苯和甲醇烷基化生产高纯甲苯、二甲苯芳烃的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及芳烃生产领域，具体涉及一种苯和甲醇烷基化生产高纯甲苯、二甲苯芳烃的系统。
【背景技术】
[0002]目前，煤制乙二醇、甲醇制汽油、烯烃、丙烯、芳烃以及甲醇烷基化制对二甲苯等研发工作，已成为催化界的研究热点之一。
[0003]一方面国内甲醇产能严重过剩，目前我国甲醇市产能约5000万吨，平均开工率不足50%，努力拓展甲醇的利用率，对于带动我国占全球45%的低效甲醇产业，实现资源的高效转化利用，意义重大，并且对于推动富煤地区的工业发展，合理利用我国煤炭资源具有重要的战略意义。
[0004]另一方面国内苯是表观产值已经大于表观需求值，产能过剩，纯苯的传统下游产业苯乙烯、苯胺、苯酚、环己酮等需求疲软，纯苯的价格与成本倒挂，大量过剩的苯流入市场，价格下滑幅度很大，急需开发新的产业链，拓展苯的用途。
[0005]研究发现苯与甲醇烧基化MBA (alkylat1n of benzene with methanol)制甲苯和二甲苯，甲苯和二甲苯通过甲苯歧化和二甲苯异构化得到对二甲苯PX，与现有的大芳烃厂具有良好的衔接性，不但可以缓解PX生产原料紧缺的问题，而且对苯和甲醇是较好的利用途径。
[0006]MBA利用过剩的苯与甲醇，促使社会资源得到合理化利用，具有较好的应用前景。到目前为止，该研发技术尚处于实验室研究阶段，未见工业化应用报道。
[0007]国内外主要研究单位包括:BP、DuPont、Exxon Mobil、中石化、中科院大连化物所和大连理工大学等，都是主要围绕提高催化剂的选择性、活性和稳定性及寿命等问题展开的，从研究的报道看，属领先水平，但没有工业化放大结果数据。
[0008]宁夏宝塔石化集团有限公司的“一种由苯、甲苯与甲醇烷基化制二甲苯的方法及装置”(专利号:201210233169.2)，该技术中，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；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。
[0009]宁夏宝塔石化科技实业发展有限公司的“一种由苯和甲醇烷基化制二甲苯的方法”(专利号:201410248891.2)采用2个固定床烷基化反应器，第一反应器以新鲜苯、循环苯与甲醇作为原料，通过烷基化反应制甲苯和二甲苯，第二反应器采用第一反应器反应产物中甲苯与甲醇作为原料，通过烷基化反应制二甲苯。两个反应器通过1个苯甲苯分馏塔将苯、甲苯和粗二甲苯进行分离，分离出的苯和甲苯循环，分别回到第一反应器和第二反应器作为原料，粗二甲苯再经二甲苯精馏塔分离出产品混合二甲苯和重芳烃。
[0010]上述技术中所得产物重在二甲苯，技术路线各有不同。
【实用新型内容】
[0011]为了提高甲苯、二甲苯及三甲苯产物的纯度，提高苯及甲醇的转化率，进一步优化整个反应过程，本实用新型提供一种苯和甲醇烷基化生产高纯甲苯、二甲苯芳烃的系统。
[0012]本实用新型采用如下技术方案:
[0013]一种苯和甲醇烷基化生产高纯甲苯、二甲苯芳烃的系统，包括加热炉，加热炉进口连接苯进料管线、甲醇进料管线及循环苯管线，加热炉出口连接反应器顶部进口，反应器中间侧进口连接甲醇进料分支管线，反应器底部出口连接反应液分离罐顶部进口，反应液分离罐底部出口连接水洗罐侧部进口，水洗罐顶部进口连接软化水管线，水洗罐顶部反应液出口连接苯塔进口，苯塔顶部出口连接苯塔回流罐顶部进口，苯塔回流罐底部出口连接循环苯管线，所述苯塔底部出口连接甲苯塔进口，甲苯塔底部出口连接二甲苯塔进口。
[0014]所述二甲苯塔顶部出口连接二甲苯输出管线，输出二甲苯，二甲苯塔底部出口连接三甲苯输出管线，输出三甲苯。
[0015]所述三甲苯输出管线分支连接吸收塔进口，所述吸收塔顶部出口连接干气输出管线，吸收塔底部出口连接水洗罐进口管线。
[0016]所述反应液分离罐底部水包出口管线及苯塔回流罐底部水包出口管线连接汽提塔进口，汽提塔顶部出口连接苯塔顶部出口管线，汽提塔底部出口连接水输出管线。
[0017]水洗罐底部废水出口连接废水管线，输出废水。
[0018]所述甲苯塔顶部出口连接甲苯输出管线，输出甲苯。
[0019]反应器内装填有催化剂，在催化剂的作用下进行烷基化反应。
[0020]本实用新型的工作原理为:
[0021]新鲜苯、来自苯塔顶的循环苯及高纯甲醇经加热炉加热，进入反应器，在苯烷基化催化剂作用下分段发生烷基化反应，苯烷基化转化成甲苯，甲苯继续烷基化反应生成二甲苯，在催化剂作用下反应过程如下，
[0022]C6H6+CH30H 一 C6H6-CH3+H20
[0023]C6H6-CH3+CH30H 一 CH3-C6H6_CH3+H20
[0024]反应器侧进口的甲醇进料促进了甲苯、二甲苯生成并控制温度稳定变化。
[0025]反应液在反应液分离罐内进行油水分离去除反应生成的水，芳烃及非芳烃油相进入水洗罐水洗去除有机杂质后，陆续进入苯塔、二甲苯塔、吸收塔进行切割苯、甲苯、二甲苯和干气，切割的苯进行循环进料，得到的甲苯、二甲苯主产品及三甲苯、干气副产品输出界外。
[0026]反应液分离罐水包和苯塔回流罐水包切出的生成水含油化合物，经汽提塔汽提回收少量芳烃苯至苯塔塔顶出口后，与软化水水洗废水一样去做进一步环保水处理。
[0027]本实用新型的优点及有益效果为:
[0028]1、使用本实用新型进行反应，甲苯、二甲苯和三甲苯纯度高:甲苯纯度98%以上，C8芳烃中乙苯小于5%，二甲苯纯度95%以上，C9芳烃中甲乙苯和丙苯小于15%，三甲苯纯度85%以上；
[0029]2、使用本实用新型反应，甲醇在反应器侧进口二次进料，无需第二个反应器就能完成烷基化深度进行，提高甲苯、二甲苯产率，又有利于反应器温度平稳控制，延长反应周期；
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