[发明专利]一种烷基苯异构化‑分离耦合反应方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烷基苯异构化方法，具体地说，是一种C₈芳烃异构化-分离耦合反应方法。

背景技术

C₈芳烃通常来自于催化重整、蒸汽裂解和甲苯歧化装置，其中的对二甲苯(PX)是重要的化工原料，主要用于生产精对苯二甲酸(PTA)、对苯二甲酸二甲酯(DMT)，同时还是生产涂料、染料、农药和医药的原料。PX在各种来源的C₈芳烃中含量一般不超过25％，为了满足日益增长的需求，工业上使用模拟移动床吸附分离或结晶技术分离混合C₈芳烃中的PX，邻二甲苯(OX)可以通过精馏分离，剩余物流经异构化过程转化为PX含量接近或达到热力学平衡值的混合C₈芳烃，并将部分乙苯(EB)脱烷基或者转化为二甲苯，异构化产物循环回PX分离单元。传统异构化反应产物中PX浓度受热力学平衡限制，并且通常PX的热力学达成率越高，歧化、烷基转移和裂解等副反应的程度越大，C₈芳烃选择性越低。如果异构化过程可以获得PX浓度超过热力学平衡值的产物，则可以减少芳烃联合装置的循环量，降低能耗，提高经济效益。

USP4331822公开了加氢条件下气相异构化的方法，异构化催化剂负载铂和另一种金属元素，该金属选自钛、铬、锌、镓、锗等金属元素中的一种。该方法由于非目的酸催化烷基转移反应和环裂化反应的发生，导致异构化反应中二甲苯的损失。

变压吸附(PSA)的基本原理是利用气体组分在固体材料上吸附特征的差异及吸附量随压力变化而变化的特征，通过周期性的压力变换实现气体的分离或提纯。自Skarstrom循环和Guerin-Domine循环被发明以来，PSA气体分离与提纯技术作为化工工业独立的单元操作得到了迅速发展。PSA以其自动化程度高、操作灵活、能耗低等诸多优点，目前广泛应用于氢气的制备、空气分离制氮及富氧、变换气脱碳、正异构烷烃的分离等领域。

CN1441759A公开了一种从混合C₈芳烃中变压吸附分离对二甲苯(PX)和乙苯(EB)的方法。该方法通过变压吸附将C₈芳烃分成含间二甲苯(MX)和邻二甲苯(OX)的物流，该物流中PX含量少于C₈芳烃中所含PX量的20摩尔％；将吸附的PX和EB脱附即得富含PX的物流，其中所含的MX和邻二甲苯的量小于C₈芳烃中二者总量的50摩尔％。

US6573418B2采用变压吸附-模拟移动床组合工艺从混合C₈芳烃中分离PX和EB。混合C₈芳烃原料首先通过加热以气相状态进入变压吸附单元，由于PX、EB与MX、OX在吸附剂上的扩散速率不同，吸附剂对PX、EB具有优先选择性，得到两股物流，一股为富MX、OX的吸余物，另一股为富EB、PX的抽出物；将吸余物送入异构化单元；将抽出物送入液相模拟移动床吸附分离单元，分离出高浓度的PX产品，EB集中在抽余液中，分离解吸剂后得到EB，与乙苯转化催化剂接触，使其转化为二甲苯。

发明内容

本发明的目的是提供一种烷基苯异构化-分离耦合反应方法，该法通过将异构化反应与分离耦合，可获得含量超过热力学平衡值的对位烷基苯异构化产物。

本发明提供的烷基苯异构化-分离耦合反应方法，包括将烷基苯异构化原料以气相状态通入装有烷基苯异构化催化剂的床层，在0.4～5.0MPa、200～420℃条件下进行异构化反应，然后使反应后物料脱附。

本发明方法将异构化反应与分离相耦合，提高了烷基苯异构化反应产物中对位烷基苯异构体的产率，较之现有的异构化反应，产物中的对位烷基苯异构体含量大幅提高。

附图说明

图1为本发明采用四床分压脱附方式的异构化-分离耦合反应各步操作时序图。

图2为本发明采用四床降压脱附方式的异构化-分离耦合反应各步操作时序图。

图3为图1中床层1的各步操作示意图。

图4为图2中床层1的各步操作示意图。

具体实施方式

本发明将芳烃异构化与变压吸附分离技术耦合，将变压吸附分离的吸附段作为异构化反应段，在吸附塔中装填催化剂，以进行异构化反应，再使用变压脱附的方式分离异构化产物，具体的操作方法为：将异构化原料在异构化反应条件下以气态通入催化剂床层，与催化剂接触进行异构化反应，之后进行脱附步骤，使异构化产物脱离催化剂获得脱附液。本发明较之现有异构化技术，所得脱附液中对位烷基苯含量可大幅超过热力学平衡值。