[发明专利]一种由苯和甲醇制备异构级二甲苯的方法

权利要求书

1.一种由苯和甲醇制备异构级二甲苯的方法,其特征在于包括如下步骤：

一级烷基化单元设置3台烷基化反应器，反应器的有效内径为4.2m，催化剂为市售氢型ZSM-5分子筛催化剂，ZSM-5分子筛的平均粒径为300nm，比表面积420m²/g，外形规格为条形物，催化剂装填高度10.5m，床层高径比2.5，催化剂装填密度为0.62t/m³，单台反应器催化剂总装填量为90吨，总装填量270吨；一级烷基化反应器采用2开1备模式，在线催化剂质量为180吨；

二级烷基化单元设置3台烷基化反应器，反应器的有效内径为3.6m，催化剂为市售的金属镧改性的氢型ZSM-5分子筛催化剂，ZSM-5分子筛的平均粒径为300nm，比表面积360m²/g，外形规格为条形物，催化剂装填高度9.5m，床层高径比2.64，催化剂装填密度为0.64t/m³，单台反应器催化剂总装填量为61.7吨，总装填量185.1吨；二级烷基化反应器采用2开1备模式，在线催化剂质量为123.4吨；

存储于原料罐(1)中的原料为苯和甲醇的混合物，计量泵(2)的流量控制为139.1t/h，其中苯的质量流量为89.0t/h，甲醇的质量流量为50.1t/h；经管道(15)来自脱苯塔塔顶的物料苯的质量流量为400.9t/h；来自管道(4)和来自管道(15)的物料混合后，总的物料流量为540t/h，相对于一级烷基化反应器中在线催化剂的质量空速为3.0h^-1；混合物料中苯与甲醇的质量比为9.76，苯与甲醇的摩尔比为4；

控制系统压力为1.2MPa，上述反应物料经加热器(5)加热至420℃后经管道(6)进入一级烷基化反应器(7)，其中3台一级烷基化反应器中有2台在线，在氢型ZSM-5分子筛催化剂的作用下，苯与甲醇发生烷基化反应同时放出热量，导致床层最高点温度达到485℃；

反应物料离开一级烷基化反应器经冷却器(8)冷却后进入一级油水气三相分离器(9)，分离得到的少量气相非芳烃产物经管道(11)外送处理，分离得到的水相产物质量流量为28.2t/h，经管道(10)外送处理；分离得到的油相产物质量流量为511.3t/h，其中苯的质量流量为400.9t/h，甲苯质量流量71.9t/h，C₈芳烃质量流量35.6t/h，C₉⁺芳烃质量流量3.0t/h；油相产物经管道(12)进入脱苯塔(14)，塔顶产物为苯，质量流量400.9t/h，经管道(15)返回一级烷基化反应器循环；塔底产物经管道(13)与经管道(12-a)的来自二级烷基化反应器(7-a)的物料一起进入脱甲苯塔(14-a)进行精馏分离；

进入管道(15)的来自脱甲苯塔(14-a)塔顶物料为甲苯，质量流量为340.6t/h；存储于储罐(1-a)的甲醇经计量泵(2-a)进入管道(4-a)，质量流量为29.6t/h；上述甲苯和甲醇的质量比为11.5，甲苯甲醇摩尔比为4，混合后进入加热器(5-a)加热至420℃，经管道(6-a)进入二级烷基化反应器(7-a)，其中3台二级烷基化反应器中有2台在线；甲苯和甲醇混合物相对于装填于二级烷基化反应器中的在线催化剂的质量空速为3.0h^-1；在金属镧改性的氢型ZSM-5分子筛催化剂的作用下，甲苯与甲醇发生烷基化反应并发出热量，导致二级烷基化反应器中最高温度达到490℃；

反应物料离开二级烷基化反应器经冷却器(8-a)冷却后进入二级油水气三相分离器(9-a)，分离得到的少量气相非芳烃产物，经管道(11-a)外送处理；分离得到的水相产物质量流量为16.6t/h，经管道(10)外送处理；分离得到的油相产物质量流量为352.8t/h，其中甲苯的质量流量为268.7t/h，C₈芳烃质量流量73.4t/h，C₉⁺芳烃质量流量10.7t/h，油相产物经管道(12-a)进入脱甲苯塔(14-a)，塔顶产物为甲苯，循环进入二级烷基化反应器继续进行反应；

脱甲苯塔(14-a)塔底产物经管道(13-a)进入脱二甲苯塔(14-b)进行精馏分离，塔顶产物为异构级二甲苯，质量流量109.0t/h，经管道(16)外送；塔底产物为C₉⁺芳烃，是副产物，质量流量13.7t/h，经管道(17)外送。