[发明专利]一种甲苯甲醇烷基化生产对二甲苯的反应装置及其反应方法

权利要求书

1.一种甲苯甲醇烷基化生产对二甲苯的反应装置，其特征在于，所述反应装置包括固定床反应器，所述固定床反应器包括至少3个反应段；

所述固定床反应器上设有顶部进料口和侧壁进料口，所述固定床反应器中相邻两个反应段之间设置有两组侧壁进料口；除第一反应段外，每个所述反应段设置有温度控制器。

2.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述固定床反应器的每个反应段中填充有催化剂。

3.根据权利要求1或2所述的反应装置，其特征在于，所述侧壁进料口包括甲醇进料口与冷却物质进料口；

优选地，所述甲醇进料口至少为2个；

优选地，所述冷却物质进料口至少为2个；

优选地，所述冷却物质进料口连接的进料管路上分别独立地设有控制阀门；

优选地，每个所述温度控制器控制其对应的冷却物质进料管路上的控制阀门的开度。

4.根据权利要求1-3任一项所述的反应装置，其特征在于，所述反应装置还包括换热单元、甲苯分离单元以及二甲苯分离单元；所述换热单元的冷流体出口与所述固定床反应器的顶端相连，所述固定床反应器的底部出口与所述换热单元的热流体入口相连，所述换热单元的热流体出口与所述甲苯分离单元入口相连，所述甲苯分离单元的出口与所述二甲苯分离单元的入口相连。

5.一种采用权利要求1-4任一项所述的反应装置生产对二甲苯的的反应方法，其特征在于，所述反应方法包括以下步骤：

将甲苯与部分甲醇、水蒸气混合后从固定床反应器顶端进行第一段气相进料，同时，将剩余甲醇从固定床反应器的侧壁进行至少2段气相进料，所述第一段的甲醇进料量随反应时间逐步减少，但保证总的甲醇进料量不变；反应后得到对二甲苯。

6.根据权利要求5所述的反应方法，其特征在于，将所述剩余甲醇从固定床反应器的侧壁进行不超过6段气相进料。

7.根据权利要求5或6所述的反应方法，其特征在于，所述第一段气相进料中甲苯、甲醇以及水蒸气的摩尔比为1:(0.7～0.98):(0.55～1.1)；

优选地，所述第一段气相进料的温度为450～500℃；

优选地，所述第一段气相进料中甲醇的进料量占总甲醇进料量的18～50％；

优选地，除所述第一段外，每段的甲醇进料量为总甲醇进料量的2～45％。

8.根据权利要求5-7任一项所述的反应方法，其特征在于，所述反应的温度为450～500℃；

优选地，所述反应的压力为0.2～0.5MPaG；

优选地，所述反应使用的催化剂包括含金属铂的择形催化剂。

9.根据权利要求5-8任一项所述的反应方法，其特征在于，所述反应过程中通入冷却物质控制反应温度；

优选地，所述冷却物质为至少2段进料；

优选地，所述冷却物质包括冷却气体；

优选地，所述冷却气体包括氢气；

优选地，所述氢气循环使用；

优选地，所述反应后进行分离；

优选地，所述分离过程中得到的尾气作为循环气返回到固定床反应器顶端进行第一段气相进料；

优选地，所述循环气中氢气的摩尔含量大于65％。

10.根据权利要求5-9任一项所述的反应方法，其特征在于，所述反应方法包括以下步骤：

将摩尔比为1:(0.7～0.98):(0.55～1.1)的甲苯、甲醇以及水蒸气混合后从固定床反应器顶端进行第一段气相进料，同时，将剩余甲醇从固定床反应器的侧壁进行至少2段的气相进料，所述第一段的甲醇进料量随反应时间逐步减少，但保证总的甲醇进料量不变；反应后得到的产物依次进入到换热单元、甲苯分离单元以及二甲苯分离单元进行换热和分离，得到对二甲苯，反应过程中得到的尾气作为循环气返回到固定床反应器顶端进行第一段气相进料，所述循环气中氢气的摩尔含量大于65％；所述反应过程中通入至少2段进料的冷却物质以控制每个反应段的反应温度为450～500℃，反应压力为0.2～0.5MPaG。