一种两步法制备液化石油气的方法与流程

本发明涉及合成气制备液化石油气的方法，具体来说，涉及一种两步法制备液化石油气的方法。

背景技术：

液化石油气(lpg)是丙烷和丁烷的总称，含少量丙烯、丁烯，是环境友好型燃料，广泛用于机动车清洁燃料，工业、农业和家庭用燃料，化工生产原料，液化石油气(lpg)作为一种基本化工原料和清洁燃料，应用前景十分广阔。目前lpg主要源于油田伴生气和炼厂石油气，其产量已不能满足日益增长的时长需求，迫切需要开发非石油资源生产lpg的工艺技术，本论文可来源于煤、天然气和生物质的合成气为原料，对二步法lpg进行了制备。

开发了合成气两步法制lpg的新工艺，甲醇在一段反应器中生成，并在相对低温脱水转化成二甲醚，在保证co的转化率的同时，也减缓了甲醇催化剂中gu的烧结；二段反应器中二甲醚在高温下脱水转化为烃，高温有助于高碳烃的裂解，降低了积碳量，提高了改性分子筛的稳定性。此外，二段反应器不含甲醇合成催化剂，消除了gu烧结因素的影响，催化剂失活后可高温炭烧再生。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种两步法制备液化石油气的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种两步法制备液化石油气的方法，包括：

(1)第一步反应：以合成气为原料，合成气在一段反应器中转化为甲醇和dmf。

(2)第二步反应：由步骤(1)得到的甲醇和dme在二段反应器中转化为烃，主要成分为c3和c4，即液化石油气。

2.根据权利要求1所述的一种两步法制备液化石油气的方法，其特征在于，所述甲醇在一段反应器中生成，并在脱水组分作用下转化成dme，甲醇脱水生成dme可以在低于250℃的温度下进行，这样在保证co转化率的同时，也能减缓甲醇合成催化剂中cu的烧结。

3.根据权利要求1所述的一种两步法制备液化石油气的方法，其特征在于，所述一定比例的dmf在二段反应器中发生水汽重整反应生成co2和h2，使co2选择性随着二段温度的升高而小幅度增加，但是dme水汽重整反应的平衡转化率较低，其所产生的co2较少，维持在31％-34％左右。

4.根据权利要求1步骤(1)中所述的方法，其特征在于，所述甲醇由催化剂gu-zn-al和y-al2o3组成，两者均破碎至20-40目，按质量比1:1均匀混合。

5.根据权利要求1所述的一种两步法制备液化石油气的方法，其特征在于，步骤(2)的反应调节为温度350℃，反应压力为1.5mpa，原料气空速为1500h^-1-2500h^-1。

6.根据权利要求1所述的一种两步法制备液化石油气的方法，其特征在于，通过对反应烃第一次再生恢复至76％，在400h内保持在71％以上，反应时间为700h时对pd-y催化剂第二次再生，炭烧时间为12h，直至恢复至74％，832h时对pd-y催化剂进行第三次再生，炭烧时间为12h，直至恢复到73％，对比可知第一次再生>第二次再生>第三次再生。

7.根据权利要求1所述的一种两步法制备液化石油气的方法，其特征在于，所述co转化率随着反应压力的升高逐渐增加，由1.0mpa的21.1％增加到4.0mpa的70.6％，反应温度为300℃，产物仅存少量的dme。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明是两步法制备液化石油气的方法，与一步法不同，合成气两步法制备液化石油气是指合成气在一段反应器中转化为甲醛和dme，在二段反应器中dme和少量的甲醛在高温下脱水转化为烃类，此时高温加速了高碳烃的裂解，抑制了积碳的生成，提高了分子筛的稳定性，此外，分子筛严重失活后还可高温炭烧再生，本发明优化了两步发制备液化石油气的反应条件，考察了两步工艺的稳定性，并对二段催化剂进行了再生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种两步法制备液化石油气的方法的结构示意图；

图2是根据本发明实施例中温度对co转化率和产物选择的影响的结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对发明做出进一步的描述：

请参阅图1-2，根据本发明实施例的一种两步法制备液化石油气的方法，包括：

(1)第一步反应：以合成气为原料，合成气在一段反应器中转化为甲醇和dmf。

(2)第二步反应：由步骤(1)得到的甲醇和dme在二段反应器中转化为烃，主要成分为c3和c4，即液化石油气。

2.根据权利要求1所述的一种两步法制备液化石油气的方法，其特征在于，所述甲醇在一段反应器中生成，并在脱水组分作用下转化成dme，甲醇脱水生成dme可以在低于250℃的温度下进行，这样在保证co转化率的同时，也能减缓甲醇合成催化剂中cu的烧结。

3.根据权利要求1所述的一种两步法制备液化石油气的方法，其特征在于，所述一定比例的dmf在二段反应器中发生水汽重整反应生成co2和h2，使co2选择性随着二段温度的升高而小幅度增加，但是dme水汽重整反应的平衡转化率较低，其所产生的co2较少，维持在31％-34％左右。

4.根据权利要求1步骤(1)中所述的方法，其特征在于，所述甲醇由催化剂gu-zn-al和y-al2o3组成，两者均破碎至20-40目，按质量比1:1均匀混合。

5.根据权利要求1所述的一种两步法制备液化石油气的方法，其特征在于，步骤(2)的反应调节为温度350℃，反应压力为1.5mpa，原料气空速为1500h^-1-2500h^-1。

6.根据权利要求1所述的一种两步法制备液化石油气的方法，其特征在于，通过对反应烃第一次再生恢复至76％，在400h内保持在71％以上，反应时间为700h时对pd-y催化剂第二次再生，炭烧时间为12h，直至恢复至74％，832h时对pd-y催化剂进行第三次再生，炭烧时间为12h，直至恢复到73％，对比可知第一次再生>第二次再生>第三次再生。

7.根据权利要求1所述的一种两步法制备液化石油气的方法，其特征在于，所述co转化率随着反应压力的升高逐渐增加，由1.0mpa的21.1％增加到4.0mpa的70.6％，反应温度为300℃，产物仅存少量的dme。

在具体应用时，本发明是两步法制备液化石油气的方法，与一步法不同，合成气两步法制备液化石油气是指合成气在一段反应器中转化为甲醛和dme，在二段反应器中dme和少量的甲醛在高温下脱水转化为烃类，此时高温加速了高碳烃的裂解，抑制了积碳的生成，提高了分子筛的稳定性，此外，分子筛严重失活后还可高温炭烧再生，本发明优化了两步发制备液化石油气的反应条件，考察了两步工艺的稳定性，并对二段催化剂进行了再生。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“前面”、“后面”、“中间部位”、“内部”、“顶端”、“底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限定本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。