有较广的应用前景。
附图说明
图1为本发明甲醇生产航空煤油的工艺流程示意图。
图中，1、甲醇进料；2、甲醇脱水反应器；3、甲醇脱水反应产物；4、三相分离器；5、富烯烃气体；6、富烯烃油品；7、富烯烃油气；8、工艺水；9、煤油馏分反应进料；10、煤油馏分反应器；11、反应油气；12、气液分离器；13、燃料气；14、液化气；15、液体油品；16、回炼燃料气；17、出装置燃料气；18、回炼液化气；19、出装置液化气；20、分馏塔；21、汽油馏分；22、回炼汽油；23、出装置汽油；24、煤油馏分；25、柴油馏分；26、氢气；27、加氢精制装置进料；28、加氢精制反应器；29、航空煤油。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
同时，需要强调的是，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
请参阅图1，本发明中，提供一种甲醇生产航空煤油的方法，包括：甲醇原料(甲醇进料1)在第一分子筛催化剂的催化作用下生成甲醇脱水反应产物3，将所述甲醇脱水反应产物3分离处理，随后与回炼燃料气16、回炼液化气18或回炼汽油22中的一种或多种混合后(得到煤油馏分反应进料9)在第二分子筛催化剂的催化作用下生成反应油气11，所述反应油气11经分馏后得到煤油馏分，所述煤油馏分经加氢精制处理后，即得航空煤油29。
具体来说，本发明提供的甲醇生产航空煤油的方法包括如下步骤：
将甲醇原料(甲醇进料1)送入甲醇脱水反应器2，在第一分子筛催化剂的催化作用下生成甲醇脱水反应产物3，所述甲醇脱水反应产物3经冷凝冷却后进行分离，得富烯烃气体5、富烯烃油品6和水(工艺水8)；
将所述富烯烃气体5经压缩后与所述富烯烃油品6混合，随后再与回炼燃料气16、回炼液化气18或回炼汽油22中的一种或多种混合后(得到煤油馏分反应进料9)送入煤油馏分反应器10，在第二分子筛催化剂的催化作用下得反应油气11，将所得反应油气11送入气液分离器12中，得液体油品15、燃料气13、液化气14；
将所述液体油品15送入分馏塔20中，得汽油馏分21、煤油馏分24、柴油馏分25；
将所述煤油馏分24送入加氢精制装置(加氢精制反应器28)进行处理，得得航空煤油29。
上述技术方案中，利用第一分子筛催化剂，通过甲醇脱水反应生成富含烯烃的烃类化合物；富含烯烃的烃类化合物在第二分子筛催化剂作用下进行齐聚(叠合)反应、芳构化反应、烷基化反应，生成以煤油馏分为主的烃类化合物；分离的煤油馏分进行加氢精制脱烯烃，得到航空煤油。本发明甲醇生产航空煤油的工艺过程开拓了航空煤油生产新途径。甲醇在第一分子筛催化剂的作用下能够最大化生产烯烃和部分芳烃，为烯烃齐聚和芳烃烷基化生产煤油馏分提高优质原料；在第二分子筛催化剂的作用下，有效控制烯烃齐聚反应和芳烃烷基化从而最大化生产煤油馏分的烃类化合物；煤油馏分通过加氢精制使其中烯烃加氢转化为烷烃，生产合格航空煤油。整个工艺过程连贯性强，通过有机组合可以实现甲醇最大化生产航空煤油。上述作用过程所涉及到的基本原理如下：
(1)甲醇脱水反应
在ZSM-5分子筛催化剂作用下，甲醇脱水以非常高的选择性生成低碳烯烃，大约85％的碳都生成了C2～C8烯烃，其中丙烯最多，另外还生成烷烃、芳烃，如以下反应式所示。
nCH3OH→C2H4+C3H6+C4H8+C5H10+C6H12+……+nH2O
nCH3OH→C6H6+C7H8+C8H10+……+nH2O
nCH3OH→C2H6+C3H8+C4H10+C5H12+C6H14+……+nH2O
(2)煤油馏分生产-烯烃叠合反应
利用ZSM-5分子筛酸性催化剂，在合适工艺条件下控制烯烃叠合为以煤油馏分为主的馏分油，如以下反应式所示。
4C3H6→C12H24
(3)煤油馏分生产-芳构化反应
在ZSM-5分子筛酸性催化剂作用下，低碳烯烃还可以通过芳构化反应生成芳烃，如以下反应式所示。
2C3H6→C6H10+H2
(4)煤油馏分生产-烷基化反应
在ZSM-5分子筛酸性催化剂作用下，芳烃与烯烃发生烷基化反应，生成烷基芳烃，如以下反应式所示。
C6H6+C4H8→C10H14
(5)航空煤油生产-加氢反应
由于航空煤油使用特性，要求其烯烃含量不得超过5％，对煤油馏分加氢即可得到合格航空煤油，如以下反应式所示。
C12H24+H2→C12H26
具体来说，在甲醇脱水反应工艺过程中，工业甲醇原料进入甲醇脱水反应器2，在分子筛催化剂作用下进行甲醇脱水最大化生产烯烃；甲醇脱水反应产物冷凝、冷却后进三相分离器，分别得到富烯烃气体5、富烯烃油品6和工艺水8；为了提高甲醇脱水多产烯烃，甲醇进料时可以掺混水蒸气或者工艺副产干气或者液化气等。在一些实施方式中，甲醇脱水生产烯烃催化剂是分子筛催化剂，分子筛包括ZSM-5分子筛、Y型分子筛、SAPO-34分子筛等，它们既可以单独作为活性组分，也可以混合后作为活性组分；也即第一分子筛催化剂选自ZSM-5分子筛、Y型分子筛、SAPO-34分子筛中的一种或多种。优选地，分子筛为ZSM-5分子筛，其硅铝比大于150；优选地，ZSM-5分子筛的硅铝比大于250。
在一些实施方式中，甲醇脱水反应器可以是固定床反应器、移动床反应器、流化床反应器，优选地，为流化床反应器。流化床反应器具有催化剂反应-再生操作方便、反应过程取热容易、反应器内温度均匀可控等优点。
在一些实施方式中，甲醇脱水反应器内的工艺参数，即第一分子筛催化剂的催化作用条件为：反应温度450～550℃，反应压力为0.05～0.5MPa，甲醇进料空速为0.5～10h-1；优选地，反应温度470～520℃，反应压力为0.1～0.3MPa，甲醇进料空速为1～3h-1。可以理解的是，在一些实施方式中，反应温度可以为450℃、460℃、470℃、480℃、490℃、500℃、510℃、520℃、530℃、540℃、550℃中的任一具体数值或者是450～550℃范围内的任一数值；反应压力可以为0.05MPa、0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa、0.25MPa、0.3MPa、0.35MPa、0.4MPa、0.45MPa、0.5MPa中的任一具体数值或者是0.05～0.5MPa范围内的任一数值；甲醇进料空速可以为1h-1、1.1h-1、1.2h-1、1.3h-1、1.4h-1、1.5h-1、1.6h-1、1.7h-1、1.8h-1、1.9h-1、2h-1、2.1h-1、2.2h-1、2.3h-1、2.4h-1、2.5h-1、2.6h-1、2.7h-1、2.8h-1、2.9h-1、3h-1中的任一具体数值或者是1～3h-1范围内的任一数值。
具体来说，在生产煤油馏分的工艺过程中，从三相分离器4来的富烯烃气体5经压缩后与富烯烃油品6混合，再与组合工艺生产的部分燃料气、液化气及汽油等混合进入煤油馏分反应器9，反应产物进入气液分离器12；通过气液分离器12分离出燃料气、液化气和液体油品。燃料气一部分回炼，一部分出装置；液化气一部分回炼，一部分出装置；液体油品送入分馏塔，通过分馏塔分离出汽油馏分、煤油馏分、柴油馏分。汽油馏分一部分回炼，一部分出装置；柴油馏分直接出装置；煤油馏分去加氢精制脱烯烃。在一些实施方式中，第二分子筛催化剂为ZSM-5分子筛催化剂，硅铝比为25～120；优选地，第二分子筛催化剂的硅铝比为38～90。
在一些实施方式中，煤油馏分反应器10可以是固定床反应器、移动床反应器、流化床反应器，优选地，为移动床反应器。移动床反应器具有催化剂反应-再生操作方便、反应过程效率高等特点。生产煤油馏分反应器内的工艺参数，即第二分子筛催化剂的催化作用条件为：反应温度150～350℃，反应压力为3～10MPa，进料空速为0.5～3h-1；优选地，反应温度200～300℃，反应压力为3.5～5.5MPa，进料空速为1～2h-1。可以理解的是，上述反应温度可以为150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、350℃中的任一具体数值或者是150～350℃范围内的任一数值；反应压力可以为3MPa、3.5MPa、4MPa、4.5MPa、5MPa、5.5MPa、6MPa、6.5MPa、7MPa、7.5MPa、8MPa、8.5MPa、9MPa、9.5MPa、10MPa中的任一具体数值或者是3～10MPa范围内的任一数值；进料空速可以为0.5h-1、0.6h-1、0.7h-1、0.8h-1、0.9h-1、1h-1、1.1h-1、1.2h-1、1.3h-1、1.4h-1、1.5h-1、1.6h-1、1.7h-1、1.8h-1、1.9h-1、2h-1、2.1h-1、2.2h-1、2.3h-1、2.4h-1、2.5h-1、2.6h-1、2.7h-1、2.8h-1、2.9h-1、3h-1中的任一具体数值或者是0.5～3h-1范围内的任一数值。回炼燃料气来自所述燃料气，所述回炼液化气来自所述液化气，所述回炼汽油来自所述汽油馏分。回炼燃料气、回炼液化气和回炼汽油的回炼总比为0.3～1.5；优选地，为0.5～0.8。
具体来说，在煤油馏分生产航空煤油的工艺过程中，从分馏塔20出来的煤油馏分24与氢气混合，进入加氢精制反应器28。煤油馏分经加氢精制脱烯烃后生产航空煤油29。煤油加氢精制固定床反应器内装填常规商品馏分油加氢精制催化剂即可，如RN-1。在一些实施方式中，加氢精制的条件为：反应温度250～400℃，反应压力为3～8MPa，进料空速为0.5～3h-1，氢油体积比为400～1000；优选地，反应温度300～350℃，反应压力为3.5～5.5MPa，进料空速为1～2h-1，氢油体积比为600～800。可以理解的是，上述反应温度可以为250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃、400℃、410℃、420℃、430℃、440℃、450℃中的任一具体数值或者是250～450℃范围内的任一数值；反应压力可以为3MPa、3.5MPa、4MPa、4.5MPa、5MPa、5.5MPa、6MPa、6.5MPa、7MPa、7.5MPa、8MPa中的任一具体数值或者是3～8MPa范围内的任一数值；进料空速可以为0.5h-1、0.6h-1、0.7h-1、0.8h-1、0.9h-1、1h-1、1.1h-1、1.2h-1、1.3h-1、1.4h-1、1.5h-1、1.6h-1、1.7h-1、1.8h-1、1.9h-1、2h-1、2.1h-1、2.2h-1、2.3h-1、2.4h-1、2.5h-1、2.6h-1、2.7h-1、2.8h-1、2.9h-1、3h-1中的任一具体数值或者是0.5～3h-1范围内的任一数值；氢油体积比可以为610、620、630、640、650、660、670、680、690、700、710、720、730、740、750、760、770、780、790、800中任一具体数值或者是400～1000范围内的任一数值。
在一些实施方式中，还提供一种甲醇生产航空煤油的装置，包括甲醇脱水反应器2、三相分离器4、煤油馏分反应器10、气液分离器12、分馏塔20、加氢精制反应器28；所述甲醇脱水反应器2通过管道与三相分离器4连通，所述三相分离器4顶部和中部均通过管道与所述煤油馏分反应器10的顶部连通，所述煤油馏分反应器10的底部通过管道与气液分离器12连通，所述气液分离器12的底部通过管道与所述分馏塔20连通，所述分馏塔20通过管道与所述加氢精制反应器28连通。
在一些实施方式中，所述气液分离器12的顶部和侧壁还通过管道与所述煤油馏分反应器10的顶部连通。
在一些实施方式中，所述分馏塔20的顶部还通过管道与所述煤油馏分反应器10的顶部连通。
进一步参阅图1，本发明的工艺流程详细描述如下：
工业甲醇原料(即甲醇进料1)进入甲醇脱水反应器2，在分子筛催化剂Ⅰ作用下进行甲醇脱水最大化生产烯烃；富含烯烃的甲醇脱水反应产物3经冷凝、冷却后进三相分离器4，分别得到富烯烃气体5、富烯烃油品6和工艺水8；
从三相分离器4来的富烯烃气体5经压缩后与富烯烃油品6得到富烯烃油气7，再与本工艺生产的回炼燃料气16、回炼液化气18及回炼汽油22等混合得到煤油馏分反应进料9，并送入煤油馏分反应器10，得到的反应油气11进入气液分离器12；通过气液分离器12分离出燃料气13、液化气14和液体油品15；一部分燃料气(即回炼燃料气16)回炼，一部分燃料气出装置(即出装置燃料气17)；一部分液化气回炼(即回炼液化气14)，一部分液化气出装置(即出装置液化气19)；液体油品15送入分馏塔20，通过分馏分离出汽油馏分21、煤油馏分24、柴油馏分25；一部分汽油回炼(即回炼汽油22)，一部分汽油出装置(即出装置汽油23)；柴油馏分25直接出装置；煤油馏分24去加氢精制脱烯烃；
从分馏塔出来的煤油馏分24与氢气26混合，进入加氢精制反应器28；煤油馏分24经加氢精制脱烯烃后生产航空煤油29。
以下结合具体实施例对本发明的一种甲醇生产航空煤油的方法、装置和应用进一步进行阐述。
实施例1
参见图1，一种甲醇生产航空煤油的装置，包括甲醇脱水反应器2、三相分离器4、煤油馏分反应器10、气液分离器12、分馏塔20、加氢精制反应器28；所述甲醇脱水反应器2通过管道与三相分离器4连通，所述三相分离器4顶部和中部均通过管道与所述煤油馏分反应器10的顶部连通，所述煤油馏分反应器10的底部通过管道与气液分离器12连通，所述气液分离器12的底部通过管道与所述分馏塔20连通，所述分馏塔20通过管道与所述加氢精制反应器28连通；
其中，所述气液分离器12的顶部和侧壁还通过管道与所述煤油馏分反应器10的顶部连通。
其中，所述分馏塔20的顶部还通过管道与所述煤油馏分反应器10的顶部连通。
实施例2
参见图1，一种利用实施例1所述装置进行甲醇生产航空煤油的方法，典型工艺参数条件如下：
甲醇脱水生产烯烃工艺过程：利用ZSM-5分子筛催化剂，其中ZSM-5分子筛硅铝比为350；在流化床反应器内进行甲醇脱水反应生产烯烃；工艺条件为反应器反应温度465℃，反应压力0.1MPa(表压)，进料空速2.0h-1，甲醇/水为1：1。
烯烃齐聚生产煤油馏分工艺过程：利用ZSM-5分子筛催化剂，其中ZSM-5分子筛硅铝比为55；在移动床反应器内进行烯烃齐聚生产煤油馏分；工艺条件为反应器反应温度250℃，反应压力5.0MPa(表压)，进料空速1.5h-1，气体和汽油回炼比0.8。
煤油加氢精制生产航空煤油工艺过程：利用RN-1催化剂，在固定床反应器内进行煤油加氢精制生产航空煤油；工艺条件为反应器反应温度330℃，反应压力4.5MPa(表压)，进料空速1.0h-1，氢气/油(体积)700。
甲醇生产航空煤油物料平衡见表1所示。
表1实施例2甲醇生产航空煤油物料平衡
生产得到的航空煤油的主要性质见表2。
表2实施例1航空煤油主要性质
从表1可以看出，利用甲醇生产航空煤油时航空煤油收率占甲醇进料的24.89％(占甲醇碳收率的56.89％)，因此甲醇生产航空煤油是一种非常好的航空煤油生产方法。
从表2可以看出，利用甲醇生产的航空煤油主要性质均符合航空煤油的技术标准。
实施例3
参见图1，一种利用实施例1所述装置进行甲醇生产航空煤油的方法，典型工艺参数条件如下：
甲醇脱水生产烯烃工艺过程：利用SAPO-34分子筛催化剂，在流化床反应器内进行甲醇脱水反应生产烯烃；工艺条件为反应温度495℃，反应压力0.1MPa(表压)，进料空速2.0h-1，甲醇/水为1：1。
烯烃齐聚生产煤油馏分工艺过程：利用ZSM-5分子筛催化剂，其中ZSM-5分子筛硅铝比为55；在移动床反应器内进行烯烃齐聚生产煤油馏分；工艺条件为反应器反应温度250℃，反应压力5.0MPa(表压)，进料空速1.5h-1，气体和汽油回炼比0.8。
煤油加氢精制生产航空煤油工艺过程：利用RN-1催化剂，在固定床反应器内进行煤油加氢精制生产航空煤油；工艺条件为反应器反应温度330℃，反应压力4.5MPa(表压)，进料空速1.0h-1，氢气/油(体积)700。
甲醇生产航空煤油物料平衡见表3所示。
表3实施例3甲醇生产航空煤油物料平衡
生产得到的航空煤油的主要性质见表4。
表4实施例3航空煤油主要性质
从表3可以看出，利用甲醇生产航空煤油时航空煤油收率占甲醇进料的22.82％(占甲醇碳收率的49.88％)，因此甲醇生产航空煤油是一种非常好的航空煤油生产方法。
从表4可以看出，利用甲醇生产的航空煤油主要性质均符合航空煤油的技术标准。
值得注意的是，通过对比可以看到，由于用SAPO-34分子筛催化剂生产的烯烃大多为乙烯和丙烯，由此而得到的煤油馏分相对于ZSM-5分子筛催化剂生产的烯烃大多为丙烯以上烯烃而得到的煤油馏分要少一些。另外，甲醇利用ZSM-5分子筛催化剂在生产的烯烃同时还有芳烃生成，通过烷基化反应也能多产煤油馏分。因此，甲醇脱水催化剂选择ZSM-5分子筛更优。
总之，本发明提供的以甲醇为原料生产航空煤油的工艺方法简单，所得航空煤油收率较高，油品品质好，具有较广的应用前景。
本发明通过上述实施例来说明本发明的技术构思，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品个别原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (20)
1.一种甲醇生产航空煤油的方法，其特征在于，包括：甲醇原料在第一分子筛催化剂的催化作用下生成甲醇脱水反应产物，将所述甲醇脱水反应产物分离处理，随后与回炼燃料气、回炼液化气或回炼汽油中的一种或多种混合后在第二分子筛催化剂的催化作用下生成反应油气，所述反应油气经分馏后得到煤油馏分，所述煤油馏分经加氢精制处理后，即得航空煤油。
2.根据权利要求1所述的一种甲醇生产航空煤油的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
将甲醇原料送入甲醇脱水反应器，在第一分子筛催化剂的催化作用下生成甲醇脱水反应产物，所述甲醇脱水反应产物经冷凝冷却后进行分离，得富烯烃气体、富烯烃油品和水；
将所述富烯烃气体经压缩后与所述富烯烃油品混合，随后再与回炼燃料气、回炼液化气或回炼汽油中的一种或多种混合后送入煤油馏分反应器，在第二分子筛催化剂的催化作用下得反应油气，将所得反应油气送入气液分离器中，得液体油品、燃料气、液化气；
将所述液体油品送入分馏塔中，得汽油馏分、煤油馏分、柴油馏分；
将所述煤油馏分送入加氢精制装置进行处理，得得航空煤油。
3.根据权利要求1或2所述的一种甲醇生产航空煤油的方法，其特征在于，第一分子筛催化剂选自ZSM-5分子筛、Y型分子筛、SAPO-34分子筛中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的一种甲醇生产航空煤油的方法，其特征在于，第一分子筛催化剂为ZSM-5分子筛时，硅铝比大于150。
5.根据权利要求4所述的一种甲醇生产航空煤油的方法，其特征在于，第一分子筛催化剂为ZSM-5分子筛时，硅铝比大于250。
6.根据权利要求2所述的一种甲醇生产航空煤油的方法，其特征在于，甲醇脱水反应器为固定床反应器、移动床反应器、流化床反应器中的一种。
7.根据权利要求1或2所述的一种甲醇生产航空煤油的方法，其特征在于，第一分子筛催化剂的催化作用条件为：反应温度450～550℃，反应压力为0.05～0.5MPa，甲醇进料空速为0.5～10h-1。
8.根据权利要求7所述的一种甲醇生产航空煤油的方法，其特征在于，第一分子筛催化剂的催化作用条件为：反应温度470～520℃，反应压力为0.1～0.3MPa，甲醇进料空速为1～3h-1。
9.根据权利要求1或2所述的一种甲醇生产航空煤油的方法，其特征在于，第二分子筛催化剂为ZSM-5分子筛催化剂，硅铝比为25～120。
10.根据权利要求9所述的一种甲醇生产航空煤油的方法，其特征在于，第二分子筛催化剂的硅铝比为38～90。
11.根据权利要求1或2所述的一种甲醇生产航空煤油的方法，其特征在于，第二分子筛催化剂的催化作用条件为：反应温度150～350℃，反应压力为3～10MPa，进料空速为0.5～3h-1。
12.根据权利要求11所述的一种甲醇生产航空煤油的方法，其特征在于，第二分子筛催化剂的催化作用条件为：反应温度200～300℃，反应压力为3.5～5.5MPa，进料空速为1～2h-1。
13.根据权利要求1或2所述的一种甲醇生产航空煤油的方法，其特征在于，加氢精制的条件为：反应温度250～400℃，反应压力为3～8MPa，进料空速为0.5～3h-1，氢油体积比为400～1000。
14.根据权利要求13所述的一种甲醇生产航空煤油的方法，其特征在于，加氢精制的条件为：反应温度300～350℃，反应压力为3.5～5.5MPa，进料空速为1～2h-1，氢油体积比为600～800。
15.根据权利要求1或2所述的一种甲醇生产航空煤油的方法，其特征在于，回炼燃料气来自所述燃料气，所述回炼液化气来自所述液化气，所述回炼汽油来自所述汽油馏分。
16.根据权利要求15所述的一种甲醇生产航空煤油的方法，其特征在于，回炼燃料气、回炼液化气和回炼汽油的回炼总比为0.3～1.5。
17.一种实施权利要求1～16任一项所述方法的装置，其特征在于，包括甲醇脱水反应器(2)、三相分离器(4)、煤油馏分反应器(10)、气液分离器(12)、分馏塔(20)、加氢精制反应器(28)；所述甲醇脱水反应器(2)通过管道与三相分离器(4)连通，所述三相分离器(4)顶部和中部均通过管道与所述煤油馏分反应器(10)的顶部连通，所述煤油馏分反应器(10)的底部通过管道与气液分离器(12)连通，所述气液分离器(12)的底部通过管道与所述分馏塔(20)连通，所述分馏塔(20)通过管道与所述加氢精制反应器(28)连通。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述气液分离器(12)的顶部和侧壁还通过管道与所述煤油馏分反应器(10)的顶部连通。
19.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述分馏塔(20)的顶部还通过管道与所述煤油馏分反应器(10)的顶部连通。
20.一种权利要求17～19任一项所述装置在甲醇生产航空煤油中的应用。
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