本發(fā)明屬于能源化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用甲醇制備高辛烷值汽油的方法及其配套的裝置。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的發(fā)展，全球石油資源已無法滿足經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求，我國(guó)是缺油、少氣而煤炭相對(duì)豐富的國(guó)家。目前成品油主要通過石油煉制的方式獲取，因此，成品油易受原油供應(yīng)和價(jià)格波動(dòng)的影響，且汽油尾氣的排放是大氣污染PM2.5顆粒超標(biāo)以及造成霧霾的主要原因之一，尤其我國(guó)目前的汽油標(biāo)準(zhǔn)低，硫、氮、重金屬超標(biāo)，對(duì)環(huán)境造成了極大的危害。環(huán)保對(duì)油品質(zhì)量要求的提高，推動(dòng)了煉油技術(shù)的進(jìn)步，也推動(dòng)了利用清潔原料制汽油的發(fā)展，甲醇無硫無氮可作為制備汽油的清潔原料，但與傳統(tǒng)的石油原料相比，僅憑利用清潔原料突出其優(yōu)勢(shì)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，更要在工藝上突出其先進(jìn)性，從而能夠降低其制油的成本。此外，甲醇制汽油還要符合先進(jìn)的汽油配方，含氧汽油在一定程度上減少油品中污染物的排放。歐洲和美國(guó)等也相應(yīng)推出了各自的油品質(zhì)量規(guī)格和優(yōu)化生產(chǎn)工藝技術(shù)，其中美國(guó)提出的汽油無鉛、無金屬，使用苯含量小于1%，含氧量大于2%，代表二十一世紀(jì)汽油質(zhì)量新趨勢(shì)。醚類化合物甲基叔丁基醚（MTBE）或甲基叔戊基醚（TAME）作為一種可有效提高汽油辛烷值的含氧化合物，它的辛烷值高以及與汽油相溶性好，具有以任何比例與汽油相溶而不發(fā)生分離的特點(diǎn)，是良好的高辛烷值汽油調(diào)節(jié)劑。

甲醇制高辛烷值烴類增加醚化汽油，一方面提高了汽油的質(zhì)量，另一方面降低了每噸汽油的甲醇的消耗，因此具有與傳統(tǒng)煉油競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)。甲醇脫水烴化過程中提高了異丁烯、異戊烯的產(chǎn)率，用選擇性的疊合提高異丁烯、異戊烯的濃度，研究新型的醚化催化劑代替有一定缺點(diǎn)的離子交換樹脂催化劑，離子交換樹脂不耐高溫，無法再生，廢的催化劑不易處理或?qū)ν寥阑驅(qū)諝庠斐蓢?yán)重的二次污染。

專利CN201010108008.1 公開了一種以甲醇為原料生產(chǎn)低碳烯烴及芳烴并聯(lián)產(chǎn)汽油的工藝，以甲醇為原料并采用分子篩催化劑經(jīng)甲醇烴化反應(yīng)和芳構(gòu)化反應(yīng)生產(chǎn)低碳烯烴及芳烴并聯(lián)產(chǎn)汽油，所述芳構(gòu)化反應(yīng)是將甲醇烴化反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)一步芳構(gòu)化以得到烯烴、芳烴和烷烴的混合產(chǎn)物，所述混合產(chǎn)物經(jīng)分離進(jìn)一步制取得到低碳烯烴、芳烴和汽油，所述低碳烯烴中包括乙烯、丙烯和丁烯，所述芳烴中包括苯、甲苯和二甲苯。CN201210064039.0 公開了一種甲醇經(jīng)混合固定床生產(chǎn)油品及聯(lián)產(chǎn)丙烯的工藝方法，該工藝方法以甲醇為原料，在一個(gè)混合固定床反應(yīng)器內(nèi)，采用負(fù)載型的具有甲醇烴化、芳構(gòu)化、氫轉(zhuǎn)移脫烯化、烯烷加成化和烯烯疊合化的分子篩催化劑，使甲醇烴化后在臨氫狀態(tài)下進(jìn)行甲醇烴化、芳構(gòu)化、氫轉(zhuǎn)移脫烯化、烯烷加成化和烯烯疊合化反應(yīng)一步法制成油品，且能夠利用一步法生產(chǎn)油品過程中的能量和物質(zhì)聯(lián)產(chǎn)丙烯。上述專利雖然都是甲醇脫水生產(chǎn)烴類，但它們是均以甲醇為原料生產(chǎn)低碳烯烴，特別是以丙烯為主。

再者，目前現(xiàn)有的采用甲醇為原料制備汽油的工藝，生產(chǎn)出來的汽油組分中辛烷值在89~92，產(chǎn)品分布主要為燃料氣（主要含CH4，CO2，CO等），液化天然氣（C3，C4烴組分），汽油組分（輕烴類），重組分（重芳烴主要有均四甲苯等），其中高附加值產(chǎn)品汽油組分甲醇單耗較高，一般在2.5-3(每噸汽油產(chǎn)品/噸甲醇)，甚至，有的產(chǎn)品中含有均四甲苯，而由于均四甲苯凝點(diǎn)較高，會(huì)堵塞工藝管道及設(shè)備，增加設(shè)備檢修次數(shù)，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種利用甲醇制備高辛烷值汽油的方法，同時(shí)提供其配套的裝置是本發(fā)明的另一發(fā)明目的。

基于上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種利用甲醇制備高辛烷值汽油的方法，包括以下步驟：

（1）氣化甲醇經(jīng)醚化反應(yīng)后進(jìn)入醚烴化反應(yīng)器進(jìn)行二次縮合，然后將生成物分離成氣相、油相和水相；

（2）油相經(jīng)氣油分餾塔分離成氣相和液相，液相進(jìn)入油品切割塔，油品切割塔塔頂分離出汽油組分。

步驟（2）中油品切割塔塔釜產(chǎn)出重芳烴，分離出的重芳烴進(jìn)入異構(gòu)化反應(yīng)器生成混合芳烴。

步驟（1）中，分離出的氣相部分采出，部分返回醚烴化反應(yīng)器。

步驟（1）中所述醚化反應(yīng)的壓力控制在1.8~3.0MPa，反應(yīng)溫度控制在150~300℃。

步驟（2）中，分離出的氣相部分采出，部分返回至醚烴化反應(yīng)器。

所述醚烴化反應(yīng)器的壓力控制在1.8~3.0MPa，反應(yīng)溫度控制在300~480℃。

與利用甲醇制備高辛烷值汽油的方法配套的裝置，包括依次連接的甲醇?xì)饣b置、醇醚化塔、醚烴化反應(yīng)器和油氣水三相分離器，所述油氣水三相分離器的油相出口與氣油分餾塔相連，氣油分餾塔的液相出口連接油品切割塔，油品切割塔頂部的輕組分出口連接油品收集裝置，其塔釜的重組分出口連接異構(gòu)化反應(yīng)器，異構(gòu)化反應(yīng)器的物料出口連接混合芳烴收集裝置。

所述油氣水三相分離器的氣相出口通過三通管道分成兩路，一路連接第一集氣裝置，一路匯入醚烴化反應(yīng)器的物料入口。

所述氣油分餾塔的頂部出口通過三通管道分成兩路，一路連接第二集氣裝置，一路匯入醚烴化反應(yīng)器的物料入口。

所述甲醇?xì)饣b置為甲醇?xì)饣鳌?/p>

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明氣化甲醇經(jīng)醚化反應(yīng)后進(jìn)入醚烴化反應(yīng)器進(jìn)行二次縮合，對(duì)醚烴化反應(yīng)器產(chǎn)出的粗產(chǎn)品經(jīng)油氣水三相分離器分離，以及輕烴的再循環(huán)處理，使產(chǎn)品有效分離和副產(chǎn)品得到轉(zhuǎn)化利用，提高了汽油產(chǎn)品收率，其辛烷值增加，辛烷值在97以上，且汽油組分對(duì)應(yīng)甲醇單耗低，為2.33-2.45噸汽油產(chǎn)品/噸甲醇；分離出的重芳烴通過異構(gòu)化反應(yīng)器轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)烴，不僅避免了汽油產(chǎn)品中含有凝點(diǎn)較高的均四甲苯，還得到輕質(zhì)烴副產(chǎn)品（可作為柴油組分），提高了產(chǎn)品的附加值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

一種利用甲醇制備高辛烷值汽油的方法，如圖1所示，包括以下步驟：

（1）氣化甲醇經(jīng)醚化反應(yīng)后進(jìn)入醚烴化反應(yīng)器3進(jìn)行二次縮合，然后將生成物分離成氣相、油相和水相，分離出的氣相部分采出，部分返回醚烴化反應(yīng)器3；醚化反應(yīng)的壓力控制在1.8~3.0MPa，反應(yīng)溫度控制在150~300℃；醚烴化反應(yīng)器3的壓力控制在1.8~3.0MPa，反應(yīng)溫度控制在300~480℃；

（2）油相經(jīng)氣油分餾塔5分離成氣相和液相，分離出的氣相部分采出，部分返回至醚烴化反應(yīng)器3，液相進(jìn)入油品切割塔6，油品切割塔6塔頂分離出汽油組分，塔釜產(chǎn)出重芳烴，分離出的重芳烴進(jìn)入異構(gòu)化反應(yīng)器7生成混合芳烴。

與利用甲醇制備高辛烷值汽油的方法配套的裝置，如圖1所示，包括依次連接的甲醇?xì)饣?、醇醚化塔2、醚烴化反應(yīng)器3和油氣水三相分離器4，油氣水三相分離器4的氣相出口通過三通管道分成兩路，一路連接第一集氣裝置10-1，一路匯入醚烴化反應(yīng)器3的物料入口，油氣水三相分離器4的油相出口與氣油分餾塔5相連，氣油分餾塔5的頂部出口通過三通管道分成兩路，一路連接第二集氣裝置10-2，一路匯入醚烴化反應(yīng)器3的物料入口，氣油分餾塔5的液相出口連接油品切割塔6，油品切割塔6頂部的輕組分出口連接油品收集裝置9，其塔釜的重組分出口連接異構(gòu)化反應(yīng)器7，異構(gòu)化反應(yīng)器7的物料出口連接混合芳烴收集裝置8，油氣水三相分離器4的廢水排出。

工作過程：原料甲醇經(jīng)甲醇?xì)饣?氣化后，進(jìn)入醇醚化塔2發(fā)生甲醇的脫水反應(yīng)，隨著脫水反應(yīng)的進(jìn)行形成了甲醇、二甲醚和水的混合物，進(jìn)入醚烴化反應(yīng)器3，含氧物進(jìn)一步脫水得到C₂-C₅輕質(zhì)烯烴；當(dāng)甲醇脫水反應(yīng)完成后，進(jìn)一步反應(yīng)則是C₂-C₅烯烴的縮合、環(huán)化，生成分子量更高的、在汽油沸程內(nèi)的烴類，生成的芳香烴、鏈烷烴等，最終形成C₂-C₁₁的烴類混合物。而分離出的重芳烴經(jīng)過異構(gòu)化反應(yīng)器7進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成附加值更高的輕質(zhì)烴。 其化學(xué)反應(yīng)式如下：

本發(fā)明氣化甲醇經(jīng)醚化反應(yīng)后進(jìn)入醚烴化反應(yīng)器3進(jìn)行二次縮合，對(duì)醚烴化反應(yīng)器3產(chǎn)出的粗產(chǎn)品經(jīng)油氣水三相分離器4分離，以及輕烴的再循環(huán)處理，使產(chǎn)品有效分離和副產(chǎn)品得到轉(zhuǎn)化利用，提高了汽油產(chǎn)品收率，其辛烷值增加，辛烷值在97以上，且汽油組分對(duì)應(yīng)甲醇單耗低，為2.33-2.45噸汽油產(chǎn)品/噸甲醇；分離出的重芳烴通過異構(gòu)化反應(yīng)器7轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)烴，不僅避免了汽油產(chǎn)品中含有凝點(diǎn)較高的均四甲苯，還得到輕質(zhì)烴副產(chǎn)品（可作為柴油組分），提高了產(chǎn)品的附加值。