[發明專利]一種降低臨氫固定床反應系統中循環氫內副產物的方法和裝置

有效

• 申請號: 201910884906.7
• 申請日: 2019-09-19
• 公開（公告）號: CN112521244B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 鄭均林;石張平;祁曉嵐;孔德金
• 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: C07C2/86
• 分類號: C07C2/86;C07C15/08;B01J8/02;B01J8/04
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 趙宇;馬營營

本發明涉及一種降低臨氫固定床反應系統中循環氫內副產物的方法及裝置，所述副產物包括烯烴及碳氧化合物，所述臨氫固定床反應系統包括通有循環氫的臨氫固定床反應器；其中，在所述固定床反應器內設置有主反應催化劑床層和保護劑床層，用于脫除包含烯烴和碳氧化合物的副產物。本發明不需要增加別的設備，只需要在原反應器內添加保護劑床層，沒有增加設備運行成本；同時，本發明所述方法或裝置對副產物的脫除不需要特殊的反應條件，保護劑根據反應類型、反應溫度和壓力進行調整，與主反應催化劑床層的反應同條件進行即可，而不需要單獨設置控溫和控壓系統。

技術領域

本發明涉及降低臨氫固定床反應系統中循環氫內副產物的去除，所述副產物包括烯烴及碳氧化合物，尤其涉及降低反應系統中循環氫內副產物的方法和裝置。

背景技術

甲苯甲醇甲基化合成二甲苯是一條增產二甲苯的新工藝路線，可分為熱力學平衡型(MTX)和擇形甲基化反應(MTPX)，對應的目標產物分別是混合二甲苯(X)和對二甲苯(PX)。現階段，該反應催化劑為改性沸石分子篩，常見改性助劑為金屬及氧化物，例如Pt、Ni、MgO、SiO₂等。

由于反應原料甲醇在酸催化作用下會發生甲醇制烯烴副反應，烯烴作為一種活潑的積碳前驅體極易導致催化劑積碳失活。此外，甲醇自身分解反應以及水和積碳的水煤氣反應會生成大量的碳氧化合物(CO、CO₂)，易引起改性助劑中毒失活，是影響催化劑穩定性的另一個重要因素。

甲苯甲醇甲基化技術可分為流化床和固定床反應工藝，其中固定床反應工藝需要反應臨水和臨氫以降低催化劑積碳速率，同時氣液分離后的富氫氣相產物循環進甲基化反應器。

專利CN103772129A中指出，甲苯甲基化催化劑采用的是固體酸催化劑，且反應體系中有甲醇原料的存在，甲醇易在一定溫度下易分解生成烯烴等雜質，在固體酸催化劑的表面，烯烴本身極易聚合或與反應物料中的芳烴進一步縮聚而導致積炭，從而將催化劑表面的活性位覆蓋而導致催化劑失活。為了解決上述問題，通過應用多段串聯反應器的甲苯甲基化工藝，在提高甲苯甲基化催化劑轉化率的同時，可以有效的提高甲苯甲基化催化劑的壽命，并可選擇性的使用分段反應器，進行催化劑再生，達到連續穩定的生產效果，其反應產物可通過現有的技術手段進行后續分離，可進一步得到對二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯和乙苯，從而提升產品的附加值。但是，其所述方法對設備要求較高。

專利103265394A公開了一種甲烷化反應系統及其工藝，所述系統包括：至少兩個并聯的反應器。其中，至少一個反應器在進行甲烷化反應的同時，至少另一個反應器在CO₂參與下進行催化劑消碳再生反應或也進行甲烷化反應，每個反應器如此交替地進行甲烷化反應和催化劑消碳再生反應，使甲烷化反應順利持續地進行，同時，催化劑保持原始反應活性。本發明還涉及一種催化劑的消碳再生工藝，所述再生工藝包括使催化劑表面上的積碳與CO₂接觸并反應生成CO，從而清除掉催化劑表面上的積碳而使所述催化劑再生。該專利需要兩個反應器交替進行，同樣造成了設備的高成本。

為了降低循環氫里面有害氣相副產物含量，現有技術還有通過增加高分頂尾氣排放和補充氫量來實現，不僅增加設備運行成本，而且不能徹底去除循環氣里面烯烴和碳氧化合物等有害副產物，大大加快催化劑失活速率。

發明內容

為了克服現有技術存在的缺陷，本發明提出一種降低甲苯甲醇甲基化循環氫中烯烴及碳氧化合物的方法，該方法可以有效地去除反應(例如甲苯甲醇甲基化)循環氫中烯烴、一氧化碳以及二氧化碳副產物，抑制催化劑積碳速率以及改性助劑中毒，有效地提高反應(例如甲苯甲醇甲基化)催化劑穩定性，降低循環氫排放量。

本發明的目的之一是提供一種降低臨氫固定床反應系統中循環氫內副產物的方法，所述副產物包括烯烴及碳氧化合物，所述臨氫固定床反應系統包括臨氫固定床反應器。其中，在所述臨氫固定床反應器內設置有主反應催化劑床層，用于進行主反應。特別地，在所述臨氫固定床反應器內還設置有保護劑床層，在所述保護劑床層上設置有用于脫除包括烯烴和碳氧化合物副產物的保護劑。