Способ получения бензиновых фракций и ароматических углеводородов

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗИНОВЫХ ФРАКЦИЙ И АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ путем конверсии метанола при повышенной температуре над катализатором, включающим цеолит типа ZSM, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода и варьирования состава целевых продуктов, процесс проводят в двухсекционном реакторе в первой секции с использованием в качестве катализатора кристаллического силиката железа, имеющего структуру цеолита, состава (0,09 - 0,6) Na₂O · Fe₂O₃ · (75 - 320)SiO₂ при температуре 350 - 520^oС и объемной скорости подачи сырья 0,36 - 4,15 ч^-1 с последующей подачей получаемой смеси во вторую секцию, в которой в качестве катализатора используют цеолит типа ZSM состава (0,04 - 1,45) Na₂O · Al₂O₃ (28,9 - 210) SiO₂ и процесс проводят при температуре 310 - 440^oС и объемном отношении катализаторов первой и второй секций 0,32 - 1,33.

Изобретение относится к способам получения углеводородных бензиновых фракций и ароматических углеводородов из сырья не нефтяного происхождения путем каталитической конверсии продукта первичной переработки углей или газов метанола. В настоящее время ведутся интенсивные поиски заменителей нефти. Разрабатываются методы получения жидкого углеводородного топлива из нефтяного сырья, в том числе из угля и природного газа по схеме: уголь (газ) -> СО и Н₂ -> метанол -> бензины. Известен способ получения бензинов из метанола с применением высококремнистых цеолитов типа ZSM, например ZSM-5 при 250-420^оС. При этом выход бензиновых фракций составляет 15% Одновременно образуется большое количество газообразных олефинов С₂-С₄. Наиболее близким является способ получения бензиновых фракций и ароматических углеводородов путем конверсии метанола над катализатором цеолитом, имеющим модуль больше 12, например типа ZSM. Температура процесса 250-650^оС и давление 1-1000 атм. При этом лучшие выходы бензиновых фракций (до 73 мас. ) достигаются при использовании цеолитов, модифицированных металлами Zn, Cd, Mg и др. При этом выход ароматических углеводородов составляет 35-55 мас. при практически полной конверсии метанола. Недостатком способа является невысокий выход целевых продуктов, высокие выходы газа. Целью способа является увеличение выхода целевых продуктов, варьирование состава продуктов. Поставленная цель достигается настоящим способом получения бензиновых фракций и ароматических углеводородов путем конверсии метанола в двухсекционном реакторе в первой стадии секции над катализатором кристаллическим силикатом железа, имеющим структуру цеолита, состава (0,09-0,6) Na₂O ˙ Fe₂O₃ ˙ (75-320) SiO₂ при температуре 350-520^оС и объемной скорости подачи метанола 0,36-4,15 с последующей подачей полученной смеси во вторую секцию, в которой в качестве катализатора используют цеолит типа ZSM состава (0,04-1,45) Na₂O ˙ Al₂O₃ (28,9-210) SiO₂ и процесс проводят при температуре 310-440^оС и объемном соотношении катализатора первой и второй секции 0,32-1,33. Особенностью способа является возможность варьирования состава получаемых бензинов путем, изменения условий проведения процесса: температуры первой и второй секций реактора, отношения объемов катализаторов первой секции и второй, скорости подачи метанола относительно первой секции. Так, при сохранении общего высокого выхода бензиновых фракций можно получать бензиновые фракции, почти полностью (≈ 92 мас.), состоящие из ароматических углеводородов или содержащие значительное количество алифатических углеводородов (≈ 51 мас.). П р и м е р 1. В первую секцию 2-секционного реактора загружают кристаллический силикат железа, имеющий структуру цеолита ZSM состава 0,6 Na₂O ˙ Fe₂O₃ ˙ 320 SiO₂. Во вторую секцию загружают цеолит состава 0,06 Na₂O ˙ Al₂O₃ ˙ 28,9 SiO₂. Отношение объемов катализаторов первой и второй секций n 0,73. Активацию катализаторов в обеих секциях проводят в токе воздуха в течение 2 ч при 520-530^оС. Затем снижают температуру до температур реакции в первой секции Т_I 415^оС и во второй секции T_II380^оС, и в первую секцию через испаритель подают метанол. При атмосферном давлении и объемной скорости подачи метанола (относительно метанола первой секции) 2,37 ч^-1 степень превращения метанола 100% Выход газов С₁-С₄ 22,2% бензиновой фракции С₅₊ 77,8% ароматических углеводородов 66,6% П р и м е р ы 2-12. Примеры осуществляют аналогичным образом, варьируя условия процесса, состав катализатора. Результаты приведены в таблице.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗИНОВЫХ ФРАКЦИЙ И АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ путем конверсии метанола при повышенной температуре над катализатором, включающим цеолит типа ZSM, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода и варьирования состава целевых продуктов, процесс проводят в двухсекционном реакторе в первой секции с использованием в качестве катализатора кристаллического силиката железа, имеющего структуру цеолита, состава (0,09 - 0,6) Na₂O · Fe₂O₃ · (75 - 320)SiO₂ при температуре 350 - 520^oС и объемной скорости подачи сырья 0,36 - 4,15 ч^-1 с последующей подачей получаемой смеси во вторую секцию, в которой в качестве катализатора используют цеолит типа ZSM состава (0,04 - 1,45) Na₂O · Al₂O₃ (28,9 - 210) SiO₂ и процесс проводят при температуре 310 - 440^oС и объемном отношении катализаторов первой и второй секций 0,32 - 1,33.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2