一种二元/三元催化反应器的制作方法

本技术属于工业催化反应器领域，具体涉及一种二元/三元催化反应器。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、均四甲苯95％以上用于生产均苯四甲酸二酐，而90％以上的均苯四甲酸二酐用于生产聚酰亚胺。均四甲苯是重要的精细化工原料，市场需求近年急速增长，主要用于生产均苯四甲酸二酐，再进一步加工成新型耐高温材料聚酰亚胺，广泛用于航空航天、原子能和机电等尖端领域。其中，光敏聚酰亚胺(pspi)是芯片封装与制造必需的关键材料。随着人工智能、5g通讯等行业的快速发展，聚酰亚胺需求量正与日俱增，均四甲苯的市场需求量将随之增加。目前已经工业化的均四甲苯生产装置采用的主要为分离法和偏三甲苯烷基化法，由于分离法能耗高、产品质量受原料品质的影响大、受原料供应的限制，很难实现大规模生产，因此逐步被淘汰。而偏三甲苯烷基化法中的原料偏三甲苯属于精细化工品，价格高且波动较大，装置对企业生产运行及经济效益影响大。

3、目前国内甲苯烷基化催化剂有：淄博齐创新村料科技有限公司的甲苯烷基化催化剂、中海油天津化工研究设计院有限公司tatd-1芳烃烷基化催化剂、中石化(上海)石油化工研究院有限公司的甲苯甲醇烷基化催化剂mtx-1000。淄博齐创新村料科技有限公司的甲苯烷基化催化剂侧重甲苯烷基化制备混二甲苯，尤其是对二甲苯px，副产物中会存在少量c9a、c10a，均四甲苯的含量低；中海油天津化工研究设计院有限公司tatd-1芳烃烷基化催化剂侧重在偏三甲苯烷基化制备均四甲苯，原料偏三甲苯属于精细化工品，来源少，价格高；中石化(上海)石油化工研究院有限公司的甲苯甲醇烷基化催化剂mtx-1000，主要是甲苯烷基成为二甲苯和c9a三甲苯，对均四甲苯的合成选择性较小。

4、目前甲苯烷基化直接高选择性制备均四甲苯的工业催化剂还没有，都是利用单一催化剂，制备二甲苯尤其是对二甲苯的技术，或者是利用单一催化剂从偏三甲苯原料甲基化制备均四甲苯。但发明人发现：目前工业中单一的催化剂装填的固定床反应器，容易出现目标产品的选择性问题，均四甲苯的选择性和收率仍有待提高。

5、因此，急需一种选择性和收率更优的均四甲苯固定床反应器。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本实用新型提供一种二元/三元催化反应器，本实用新型是以甲苯甲基化到均四甲苯的反应过程为基础，利用不同类型催化剂特点的不同，进行催化剂的级配，进而发挥出各种类型催化剂级配的特殊应用性能，实现优势互补，来提高均四甲苯的选择性和收率，提高产物的附加值。通过设计具有两种或三种工业催化剂的级配方式的反应器，解决了目前工业中单一的催化剂装填的固定床反应器存在的均四甲苯的选择性和收率不佳的问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

3、本实用新型提供了一种二元/三元催化反应器，包括：反应器，所述反应器内设置有多个依次排列的催化剂层，多个催化剂层由上到下依次为第一氧化铝分子筛层，烷基化催化剂层、b催化剂层、第二氧化铝分子筛层；

4、所述烷基化催化剂层选自a催化剂层、c催化剂层、或a催化剂层和c催化剂层。

5、目前采用甲基化单种催化剂的反应器各有优劣，本实用新型研究发现：通过将多种不同类型的催化剂级配起来，实现性能互补，能发挥其最大优势，实现1+1>2的利用，通过反应器内部催化剂的级配设置，实现单剂的性能优势互补，提高了均四甲苯的选择性和收率，提高产物的附加值。

6、本实用新型的有益效果

7、(1)本实用新型的固定床反应器内部采用市面上已经得到应用的甲基化催化剂进行二种或三种催化剂的级配组合，避免了单个催化剂性能方面存在的不足，充分利用各自的特点和优势，实现优势互补，从而实现1+1>2的作用，固定床反应器的催化性能更优；

8、(2)本实用新型使用的催化剂为市面上已经得到应用的甲基化催化剂，通过3种级配组合方式实现优势互补，提高了反应器对均四甲苯的选择性和收率，提高目标产物的附加值。

9、(3)本实用新型装置结构简单、实用性强，易于推广。

技术特征：

1.一种二元/三元催化反应器，其特征是，包括：反应器，所述反应器内设置有多个依次排列的催化剂层，多个催化剂层由上到下依次为第一氧化铝分子筛层，烷基化催化剂层、b催化剂层、第二氧化铝分子筛层；

2.根据权利要求1所述的一种二元/三元催化反应器，其特征是，所述a催化剂层为甲苯烷基化催化剂层。

3.根据权利要求1所述的一种二元/三元催化反应器，其特征是，所述b催化剂层为芳烃烷基化催化剂层。

4.根据权利要求1所述的一种二元/三元催化反应器，其特征是，所述c催化剂层为甲苯甲醇烷基化催化剂层。

5.根据权利要求1所述的一种二元/三元催化反应器，其特征是，所述第一和第二氧化铝分子筛层的厚度分别占总床层高度的1/20～1/10，两者厚度相同。

6.根据权利要求1所述的一种二元/三元催化反应器，其特征是，所述a催化剂层的厚度占除第一和第二氧化铝分子筛床层剩余总床层高度的1/3～2/3。

7.根据权利要求1所述的一种二元/三元催化反应器，其特征是，所述b催化剂层的厚度占除第一和第二氧化铝分子筛床层剩余总床层高度的1/3～2/3。

8.根据权利要求1所述的一种二元/三元催化反应器，其特征是，所述c催化剂层的厚度占除第一和第二氧化铝分子筛床层剩余总床层高度的1/3～2/3。

9.根据权利要求1所述的一种二元/三元催化反应器，其特征是，所述反应器为固定床反应器。

10.根据权利要求9所述的一种二元/三元催化反应器，其特征是，所述固定床反应器包括：床体，所述床体内装填有多个催化剂层，所述多个催化剂层的上下两端分别设置有约翰逊网。

技术总结
本技术属于工业催化反应器领域，提供了一种二元/三元催化反应器，包括：反应器，所述反应器内设置有多个依次排列的催化剂层，多个催化剂层由上到下依次为第一氧化铝分子筛层，烷基化催化剂层、B催化剂层、第二氧化铝分子筛层；所述烷基化催化剂层选自A催化剂层、C催化剂层、或A催化剂层和C催化剂层。本技术是以甲苯甲基化到四甲苯的反应过程为基础，利用不同类型催化剂特点的不同，进行催化剂的级配，设计了具有两种或三种工业催化剂的级配方式的反应器，实现优势互补，来提高均四甲苯的选择性和收率，提高产物的附加值。

技术研发人员：张强,曲延涛
受保护的技术使用者：济南新材料产业技术研究院
技术研发日：20230308
技术公布日：2024/1/15