生产芳烃用多段串并联流化床反应装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及芳烃生产装置，尤其是涉及一种生产芳烃用多段串并联流化床反应装置。
【背景技术】
[0002]对二甲苯是石化工业的基本有机原料之一，主要用于生产精对苯二甲酸(PTA)和对苯二甲酸二甲酯(DMT)，PTA或DMT再和乙二醇、I，4-丁二醇等反应，可生成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯。进入21世纪后，由于我国化纤行业的快速发展，尤其是聚酯工业的跳跃式发展，造成PTA和PX需求量急剧增加，市场上供不应求。
[0003]当前，催化重整油和裂解汽油是PX主要来源。由于PX需求量日益增长，重整油和裂解汽油生产的PX已远不能满足需求。因此，炼化企业开发了多种生产和增产对二甲苯的新工艺，其中利用甲醇与甲苯反应生产对二甲苯最受重视。甲醇与甲苯反应生产对二甲苯，甲苯利用率高，PX产品收率高，不产生副产物苯，为甲苯转化和廉价甲醇利用提供了新的途径，具有良好的发展前景。
[0004]中国专利CN1231653A公开了一种选择性制造对二甲苯的方法，在一种多孔晶体材料制成的催化剂上，该催化剂包括ZSM-5或ZSM-1l沸石和改性用的氧化物，使甲醇与甲苯反应制备对二甲苯。CNl 775715公开了一种制备二甲苯产品的方法，使用一种含磷改性的ZSM-5沸石催化剂，将甲苯、甲醇、氢气引入反应器，但该方法中的甲苯转化率偏低，最高仅有23%。
[0005]甲醇与甲苯的反应，是在酸性催化剂的作用下，发生的择形催化反应。在反应过程中，甲醇除了发生烷基化反应，生成对二甲苯外，同时还发生裂解反应，生成乙烯、丙烯等烯烃。由于甲苯、对二甲苯等芳烃类组分在催化剂中吸附、扩散较慢，甲苯与甲醇的烷基化反应速率较慢。而相对于甲苯烷基化反应，在与酸性催化剂接触的条件下，甲醇裂解生成烯烃的副反应要快得多，故而影响了甲醇的反应选择性。为了提高甲醇生成对二甲苯的选择性，一些国外技术开发商采用较大的甲苯/甲醇原料比，在提高甲苯烷基化反应推动力的同时，稀释甲醇浓度，降低甲醇与催化剂接触的几率，从而抑制甲醇裂解反应，提高甲醇的反应选择性。但高的甲苯/甲醇原料比，造成了甲苯转化率低，大量甲苯需要循环，系统能耗高。
[0006]提高甲苯转化率和甲醇选择性，是甲醇与甲苯反应生产对二甲苯技术的发展方向。中国专利CN1326430A公开了一种流化床芳烃烷基化的方法，特别适用于甲醇甲苯甲基化反应，其特征主要是在流化床反应区的第一位置将芳烃引入流化床反应区；在位于第一位置下游的一个或多个位置，将烷基化试剂引入流化床反应区。与甲醇一次性注入相比，这种方法降低了甲醇起始浓度，从而降低了甲醇裂解反应，提高了甲醇选择性。但此实用新型并没有考虑到甲醇在反应器内的分布与扩散。由于流化床反应器内流化的固体是连续相，甲苯原料气等气泡是分散相，注入的甲醇除了一部分与甲苯原料气气泡相混合外，大部分甲醇都直接与催化剂接触而直接裂解，只有极少比例参与甲苯烷基化反应。而且，此实用新型的催化剂是从上游流至下游，然后再生，再生后催化剂再返回到反应的上游，由于再生后的催化剂对甲醇裂解反应的选择性很高，也增加了甲醇裂解反应。
[0007]中国专利CN102464561A公开了一种甲醇或二甲醚和甲苯制备二甲苯的方法，主要解决现有技术中对二甲苯收率较低的问题。该实用新型主要包括以下步骤:
[0008](I)选自甲醇或二甲醚中的至少一种和甲苯进入快速流化床反应器反应区，与催化剂接触，生成包括二甲苯的产品物流，经气固分离后，产品物流进入分离工段，催化剂进入第二密相床，与流化介质接触；
[0009](2)第二密相床的催化剂至少分为两部分，第一部分返回至所述反应区，第二部分进入汽提器，经水蒸汽汽提后进入再生器再生；
[0010](3)再生器再生后的催化剂返回至所述反应区；其中，所述流化介质包括质量分数为至少50 %的甲苯，再生器型式为提升管的技术方案。
[0011]该实用新型在一定程度上解决了甲醇利用率低，提高了对二甲苯的产率。但以甲苯作为第二密相床的流化介质，大量的甲苯未参与反应，增加了后续分离系统能耗，总的甲苯转化率也较低。
【实用新型内容】
[0012]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种甲苯转化率高，甲醇反应选择性高，系统能耗低的生产芳烃用多段串并联流化床反应装置。
[0013]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0014]生产芳烃用多段串并联流化床反应装置，包括第一混合器、第二混合器、第一反应器、第二反应器及再生器，
[0015]所述的第一混合器混合甲苯原料气及甲醇原料气；
[0016]所述的第一反应器与第一混合器及再生器连接，混合原料与再生催化剂在第一反应器内接触反应；
[0017]所述的第二混合器混合第一反应器产生的部分反应混合物及甲醇原料气；
[0018]所述的第二反应器与第二混合器及第一反应器连接，二次混合原料与第一反应器输送的平衡催化剂在第二反应器内接触反应。
[0019]所述的第一混合器及第二混合器为文丘里式混合器。
[0020]所述的第一反应器为鼓泡密相床反应器或快速床反应器，
[0021]优选的，第一反应器可以采用鼓泡密相床反应器。
[0022]所述的第二反应器为鼓泡密相床反应器、快速床反应器或提升管反应器，
[0023]优选的，第二反应器可以采用提升管反应器。
[0024]生产芳烃用多段串并联流化床反应装置可以用于利用甲醇制芳烃，采用以下步骤:
[0025](I)甲苯原料气与甲醇原料气进入第一混合器混合形成混合原料；
[0026](2)混合原料进入第一反应器，与再生催化剂接触反应，制备得到反应混合物及平衡催化剂;平衡催化剂一部分经汽提气汽提后返回再生器再生，另一部分进入第二反应器；
[0027](3)反应混合物一部分释放去后续甲苯回收工序，另一部分进入第二混合器，与甲醇原料气混合形成二次混合原料；
[0028](4) 二次混合原料进入第二反应器，与第一反应器来的平衡催化剂接触反应，制备得到芳烃和积炭催化剂，芳烃去后续的反应产物分离工序，积炭催化剂循环回第一反应器。
[0029]与现有技术相比，