[發明專利]由甲苯和甲醇合成二甲苯的工藝方法

有效

• 申請號: 201811218260.0
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN111072445B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 張同寶;祁曉嵐;孔德金;楊德琴
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: C07C15/08
• 分類號: C07C15/08;C07C2/86;C07C7/04;B01J29/44;B01J29/46
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由甲苯和甲醇合成二甲苯的工藝方法，反應工藝步驟為：甲苯、甲醇輸送至甲苯甲醇混合槽中混合，甲苯甲醇混合物經過加熱器加熱氣化后與來自氫氣供應系統的氫氣混合，進入固定床反應器，在固體酸催化劑的作用下，甲苯甲醇反應得到反應物流，所述反應物流含二甲苯、未反應的甲苯、副產物重芳烴和副產物苯；分離區的工藝步驟為：反應物流經氣?液分離罐氣?液分離得到液相物流，所述液相物流經液?液分離罐液?液分離得到油相物流，所述油相物流進入精餾模塊，經過精餾模塊分離得到二甲苯、副產物重芳烴、副產物苯和未反應的甲苯，二甲苯進入產品儲槽。

技術領域

本發明涉及由甲苯和甲醇合成二甲苯的工藝方法。

技術背景

二甲苯是一種重要的基本有機化工原料，在化工溶劑、合成單體等領域應用廣泛。比如二甲苯可以應用于涂料、樹脂、染料等行業的溶劑，也可以應用于醫藥、農藥等行業的合成單體，同時還可以通過異構化和分離工藝得到高純度的對二甲苯，為合成聚酯纖維提供基本原料。

甲苯歧化技術是工業上生產二甲苯的傳統工藝路線。重整生成油和裂解汽油中的芳烴經過芳烴抽提裝置分離出苯和甲苯，苯作為產品直接采出，甲苯作為原料進入歧化單元產出二甲苯產品。在歧化反應中，每產出一摩爾的二甲苯需要消耗至少兩摩爾的甲苯，甲苯的利用效率較低。甲苯甲醇甲基化技術是一種新型的增產二甲苯的工藝路線。與歧化反應中使用甲苯中的甲基作為烷基化試劑不同，該技術使用甲醇作為烷基化試劑，每生產一摩爾的二甲苯理論上只需要消耗一摩爾的甲苯，大幅度提升了甲苯的利用率。同時國內甲醇產能過剩嚴重，價格低廉。因此，甲苯甲醇甲基化是一條極具潛力的增產二甲苯的工藝路線。

自上世紀70年代以來，國內外對甲苯甲醇甲基化技術的工藝路線進行了廣泛的研究。中國專利CN 104169242 A公開了通過使用甲醇將芳香族化合物進行甲基化制備二甲苯的工藝路線，所述方法使用固定床反應器，專利的發明點在于甲基化過程中無需氫氣或其它氣體存在，在氣體再循環能量上節省顯著。中國專利CN 103772129 A公開了通過采用多個固定床反應器串聯，經過預熱的新鮮甲苯原料與甲基化試劑分別供給各自的反應器，每個反應器內均裝填相同或不同量的催化劑，在一定工藝條件下反應物料依次通過各段床層，除最后的反應器外，從各個固定床反應器出口流出的物流分別流入下一個固定床反應器入口的技術方案，主要解決催化劑失活較快，以及甲苯轉化率與甲基利用率偏低的問題。

在甲苯甲基化反應中，除了甲苯轉化率及甲基利用率外，重芳烴(碳九及以上芳烴)的含量也是一個重要的指標。甲苯與甲醇在酸性分子篩存在下的反應十分復雜，除了生成二甲苯的甲基化反應外，甲醇會發生生成烯烴的副反應，進而與甲苯、二甲苯等芳烴烷基化生成大量的重芳烴。大量重芳烴的生成，不僅會增加后續產品分離單元的能耗，而且其含量的增加也會降低催化劑的壽命。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術以甲苯和甲醇為原料合成二甲苯工藝產物中重芳烴副產物含量高的問題，提供一種新的二甲苯合成工藝方法，該工藝方法具有重芳烴含量低的優點。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

由甲苯和甲醇合成二甲苯的工藝方法，該方法包括反應區和分離區；

反應區包括甲苯原料罐、甲醇原料罐、甲苯甲醇混合槽、加熱器、氫氣供應系統，和固定床反應器；反應工藝步驟為：甲苯、甲醇輸送至甲苯甲醇混合槽中混合，甲苯甲醇混合物經過加熱器加熱氣化后與來自氫氣供應系統的氫氣混合，進入固定床反應器，在固體酸催化劑的作用下，甲苯甲醇反應得到反應物流，所述反應物流含二甲苯、未反應的甲苯、副產物重芳烴和副產物苯；

分離區包括氣-液分離罐、液-液分離罐、精餾模塊和產品儲槽；分離區的工藝步驟為：反應物流經氣-液分離罐氣-液分離得到液相物流，所述液相物流經液-液分離罐液-液分離得到油相物流，所述油相物流進入精餾模塊，經過精餾模塊分離得到二甲苯、副產物重芳烴、副產物苯和未反應的甲苯，二甲苯進入產品儲槽。

本發明方法具有重芳烴含量低的優點。