专利名称：一种由苯、甲苯与甲醇烷基化制二甲苯的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及石油化工产品的生产技术，具体要地说涉及一种由苯、甲苯与甲醇烷基化制二甲苯的方法和装置。
背景技术：
二甲苯是重要的芳烃。其中对二甲苯主要用来生产对苯二甲酸，进而生产涤纶原料对苯二甲酸乙二酯。间二甲苯用来生产间苯二甲酸，邻二甲苯生产苯酐，进而生产各种塑料增塑剂。目前芳烃最主要的生产途径是石脑油重整，得到芳烃混合物，经吸附、冷冻、精馏等过程，副产再经过异构化、歧化等工艺组合。获得符合质量要求的上述产品。也就是说全部依靠石油的延伸加工。由于石油是不可再生资源，可持续发展的战略经济思想给我们提 出了如何最大限度地利用可再生资源、或从新的原料路线来获得所需产品。以甲醇为烷基化的原料，在苯环上接上甲基来获得较重的芳烃就是一条很好的路子。苯与甲苯不仅从石油，也可从煤炭的深加工中获得。另一方面，因为甲醇工业起步早，原料来源广，技术成熟，国内生产能力过剩。如采用该技术生产较重芳烃，既可以补充石脑油重整产品的不足，在成本上具有竞争力，也实现了煤化工产品向石油化工产品的转移。国内外很早就在进行芳烃-甲醇烷基化方面的技术开发，比较成熟的有mobil公司报道，采用P/HZSM-5做催化剂，临氢条件，反应温度600°C，压力
0.28MPa，WHSV4h-l,甲苯/甲醇/水/氢的分子比为2/1/6/6，甲醇转化率97. 8%,甲苯转化率28. 4%，PX选择性96. 8%，副产C5以下轻烃小于1%。印度石油公司(IPCC)与GCT合作，开发了 GT-T0-IAIKSM甲苯甲基化技术，据说已经建成200Kt/a(20万吨/年)的PX装置。该技术采用高硅沸石催化剂，反应温度400-450°C，压力0. 1-0. 5MPa，甲苯/甲醇的质量比为I. 35/1，PX选择性为85%以上，单程操作周期6-12个月。国内大连化物所以甲醇与甲苯为原料，采用流化床反应器，在生产PX同时产出乙烯、丙烯，催化剂为沸石分子筛，甲苯转化率20%，甲醇转化率98-100%，对二甲苯在二甲苯异构体中选择性大于99%，乙丙烯在低碳烃中选择性大于90%。目前在小试阶段。国内外目前虽然在芳烃-甲醇烷基化方面取得一定进展，但大多是甲苯与甲醇烷基化制二甲苯，苯、甲苯混合进料或苯单独进料与甲醇烷基化制二甲苯技术目前很少有相关报道。中国专利“一种苯和甲醇烷基化合成二甲苯的方法”(CN102101818)，公开了一种以苯和甲醇为原料，在固定床反应器中，在改性的HMCM-56分子筛催化剂作用下，苯与甲醇烷基化合成二甲苯的方法。 该方法只解决了单一原料烷基化制甲苯的问题
发明内容
本发明的目的是克服现有技术缺陷提供一种由苯、甲苯与甲醇烷基化制二甲苯的方法和装置。本发明按照下述方案实现一种由苯、甲苯与甲醇烷基化制二甲苯的方法，包括以下工艺步骤(I)原料苯 和甲苯、精馏回收的循环苯和甲苯一起与甲醇混合，混合后的物料经与烷基化反应器出口物料换热，再经加热达到烷基化反应温度后进入烷基化反应器，在催化剂存在条件下，进行烷基化反应，得到生成物；(2)生成物进入脱甲苯塔进行精馏分离，塔顶苯、甲苯和水的混合物经降温后，进行油水分离，油相返回烷基化反应器循环反应，水相经处理后回用；塔底油进入二甲苯精馏塔进行精馏分离，获得混合二甲苯和重芳烃作为产品；将脱甲苯塔分离出的循环苯、甲苯与新鲜原料苯、甲苯进行混合后，再与甲醇混合，循环原料与新鲜原料之间的摩尔比为1-10 I ；新鲜原料中苯和甲苯可为任意比例，包括苯或甲苯单独进料；所述的进行烷基化反应的物料中，苯与甲醇之间的摩尔比为1-20 1，甲苯与甲醇之间的摩尔比为1-10 I ；所述的烷基化反应的压力为0. 01-1. OMpa，温度为300-500°C，原料重量总空速为
0.l-5h-l ； 所述催化剂是改性ZSM-5型沸石分子筛催化剂。一种由苯、甲苯与甲醇烷基化制二甲苯的装置，主要由加热炉(3)、烷基化反应器
(5)、脱甲苯塔￠)、二甲苯精馏塔(9)根据工艺通过管路和辅助设备组合而成，其中烷基化反应器内装填有固定床催化剂，其特征在于加热炉(3)的出口通过管道接入烷基化反应器
(5)顶部，烷基化反应器(5)底部出口管路通过热交换器(2)和再沸器(8)接入脱甲苯塔
(6)中部，脱甲苯塔(6)底部由管路接入二甲苯精馏塔(9)中部。本发明的方法与现有方法相比具有苯、甲苯转化率高，原料中苯、甲苯比例可以任意调节，二甲苯收率高的优点。本发明的装置具有设备紧凑，流程顺畅，易于操控的特点。
图I是本发明的工艺原则流程图，图中，各标号的意义如下I汽化器2换热器3加热炉4汽化器5烧基化反应器6脱甲苯塔7回流罐8再沸器9二甲苯精馏塔10二甲苯回流罐11新鲜原料
12甲醇13燃料气14污水15 导热油16 污水17 混合二甲苯18 重芳烃
具体实施例方式如图I所示，本发明的具体工艺步骤如下I、新鲜原料苯、甲苯和从脱甲苯塔来的循环苯、甲苯混合，经气化器(I)、换热器
(2)后再进入进料加热炉(3)加热至反应温度，而后与气化器(4)出来的甲醇一同送入烷基化反应器(5)进行反应。反应产物经换热器(2)、脱甲苯塔底再沸器(8)换热后进入脱甲苯塔⑶。2、烷基化反应产物进入脱甲苯塔(6)后，塔顶汽相经全凝器冷凝，进入脱甲苯塔回流罐(7)。在回流罐(7)中，未冷凝的轻馏分气体作为燃料气进入燃料气系统，液体在回流罐中充分静止分层，水相进污水处理厂，油相部分回流，部分作为循环苯、甲苯原料返回烷基化反应进料系统。脱甲苯塔底部重组分送往二甲苯精馏塔(9)。3、脱甲苯塔(6)塔底重组分经换热后进入二甲苯精馏塔(9)。二甲苯精馏塔顶部汽相经全凝器冷凝，进入二甲苯塔回流罐(10)，部分回流，部分作为最终产品去混合二甲苯储罐；塔底部得到C9及以上重芳烃，送往重芳烃储罐。实施例I单独采用苯为原料，与甲醇烷基化反应制二甲苯。新鲜原料与循环原料摩尔比为I : 3-6，总的苯、甲苯原料与甲醇摩尔比为4-8 1，反应的压力为0.5-0. 6Mpa，温度为400-450 V，原料重量总空速为0. 5-lh-l，生产符合《石油混合二甲苯国家标准》(GB/T3470-2010)中3°C混合二甲苯产品标准的二甲苯。实施例2采用苯和甲苯混合进料，与甲醇烷基化反应制二甲苯。新鲜原料中甲苯和苯的摩尔比为I : 1，新鲜原料与循环原料摩尔比为I : 2-4，总的原料与甲醇摩尔比为3-5 1，反应的压力为0. 5-0. 6Mpa，温度为400-450°C，原料重量总空速为l_2h_l，生产符合《石油混合二甲苯国家标准》(GB/T3470-2010)中3°C混合二甲苯产品标准的二甲苯。实施例3采用苯和甲苯混合进料，与甲醇烷基化反应制二甲苯。新鲜原料中甲苯和苯的摩尔比为2 1，新鲜原料与循环原料摩尔比为I : 1-2，总的原料与甲醇摩尔比为2-4 1，反应的压力为0. 5-0. 6Mpa，温度为400-450°C，原料重量总空速为2_3h_l，生产符合《石油混合二甲苯国家标准》(GB/T3470-2010)中3°C混合二甲苯产品标准的二甲苯。
权利要求
1.一种由苯、甲苯与甲醇烷基化制二甲苯的方法，包括以下工艺步骤 (1)原料苯和甲苯、精馏回收的循环苯和甲苯一起与甲醇混合，混合后的物料经与烷基化反应器出口物料换热，再经加热达到烷基化反应温度后进入烷基化反应器，在催化剂存在条件下，进行烷基化反应，得到生成物； (2)生成物进入脱甲苯塔进行精馏分离，塔顶苯、甲苯和水的混合物经降温后，进行油水分离，油相返回烷基化反应器循环反应，水相经处理后回用；塔底油进入二甲苯精馏塔进行精馏分离，获得混合二甲苯和重芳烃作为产品。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于将脱甲苯塔分离出的循环苯、甲苯与新鲜原料苯、甲苯进行混合后，再与甲醇混合，循环原料与新鲜原料之间的摩尔比为1-10 I。
3.如权利要求I所述的方法，其特征在于新鲜原料中苯和甲苯可为任意比例，包括苯或甲苯单独进料。
4.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于所述的进行烷基化反应的物料中，苯与甲醇之间的摩尔比为1-20 1，甲苯与甲醇之间的摩尔比为1-10 I。
5.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于所述的烷基化反应的压力为0.01-1. OMpa，温度为300-500°C，原料重量总空速为0. l_5h_l。
6.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于所述催化剂是改性ZSM-5型沸石分子筛催化剂。
7.一种由苯、甲苯与甲醇烷基化制二甲苯的装置，主要由加热炉(3)、烷基化反应器(5)、脱甲苯塔￠)、二甲苯精馏塔(9)根据工艺通过管路和辅助设备组合而成，其中烷基化反应器内装填有固定床催化剂，其特征在于加热炉(3)的出口通过管道接入烷基化反应器(5)顶部，烷基化反应器(5)底部出口管路通过热交换器⑵和再沸器⑶接入脱甲苯塔(6)中部，脱甲苯塔(6)底部由管路接入二甲苯精馏塔(9)中部。
全文摘要
本发明涉及一种由苯、甲苯与甲醇烷基化制二甲苯的方法，包括以下工艺步骤(1)原料苯和甲苯、精馏回收的循环苯和甲苯一起与甲醇混合，混合后的物料经与烷基化反应器出口物料换热，再经加热达到烷基化反应温度后进入烷基化反应器，在催化剂存在条件下，进行烷基化反应，得到生成物；(2)生成物进入脱甲苯塔进行精馏分离，塔顶苯、甲苯和水的混合物经降温后，进行油水分离，油相返回烷基化反应器循环反应，水相经处理后回用；塔底油进入二甲苯精馏塔进行精馏分离，获得混合二甲苯和重芳烃作为产品。
文档编号C07C15/08GK102746099SQ201210233169
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6日
发明者刘志华, 陈宝林 申请人:宁夏宝塔石化集团有限公司