[發(fā)明專(zhuān)利]芳烴烷基化制對(duì)二甲苯的移動(dòng)床方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010261551.5
• 申請(qǐng)日: 2010-08-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102372588A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔德金;楊德琴;夏建超;鄒薇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類(lèi)號(hào): C07C15/08
• 分類(lèi)號(hào): C07C15/08;C07C2/86
• 代理公司: 上海東方易知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 31121
• 代理人: 沈原

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種芳烴烷基化制對(duì)二甲苯的移動(dòng)床方法。

背景技術(shù)

對(duì)二甲苯是一種重要的有機(jī)化工原料，主要用途為經(jīng)氧化合成對(duì)苯二甲酸，再與乙二醇進(jìn)行縮聚反應(yīng)生產(chǎn)高分子材料聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(即滌綸)，滌綸則是性能優(yōu)良、需求量極大的聚酯材料，廣泛應(yīng)用于紡織和包裝材料領(lǐng)域。

目前，工業(yè)上最常用的對(duì)二甲苯生產(chǎn)方法為甲苯歧化與碳九芳烴烷基轉(zhuǎn)移，由于受熱力學(xué)平衡限制，該方法得到的碳八芳烴產(chǎn)物中通常僅含有約24％的對(duì)二甲苯，而二甲苯需求市場(chǎng)上對(duì)二甲苯需求量要占到60％以上，因此該濃度組成不能滿(mǎn)足工業(yè)聚酯材料生產(chǎn)的需求。為得到高濃度對(duì)二甲苯并提高對(duì)二甲苯收率，混合碳八芳烴需經(jīng)過(guò)異構(gòu)化與吸附分離或結(jié)晶分離組合技術(shù)進(jìn)一步處理，后續(xù)的處理帶來(lái)了原料的損耗與成本的提升。

有鑒于此，眾多研究者致力于開(kāi)發(fā)新的對(duì)二甲苯合成技術(shù)，期望在生產(chǎn)環(huán)節(jié)就能過(guò)獲得高對(duì)二甲苯含量的產(chǎn)品，甲苯擇形歧化、甲苯與甲醇擇形烷基化即為該類(lèi)技術(shù)，其中甲苯擇形歧化技術(shù)也已開(kāi)發(fā)成功并已步入工業(yè)化，其特點(diǎn)在于富產(chǎn)對(duì)二甲苯與苯，而甲苯與甲醇擇形烷基化工藝則低產(chǎn)苯甚至不產(chǎn)苯，并因此提高了甲苯原料的利用率，特別適應(yīng)當(dāng)前國(guó)內(nèi)苯市場(chǎng)過(guò)剩的現(xiàn)狀。

由于在烷基化反應(yīng)體系引入了甲醇，甲醇在烷基化反應(yīng)條件下極易發(fā)生結(jié)焦反應(yīng)而導(dǎo)致催化劑失活，這一問(wèn)題一直是制約甲苯甲醇烷基化技術(shù)發(fā)展的難題。

芳烴烷基化反應(yīng)工藝普遍采用固定床反應(yīng)工藝，US4377718和US4761513公布了類(lèi)似的甲苯烷基化工藝，其中烷基化試劑在固定床間的不同位置加入。但由于烷基化催化劑失活快，固定床反應(yīng)工藝需頻繁切換再生。另外，由于烷基化反應(yīng)放熱量大，采用固定床易造成反應(yīng)器局部飛溫，操作困難。

CN1326430A公開(kāi)了一種流化床芳烴烷基化工藝，在流化床反應(yīng)區(qū)第一位置引入芳烴，在第一位置下游的一個(gè)或多個(gè)位置將烷基化試劑引入流化床反應(yīng)區(qū)，該工藝能得到高甲苯轉(zhuǎn)化率及高甲基利用率。但流化床工藝增大催化劑磨損及能耗，對(duì)其制備要求較高。移動(dòng)床工藝是解決催化劑穩(wěn)定性不足的有效方法，目前沒(méi)有應(yīng)用到芳烴烷基化制二甲苯領(lǐng)域，而用于其它催化過(guò)程的移動(dòng)床方法是已有的，如專(zhuān)利CN101195762A公布的一種在移動(dòng)床上進(jìn)行汽油和液化氣的催化轉(zhuǎn)化方法，該方法與固定床工藝相比，可明顯地提高催化劑的穩(wěn)定性，而與流化床相比，催化劑的機(jī)械強(qiáng)度特別是磨損指數(shù)的要求可大大降低。

本發(fā)明所述的芳烴烷基化制對(duì)二甲苯的移動(dòng)床方法，其分離部分采用現(xiàn)有的成熟技術(shù)，其中初產(chǎn)物的分離系統(tǒng)包括脫輕塔、苯/甲苯回收塔以及二甲苯塔，經(jīng)該系統(tǒng)分離后獲得碳六以下輕組分、苯/甲苯、碳八芳烴以及碳九及以上重芳烴產(chǎn)品。將碳八芳烴進(jìn)一步分離轉(zhuǎn)化才能獲得高純度的對(duì)二甲苯產(chǎn)品，其操作過(guò)程與操作條件按照中國(guó)專(zhuān)利(申請(qǐng)?zhí)枺?00480035152.X)，該過(guò)程中的吸附分離步驟可由結(jié)晶分離步驟代替，結(jié)晶分離步驟可參照中國(guó)專(zhuān)利(申請(qǐng)?zhí)枺?5197157.3)進(jìn)行；也可由吸附-結(jié)晶組合工藝代替，具體方案可參照中國(guó)專(zhuān)利(申請(qǐng)?zhí)枺?2111073.1)。

本發(fā)明所述的移動(dòng)床方法中使用的催化劑為固體酸催化劑，具有酸性的固體材料均可在該方法中獲得應(yīng)用，如氧化鋁、雜多酸、固體超強(qiáng)酸、分子篩等，其中最常用的是含硅鋁的分子篩材料，適用的分子篩材料包括ZSM-5、ZSM-11、ZSM-12、ZSM-23、EU-1、MCM-22、USY、Mordenite、Beta、SAPO-5、SAPO-11、SAPO-31、SAPO-34等，可以在分子篩材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)男揎棧愿纳拼呋瘎┑男阅埽Ｒ?jiàn)的修飾方法包括(水)熱處理、氧化物負(fù)載等。

本發(fā)明所用的性能指標(biāo)定義如下：

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的是現(xiàn)有技術(shù)中催化劑穩(wěn)定性不足、難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的問(wèn)題，提供一種新的芳烴烷基化制對(duì)二甲苯的移動(dòng)床方法。該方法能實(shí)現(xiàn)催化劑的在線活化和循環(huán)使用，因此克服了以往固定床技術(shù)中因催化劑失活而要頻繁停車(chē)再生的難題，確保了生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種芳烴烷基化制對(duì)二甲苯的移動(dòng)床方法，包括以下步驟：

a)將芳烴原料與烷基化試劑加熱汽化混合，得到混合反應(yīng)原料I，其中芳烴原料選自甲苯或苯與甲苯混合物，烷基化試劑選自甲醇或甲醇與二甲醚混合物；