[发明专利]一种分子筛气相法生产碳八碳九芳烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分子筛气相法生产碳八碳九芳烃的方法，具体涉及甲醇与苯烷基化生产二甲苯、三甲苯芳烃的方法。

背景技术

随着近年来精细化工的发展，碳八碳九芳烃尤以二甲苯、三甲苯的应用越发广泛，需求量日益增加。最重要的是作为生产聚酯的主要原料对二甲苯，需求量最大，此外，用于生产邻苯二甲酸酐的邻二甲苯，用于诸如增塑剂、偶氮染料和木材防腐剂的间二甲苯以及用于生产偏酐的偏三甲苯，都是市场需求迫切的原料。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。

典型工艺以石脑油催化重整生成二甲苯，这种方法随着石油资源的枯竭显然已不能满足市场需求，研究者通过甲苯脱烷基化或将甲苯歧化以获得苯和从中回收单独的二甲苯异构体的C₈芳族化合物，增加二甲苯收率。但歧化方法生产通常不纯以至于缺乏市场竞争性。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。

发明内容

本发明的目的是提供一种改性SAPO-41分子筛，用于生产二甲苯、三甲苯等芳烃，以满足工业上对碳八碳九芳烃产品的需求，本工艺具有无腐蚀、无污染、流程简单的优点。

本法采用分子筛为负载有5%~10%Fe、1%~3%Mo、0.2%~3%Ce、1%~5%Cu的SAPO-41分子筛。值得指出的是元素铈、铜的负载操作是于真空条件下浸渍、经550℃焙烧，使其分布于SAPO-41分子筛孔道中，元素铁、钼、铈、铜，尤其是元素铈、铜的协同作用或产生效应为分子筛催化剂提供了更好的加氢效果，对于本法起到了意想不到的技术效果。

采用如下技术方案实现：

（1）以苯与甲醇为原料，于烷基化反应器中装填负载有5%~10%Fe、1%~3%Mo、0.2%~3%Ce、1%~5%Cu的SAPO-41分子筛。

（2）甲醇通过甲醇预热器进入甲醇蒸发器，分六段进入烷基化反应器，苯经气化器气化后在轴向反应器内与甲醇逆向接触，经分子筛作用，在多段轴向反应器内完成甲醇与苯的烷基化反应，生成碳八碳九等芳烃。

控制工艺条件为：苯与甲醇比例为0.8~1.3：1.2 ~1.5，反应温度420～480℃，反应压力为0.10～0.5MPa，空速1~2 hr^-1。烷基化反应温度为400～480℃，压力为0.10～0.5MPa。

（3）经分离、精馏系统获得混合二甲苯、混合三甲苯等产品，经回收系统分离苯、甲苯。

本发明提供的一种以苯和甲醇为原料制备碳八、碳九芳烃的工艺路线及合成方法。采用了改性的SAPO-41 分子筛催化剂，苯的单程转化率≥ 55％。

附图说明

附图1为本发明的一种分子筛气相法生产碳八碳九芳烃的方法流程示意图。

图中各编号的意义如下：

1：苯；2：甲醇；3：反应后混合气；4：混合二甲苯；5：混合三甲苯；6：苯、甲苯；7：重质烃；

1-1：甲醇泵；1-2：甲醇蒸发器；1-3：苯气化器；1-4：烷基化反应器；1-5精馏塔；1-6：二甲苯罐；1-7：苯甲苯回收罐。

具体实施方式

下面结合附图具体阐释本发明方法。

（1）以20~40℃/h的速率将烷基化反应器内温度逐步升到420℃左右。

（2）苯进入苯气化器，气化后的苯蒸气导入苯加热炉，加热炉出口的高温苯进入烷基化反应器顶部，逐步提高催化剂床层温度使其达到反应温度440℃。于烷基化反应器中装填负载有5%Fe、1%Mo、0.2%Ce、1%Cu的SAPO-41分子筛。

（3）甲醇通过甲醇预热器进入已经氮气排净的甲醇蒸发器，分六段进入烷基化反应器。在温升不超过20℃情况下，逐步加大甲醇和苯的投料量，反应压力在0.15MPa。

（4）由反应器出口的产品经过再沸器器送至精馏塔。塔内建立缓慢沸腾，经分离、精馏获得二甲苯、三甲苯等产品。

（5）经回收系统分离苯、甲苯，回收使用。