[發(fā)明專利]甲醇和/或二甲醚與苯制對(duì)二甲苯聯(lián)產(chǎn)低碳烯烴的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710287771.7
• 申請(qǐng)日: 2017-04-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108786672B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉茂;張濤;劉中民;張今令;唐海龍;賈金明;何長(zhǎng)青;王賢高;張騁;李華;趙銀峰;李承功
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B01J8/26
• 分類(lèi)號(hào): B01J8/26;C07C1/20;C07C11/04;C07C11/06;C07C11/08;C07C2/88;C07C15/08
• 代理公司: 北京元周律知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11540
• 代理人: 張瑩

本申請(qǐng)公開(kāi)了一種用于甲醇和/或二甲醚與苯制對(duì)二甲苯聯(lián)產(chǎn)低碳烯烴的快速流化床反應(yīng)器、裝置和方法，解決或改善了甲醇和/或二甲醚與苯生產(chǎn)對(duì)二甲苯聯(lián)產(chǎn)低碳烯烴過(guò)程中MTO反應(yīng)和烷基化反應(yīng)之間的競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)MTO反應(yīng)和烷基化反應(yīng)的協(xié)同作用，通過(guò)控制傳質(zhì)和反應(yīng)，協(xié)調(diào)、優(yōu)化烷基化反應(yīng)和MTO反應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)，使之協(xié)同作用，提高苯轉(zhuǎn)化率、對(duì)二甲苯收率和低碳烯烴選擇性。該快速流化床反應(yīng)器，包含第一反應(yīng)器進(jìn)料分布器和多個(gè)第二反應(yīng)器進(jìn)料分布器，所述第一反應(yīng)器進(jìn)料分布器和多個(gè)第二反應(yīng)器進(jìn)料分布器沿所述快速流化床反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)中氣體流向依次布置。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及一種生產(chǎn)對(duì)二甲苯(PX)聯(lián)產(chǎn)低碳烯烴的裝置及生產(chǎn)方法，尤其適用于甲醇和/或二甲醚與苯烷基化制對(duì)二甲苯聯(lián)產(chǎn)低碳烯烴的流化床裝置及生產(chǎn)方法，屬于化學(xué)化工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

對(duì)二甲苯(PX)是石化工業(yè)的基本有機(jī)原料之一，在化纖、合成樹(shù)脂、農(nóng)藥、醫(yī)藥、高分子材料等眾多領(lǐng)域有著廣泛的用途。目前對(duì)二甲苯生產(chǎn)主要采用甲苯、C₉芳烴及混合二甲苯為原料，通過(guò)歧化、異構(gòu)化、吸附分離或深冷分離而制取。由于其產(chǎn)物中的對(duì)二甲苯含量由熱力學(xué)控制，對(duì)二甲苯在C₈混合芳烴中只占～24％，工藝過(guò)程中物料循環(huán)處理量大，設(shè)備龐大、操作費(fèi)用高。特別是二甲苯中三個(gè)異構(gòu)體的沸點(diǎn)相差很小，通過(guò)常規(guī)的蒸餾技術(shù)很難得到高純度的對(duì)二甲苯，而必須采用昂貴的吸附分離工藝。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多專利公開(kāi)了生產(chǎn)對(duì)二甲苯的新路線，其中甲醇和 /或二甲醚與苯烷基化技術(shù)是高選擇性生產(chǎn)對(duì)二甲苯的新途徑，已經(jīng)受到了業(yè)界的高度重視和極大關(guān)注。

低碳烯烴，即乙烯、丙烯和丁烯，是兩種基本的石油化工原料，其需求量日益增加。乙烯和丙烯主要以石腦油為原料進(jìn)行生產(chǎn)，依賴于石油路線。近年來(lái)，非石油路線制取乙烯、丙烯越來(lái)越受到重視，特別是甲醇轉(zhuǎn)化制取低碳烯烴(MTO)工藝路線，此路線是實(shí)現(xiàn)石油替代戰(zhàn)略，減輕和緩解我國(guó)對(duì)石油的需求和依賴的重要途徑。

甲苯甲醇烷基化制備對(duì)二甲苯以及苯甲醇烷基化制甲苯和二甲苯均是增產(chǎn)芳烴的新途徑。其中甲苯甲醇擇形烷基化可以制備高選擇性對(duì)二甲苯產(chǎn)品，但該過(guò)程所需的甲苯亦是芳烴聯(lián)合裝置生產(chǎn)對(duì)二甲苯的中間原料，市場(chǎng)供應(yīng)短缺。而苯是芳烴聯(lián)合裝置的副產(chǎn)品，據(jù)估算年產(chǎn)80萬(wàn)噸 PX芳烴聯(lián)合裝置可副產(chǎn)苯約30萬(wàn)噸，因此以苯為原料與甲醇烷基化生產(chǎn)甲苯和二甲苯將是增產(chǎn)芳烴的一種有效途徑。

傳統(tǒng)的甲苯烷基化方法包含在反應(yīng)器的上游將甲甲醇和/或二甲醚與苯混合，然后將混合物一起供入反應(yīng)器。反應(yīng)器種類(lèi)包含固定床和流化床。為了提高甲苯的傳化率，反應(yīng)物分階段注入已經(jīng)在各種固定床和流化床工藝中得到采用。

MTO反應(yīng)和烷基化反應(yīng)之間的競(jìng)爭(zhēng)是影響對(duì)苯轉(zhuǎn)化率、對(duì)二甲苯收率和低碳烯烴選擇性的主要因素。在同一個(gè)反應(yīng)器中同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)反應(yīng)，工藝簡(jiǎn)單，但苯轉(zhuǎn)化率較低；在不同的反應(yīng)器中分別實(shí)現(xiàn)兩個(gè)反應(yīng)，工藝較為復(fù)雜，但苯轉(zhuǎn)化率和對(duì)二甲苯收率較高。因此，甲醇和/或二甲醚與苯烷基化制備對(duì)二甲苯聯(lián)產(chǎn)低碳烯烴工藝在工藝配置和反應(yīng)器設(shè)計(jì)方面急需較大的突破，從而能夠協(xié)調(diào)、優(yōu)化烷基化反應(yīng)和MTO反應(yīng)之間的競(jìng)爭(zhēng)，提高苯轉(zhuǎn)化率、對(duì)二甲苯收率和低碳烯烴選擇性。

上述提及的制備對(duì)二甲苯和低碳烯烴的新途徑，其反應(yīng)過(guò)程都是酸催化反應(yīng)。基于ZSM-5分子篩催化劑的苯和/或甲甲醇和/或二甲醚與苯烷基化制對(duì)二甲苯反應(yīng)過(guò)程中必然存在甲醇制烯烴反應(yīng)。在這個(gè)反應(yīng)過(guò)程中主要發(fā)生如下幾個(gè)反應(yīng)：

C₆H₅-CH₃+CH₃OH→C₆H₄-(CH₃)₂+H₂O (1)

nCH₃OH→(CH₂)_n+nH₂O n＝2,3 (2)