甲苯甲醇择型烷基化生产对二甲苯的流化床方法
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对二甲苯PX生产工艺一、选择性甲苯歧化工艺 20世纪80年代中到末期美孚公司(现在的埃克森美孚公司)开发了一种选择性甲苯歧化工艺(MSTDP),使用择形催化剂生产富对二甲苯的二甲苯产品。
埃克森美孚已向世界的一些生产装置(如科克和信任公司)出售了该技术的专利许可证,近来它停止提供MSTDP工艺许可证,但继续提供其普通甲苯歧化工+艺的技术许可证。
埃克森美孚开发了一种更新的甲苯歧化工艺,称为PxMax,近来向韩国LG-加德士出售了该项技术的专利许可证。
UOP公司从1997年就提供自己的选择性甲苯歧化技术专利许可,该技术称为PXPlus。
更晚些时候,GTC公司(福斯特惠勒的子公司)得到了出售印度石化公司选择性甲苯歧化工艺GT-STDP的排他权力。
(1)埃克森美孚的PxMax工艺。
使用MTPX催化剂的PxMax工艺于1996年首次在美国路易斯安那州的一家炼油厂实现工业化,另一套装置在埃克森美孚位于得州贝汤和博芒特的化工厂投产。
工艺流程与MSTDP相似,只是催化剂不同。
埃克森美孚申请了许多关于其HZSM-5催化剂的专利。
最有希望的分子筛催化剂似乎要用沉积的二氧化硅活化,并在转化条件下用含二氧化硅的对二甲苯高效选择性试剂处理。
硅胶改性的HZSM-5催化剂(含5%-10%Si02/HZSM-5),在甲苯转化率为20%--25%时,对二甲苯的选择性大约为98%。
沉积在沸石表面的硅酸盐涂层降低了表面活性,而提高了择形性。
一般认为MTPX的优点是反应物基本无法接近外表面的酸性中心。
催化剂外表面的酸性中心可以将催化剂孔中的对二甲苯重新异构化为与其他两种异构体的平衡混合物,从而将二甲苯中对二甲苯的含量减少到24%。
通过减少催化剂孔中对二甲苯与这些酸性中心的接近,就可以得到相对高含量的对二甲苯。
MTPX催化剂通过用对二甲苯高效选择性试剂对表面酸性中心进行化学改性,阻碍了对二甲苯与这些外部酸性中心的接触。
埃克森美孚公司的专利数据表明,随温度升高,对二甲苯的选择性降低,甲苯转化率提高;随重时空速(WHSV)提高,甲苯转化率降低,对二甲苯的选择性提高;随氢/烃比提高,甲苯转化率降低,而对二甲苯选择性提高。
甲苯甲醇烷基化反应选择性合成高浓度对二甲苯技术可提高甲苯利用率,显著降低异构化和吸附分离装置负荷.综述了近年来国内外有关甲苯甲醇烷基化制备对二甲苯的研究进展,包括甲苯甲醇烷基化反应机理、催化剂活性组分、元素改性方法和现有工艺技术.沸石的孔口修饰和外表面酸性位的钝化是影响反应活性和对位选择性的主要因素,活性和选择性高、稳定性好的催化剂的开发是甲苯烷基化技术应用的关键.
本发明涉及一种烷基化合成对二甲苯的制备方法,属于有机合成领域。
通过硅沉积改性的MCM-22分子筛为催化剂,甲苯和碳酸二甲酯为反应原料,在反应温度为380℃,反应原料的摩尔配比甲苯:碳酸二甲酯为4:1,质量空速为1h-1的反应条件下,甲苯的转化率为43.1%,对二甲苯的选择性为66.3%,对二甲苯的收率达到28.6%。
本发明通过较优的反应条件,在甲苯转化率基本不降低的情况下提高对二甲苯的选择性,从而提高了对二甲苯的收率。
一种烷基化合成对二甲苯的制备方法,其特征在于:通过硅沉积改性的MCM-22分子筛为催化剂,甲苯和碳酸二甲酯为反应原料,所采用的反应条件为:反应温度为380℃,反应原料的摩尔配比甲苯:碳酸二甲酯为4:1,质量空速为1h-1。
摘要对二甲苯(PX)作为重要的有机化工原料被广泛用于合成树脂、医药、化纤和农药等化工领域。
工业上常用的生产工艺是芳烃联合装置和甲苯择形歧化,但目前甲苯烷基化工艺具有高甲苯利用率、高对二甲苯选择性的特点,被认为更有前景。
现有的甲苯烷基化制对二甲苯工艺可实现高的对二甲苯选择性,但甲醇转化率仍低至70.0 %,需要甲醇回收循环系统,并且下游分离轻组分(甲醇、甲苯)时甲苯的损失量较多。
针对传统工艺中存在的问题,本课题提出强化甲苯烷基化合成对二甲苯工艺,解决工艺中因反应不完全而存在甲醇、甲苯双组份分离循环的现状,开发出一个基于甲醇完全转化省略甲醇分离回收系统的对二甲苯生产新工艺流程来增加过程竞争力。
使用Aspen Plus中自带的灵敏度分析工具和序列二次规划(SQP)优化方法得到了高甲醇转化率和高对二甲苯选择性的最佳反应条件。
结果发现甲醇转化率可以达到98.0 %,对二甲苯的选择性为92.0 %,与现有工艺相比,反应温度和反应压力稍微有所提高,分别为442.5 ᵒC和4.0 bar,但去除了甲醇回收循环系统并减少了下游甲苯损失,所改进的工艺显著降低11.7 %的投资成本和13.4 %的运营成本。
在此基础上,本课题采用Aspen Energy Analyzer中的夹点分析技术对流程进行换热网络优化,以提高能量效率。
结果发现热集成后流程操作成本进一步降低了22.3 %。
在过程强化的情况下,相比现有工艺,总的年投资成本(Total Annual Cost,TAC)减少了27.8 %,二氧化碳排放量减少了40.2 %。
关键词:过程强化,对二甲苯,甲苯烷基化,热集成,TACABSTRACTp-Xylene (PX) is an important organic chemical material that can be widely used in chemical synthetic resins, pharmaceutical, chemical fiber, and pesticides industries. The p-xylene production through toluene alkylation is considered to be more promising due to high conversion of toluene and high selectivity of p-xylene, compared to aromatics combination unit and toluene disproportion. Nowadays the existing p-xylene production process through toluene alkylation could achieve high selectivity of p-xylene, the methanol conversion is still as low as 70.0 %, requiring methanol recovery and recycle system and resulting in additional loss of toluene in the downstream separation of light component, methanol and toluene.Aiming at the existing problems in the traditional process, the study proposes an intensified p-xylene production process through toluene alkylation to solve the present situation of methanol and toluene two-component separation cycle due to incomplete reaction in the process. A new process for the production of p-xylene based on complete methanol conversion and omitting methanol separation and recovery system is developed to increase process competitiveness. The optimal reaction conditions for the alkylation reactor are generated using the sensitivity analysis tool and sequential quadratic programming (SQP) optimization solver in Aspen Plus. It is found that the methanol conversion could reach 98.0 % with p-xylene selectivity of 92.0 % through slightly increasing reaction temperature to 442.5 ᵒC and pressure to 4.0 bar compared to the existing process, resulting in the removal of methanol recovery and recycle system and less Toluene loss in the downstream separation. The results demonstrate that the ameliorated process could achieve significant reduction of 11.7 % in capital cost and 13.4 % in operating cost.On this basis, heat integration is conducted using pinch analysis tool implemented in Aspen Energy Analyzer to improve energy efficiency. It is found that the operation cost is reduced by 22.3 % after heat integration. Under the circumstance of process intensified, the overall total annualized cost (TAC) is reduced by 27.8 % and CO2 emissions are decreased by 40.2 % compared to the existing process.Keywords:Process Intensified,p-Xylene, Toluene Alkylation, Heat Integration, TAC目录中文摘要 (I)英文摘要..................................................................................................................................... I I 1 绪论. (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究的目的和意义 (1)1.3 研究的主要内容 (2)1.4 研究的主要思路 (2)1.5 创新点 (3)2 文献综述 (5)2.1 对二甲苯性质及应用简介 (5)2.2 烷基化工艺技术进展 (5)2.2.1 烷基化工艺技术国外进展 (5)2.2.2 烷基化工艺技术国内进展 (6)2.3 换热网络优化 (7)2.4 化工模拟和强化 (9)2.4.1 化工过程模拟和强化简介 (9)2.4.2 烷基化工艺强化研究现状 (9)2.5 本章小结 (10)3 对二甲苯生产现有工艺 (11)3.1 烷基化反应机理 (11)3.2 烷基化反应热力学 (11)3.3 烷基化反应动力学 (12)3.4 反应精馏工艺 (13)3.5 物性方法 (14)3.6 工艺全流程模拟 (15)3.7 现有工艺存在的问题 (18)3.8 本章小结 (18)4 基于改进的甲醇完全转化工艺 (19)4.1 可行性分析 (19)4.1.1 动力学角度 (19)4.1.2 热力学角度 (21)4.1.3 小结 (22)4.2 反应过程工艺优化 (22)4.2.1 目标函数 (23)4.2.2 约束条件 (23)4.2.3 优化结果 (24)4.3 精馏过程工艺优化 (25)4.3.1 脱苯塔的严格计算及灵敏度分析 (25)4.3.2 脱甲苯塔的严格计算和灵敏度分析 (29)4.3.3 对二甲苯塔严格计算及参数优化 (31)4.4 基于改进的甲醇完全转化工艺全流程模拟 (32)4.5 本章小结 (36)5 换热网络优化 (37)5.1 现有工艺换热网络优化 (37)5.1.1 工艺物流信息 (37)5.1.2 夹点分析 (38)5.1.3 用能分析 (39)5.1.4 换热网络设计 (39)5.2 改进工艺换热网络优化 (41)5.2.1 工艺物流信息 (41)5.2.2 夹点分析 (42)5.2.3 用能分析 (43)5.2.4 换热网络设计 (43)5.3 本章小结 (45)6 经济与环境可行性分析 (46)6.1经济可行性分析 (46)6.1.1 经济核算依据 (46)6.1.2 经济分析 (47)6.2环境可行性分析 (49)6.2.1 环境核算依据 (49)6.2.2 环境分析 (49)6.3 本章小结 (50)7 结论与展望 (51)7.1结论 (51)7.2展望 (52)致谢 (53)参考文献 (54)附录 (58)A. Capital cost formulas (58)1 绪论1.1 研究背景对二甲苯(PX)作为一种重要的大宗有机化工原料,在合成树脂、医药、农药、塑料和化学纤维等生产领域被广泛应用[1-2]。
专利名称:一种苯和甲醇烷基化生产对二甲苯的流化床工艺方法
专利类型:发明专利
发明人:刘弓,郝西维,张亚秦,曹劲松,高兴,刘建斌,张军民
申请号:CN201710607198.3
申请日:20170724
公开号:CN107602321A
公开日:
20180119
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明涉及一种苯和甲醇生产对二甲苯的流化床工艺方法,包括以下步骤:(1)苯和甲醇混合原料经预热后进入第1段反应器与催化剂接触,生成含甲苯、二甲苯、C‑C及C芳烃等气相混合物流。
(2)混合物流与新鲜甲醇混合进入第2段反应器,与催化剂接触生产对二甲苯。
(3)产物中的甲苯与未反应的苯返回第1段反应器,继续进行烷基化反应,最终形成二甲苯、C‑C、C芳烃等的平衡组成,流出反应系统。
上述步骤中所用催化剂为同种催化剂,可在同一再生器内实现催化剂再生,流程简单。
该方法很好的解决了苯转化率和对二甲苯选择性杠杆平衡的矛盾,使得苯单程转化率达到77%以上,对二甲苯在其异构体中选择性达84%以上。
申请人:陕西煤化工技术工程中心有限公司
地址:710075 陕西省西安市高新区沣惠南路34号1幢1单元11201室
国籍:CN
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年产10万吨甲苯甲醇烷基化制对二甲苯反应器设计一、前言甲苯甲醇烷基化制对二甲苯是一种重要的有机化工产品,广泛应用于塑料、涂料、染料等领域。
年产10万吨的生产规模需要设计合理的反应器以保证生产效率和产品质量。
二、反应器类型选择对于甲苯甲醇烷基化制对二甲苯反应器,常用的反应器类型包括批式反应器、连续流动反应器和循环流化床反应器。
考虑到生产规模较大,需要高效稳定地进行生产,连续流动反应器和循环流化床反应器更适合该工艺。
三、连续流动反应器设计1. 反应物进料系统(1)进料泵:选择耐腐蚀性能好的离心泵或隔膜泵。
(2)进料管道:采用316L不锈钢管道或玻璃钢管道。
(3)进料预热:将进料预热至适宜温度,可采用板式换热器或壳管式换热器。
2. 反应系统(1)反应釜:选择316L不锈钢材质,内衬聚四氟乙烯或玻璃钢。
(2)反应催化剂:选择高效稳定的固定床催化剂,如钌催化剂。
(3)反应温度:控制在120-140℃左右。
3. 产物出料系统(1)产物出料泵:选择耐腐蚀性能好的离心泵或隔膜泵。
(2)产物出料管道:采用316L不锈钢管道或玻璃钢管道。
4. 安全措施(1)加热方式:采用电加热或蒸汽加热,避免使用明火加热。
(2)压力控制:设置安全阀和压力表,确保反应器内部压力不超过规定范围。
四、循环流化床反应器设计1. 反应物进料系统同连续流动反应器设计中的反应物进料系统。
2. 反应系统(1)循环流化床反应器采用固定床催化剂,如钌催化剂。
(2)循环流化床反应器内部需要设置气体分布板和排气系统,以保证气体均匀分布并排出不必要的气体。
3. 产物出料系统同连续流动反应器设计中的产物出料系统。
4. 安全措施(1)加热方式:采用电加热或蒸汽加热,避免使用明火加热。
(2)压力控制:设置安全阀和压力表,确保反应器内部压力不超过规定范围。
五、总结针对年产10万吨甲苯甲醇烷基化制对二甲苯的生产规模,可以选择连续流动反应器或循环流化床反应器进行设计。
专利名称:甲苯与甲醇择形烷基化合成对二甲苯的方法专利类型:发明专利
发明人:唐建远,宁春利,李永刚,赵成文,娄报华,张春雷申请号:CN201610007839.7
申请日:20160107
公开号:CN105503509A
公开日:
20160420
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明涉及一种甲苯与甲醇择形烷基化合成对二甲苯的方法,主要解决现有技术中产品选择性较低、催化剂稳定性较差的问题。
本发明通过采用一种甲苯与甲醇择形烷基化合成对二甲苯的方法,甲苯与甲醇原料在反应器中与催化剂接触,在一定操作条件下生成包括对二甲苯的产物;其中所述操作条件为:反应温度为400~600℃,反应表压为0~2.0MPa,稀释气/烃摩尔比为0.5~10,水/烃摩尔比为0.1~5,甲苯/甲醇摩尔比为1~10,质量空速为0.1~5小时的技术方案较好地解决了上述问题,可用于甲苯与甲醇择形烷基化合成对二甲苯中。
申请人:上海华谊(集团)公司
地址:200040 上海市静安区常德路809号
国籍:CN
代理机构:上海硕力知识产权代理事务所
代理人:王法男
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甲苯甲醇择型烷基化生产对二甲苯的流化床方法CN 103588601 A摘要本发明涉及一种甲苯甲醇择型烷基化生产对二甲苯的流化床方法,主要解决现有技术中对二甲苯选择性较低的问题。
本发明通过采用一种甲苯甲醇择型烷基化生产对二甲苯的流化床方法,包括以下几个步骤:(1)原料经加热后进入流化床反应器的反应区,与烷基化催化剂接触,生成含对二甲苯的混合物流;(2)混合物流进入与气固快速分离区,分离出的气相产物进入后续分离工段,分离出的催化剂进入甲苯预接触区,甲苯预接触区的催化剂至少一部分经汽提区汽提后进入再生器再生,形成再生催化剂;(3)所述再生催化剂返回反应区继续进行反应的技术方案较好地解决了上述问题,可用于对二甲苯的生产中。
权利要求(10)1.一种甲苯甲醇择型烷基化生产对二甲苯的流化床方法,包括以下几个步骤: (1)包括甲醇与甲苯的原料经加热汽化后进入流化床反应器的反应区,与烷基化催化剂接触,生成含对二甲苯的混合物流;(2)所述混合物流进入与所述反应区顶部相连的气固快速分离区,分离出的气相产物再经旋风分离器分离后进入后续分离工段,气固快速分离区和旋风分离器分离出的催化剂进入甲苯预接触区,甲苯预接触区的催化剂至少一部分经汽提区汽提后进入再生器再生,形成再生催化剂;(3)所述再生催化剂返回反应区继续进行反应;其中,在气固快速分离区内注入终止剂,终止剂与原料的重量比为1:1~1000,终止剂进料温度为20-300°C。
2.根据权利要求1所述甲苯甲醇择型烷基化生产对二甲苯的流化床方法,其特征在于所述终止剂选自甲醇、水的至少一种。
3.根据权利要求1所述甲苯甲醇择型烷基化生产对二甲苯的流化床方法,其特征在于所述甲苯预接触区的催化剂以重量计5~60%经过待生斜管去再生器再生,40~95%经换热后通过催化剂外循环管返回反应区。
4.根据权利要求1所述甲苯甲醇择型烷基化生产对二甲苯的流化床方法,其特征在于所述反应区的反应条件为:反应温度为350-600°C,反应压力0.l-5MPa,进料中甲苯/甲醇摩尔比0.1-10:1,催化剂与原料重量比0.1-20:1,在原料进料中可添加载气,载气/甲苯摩尔比为0-8:1。
5.根据权利要求1所述甲苯甲醇择型烷基化生产对二甲苯的流化床方法,其特征在于所述汽提区汽提介质为水蒸气。
6.根据权利要求1所述甲苯甲醇择型烷基化生产对二甲苯的流化床方法,其特征在于催化剂在流化床反应器和再生器中连续流动和再生,再生器内由空气与催化剂接触烧去积碳,再生器再生温度为560°C -680°C。
7.根据权利要求1所述甲苯甲醇择型烷基化生产对二甲苯的流化床方法,其特征在于所述烷基化催化剂包括分子筛以及加氢金属或其氧化物、稀土金属或其氧化物、非金属氧化物中的至少一种;分子筛选自ZSM-5、ZSM-1U ZSM-22、ZSM-23、FM1、MCM-22、MCM-56、MCM-49、SAPO-1U EU-1中的至少一种;加氢金属选自钼、钯、镍、钥、铜、锌、钴中的至少一种;稀土金属选自镧或铈;非金属选自硼、氮或磷中的至少一种。
8.根据权利要求7所述甲苯甲醇择型烷基化生产对二甲苯的流化床方法,其特征在于所述烷基化催化剂中的分子筛为ZSM-5,SiO2Al2O3摩尔比为100-500 ;加氢金属为钼、钯、镍、钥、钴;非金属为硼或磷;所述烷基化催化剂中的组分以重量份数计为:a)50-80份ZSM-5分子筛;b) 0.3-4份加氢金属或氧化物;c) 1-30份稀土金属或其氧化物;d) 0-10份非金属氧化物。
9.根据权利要求1所述甲苯甲醇择型烷基化生产对二甲苯的流化床方法,其特征在于所述甲苯预接触区内通入包括甲苯的物流作为流化介质。
10.根据权利要求4所述甲苯甲醇择型烷基化生产对二甲苯的流化床方法,其特征在于所述载气为水蒸气、H2、CO中的至少一种。
说明甲苯甲醇择型烷基化生产对二甲苯的流化床方法技术领域[0001] 本发明涉及一种甲苯甲醇择型烷基化生产对二甲苯的流化床方法。
技术背景[0002] 作为合成对苯二甲酸和对苯二甲酸二甲酯的主要原料,二甲苯特别是对二甲苯的需求量不断增长。
目前,国内外工业生产对二甲苯的工艺主要包括甲苯歧化、芳烃烷基转移、MTA工艺等,均存在原料利用率低、二甲苯选择性差等问题。
采用甲苯-甲醇择型烷基化制对二甲苯工艺,低产苯甚至不产苯,符合国内苯市场过剩的现状,有效提升了甲苯原料利用率。
同时烷基化工艺中对二甲苯的选择性高,副产物少,大大降低了后续分离的难度,成为可以替代以上两种工艺的生产方式。
然而,引入的烷基化试剂甲醇在反应条件下极易结焦,导致催化剂失活,对二甲苯选择性变差,解决失活问题一直是甲苯甲醇烷基化技术发展的关键。
[0003] 采用流化床反应器可以对失活催化剂进行实时再生,同时终止剂的加入减少了副反应,有效解决了固定床反应器催化剂失活快,对二甲苯选择性低的问题。
专利CN102372585将含甲醇、二甲醚的烷基化试剂分多股从流化床反应器入口下游的一个或多个位置引入反应器,这一方面可以使烷基化试剂在反应器内均匀分布,有效提升甲醇利用率。
然而烷基化试剂与芳烃混合的不均匀性增加了其自身反应的可能性。
专利CN101417236公开了一种烷基化制对二甲苯联产烯烃的流化床催化剂,其中对二甲苯在二甲苯异构体中的选择性大于99%,但催化剂的寿命不长。
专利CN102372584以二甲醚为烷基化试剂,苯、甲苯为芳烃原料进行烷基化反应,较好的解决了反应床层温升大,催化剂稳定性差的问题,但甲醇副反应未受到有效限制,对二甲苯选择性较低,不超过85%。
[0004] 上述文献中所涉及的主要技术问题是反应物特别是烷基化试剂甲醇与催化剂无效接触时间过长,未及时分离或停止反应,导致副反应特别是生焦反应增大,催化剂易失活。
同时反应空速较低,目的产物的选择性较低。
[0005] 本发明有针对性的解决了该问题。
发明内容[0006] 本发明所要解决的技术问题是现有技术中对二甲苯选择性较低的问题,提供一种新的甲苯甲醇择型烷基化生产对二甲苯的流化床方法。
该方法用于对二甲苯的生产中,具有对二甲苯选择性较高的优点。
[0007] 为解决上述问题,本发明采用的技术方案如下:一种甲苯甲醇择型烷基化生产对二甲苯的流化床方法,包括以下几个步骤:(I)包括甲醇与甲苯的原料经加热汽化后进入流化床反应器的反应区,与烷基化催化剂接触,生成含对二甲苯的混合物流;(2)所述混合物流进入与所述反应区顶部相连的气固快速分离区,分离出的气相产物再经旋风分离器分离后进入后续分离工段,气固快速分离区和旋风分离器分离出的催化剂进入甲苯预接触区,甲苯预接触区的催化剂至少一部分经汽提区汽提后进入再生器再生,形成再生催化剂;(3)所述再生催化剂返回反应区继续进行反应;其中,在气固快速分离区内注入终止剂,终止剂与原料的重量比为1:1~1000,终止剂进料温度为20-300°C。
[0008] 上述技术方案中,优选地,所述终止剂选自甲醇、水的至少一种。
[0009] 上述技术方案中,优选地,所述甲苯预接触区的催化剂以重量计5~60%经过待生斜管去再生器再生,40~95%经换热后通过催化剂外循环管返回反应区。
[0010] 上述技术方案中,优选地,所述反应区的反应条件为:反应温度为350-600°C,反应压力0.l-5MPa,进料中甲苯/甲醇摩尔比0.1-10:1,催化剂与原料重量比0.1-20:1,在原料进料中可添加载气,所述载气为水蒸气、H2, CO中的至少一种,载气/甲苯摩尔比为0-8:1 ;所述载气为水蒸气、H2、CO中的至少一种。
[0011 ] 上述技术方案中,优选地,所述汽提区汽提介质为水蒸气。
[0012] 上述技术方案中,优选地,催化剂在流化床反应器和再生器中连续流动和再生,再生器内由空气与催化剂接触烧去积碳,再生器再生温度为560°C _680°C。
[0013] 上述技术方案中,优选地,所述烷基化催化剂包括分子筛以及加氢金属或其氧化物、稀土金属或其氧化物、非金属氧化物中的至少一种;分子筛选自ZSM-5、ZSM-1UZSM-22、ZSM-23、FM1、MCM-22、MCM-56、MCM-49、SAP0-11、EU-1 中的至少一种;加氢金属选自钼、钯、镍、钥、铜、锌、钴中的至少一种;稀土金属选自镧或铈;非金属选自硼、氮或磷中的至少一种。
[0014] 上述技术方案中,更优选地,所述烷基化催化剂中的分子筛为ZSM-5,SiO2Al2O3摩尔比为100-500 ;加氢金属为钼、钯、镍、钥、钴;非金属为硼或磷;所述烷基化催化剂中的组分以重量份数计为:a) 50-80份ZSM-5分子筛;b)0.3_4份加氢金属或氧化物;c)l_30份稀土金属或其氧化物;d)0-10份非金属氧化物。
[0015] 上述技术方案中,优选地,所述甲苯预接触区内通入包括甲苯的物流作为流化介质。
[0016] 本发明中的反应参数用以下公式得到:[0020] 本发明中所述的终止剂选自甲醇、乙醇、水中的至少一种。
[0021] 在甲苯甲醇烷基化制备对二甲苯工艺中,烷基化试剂甲醇在与催化剂长时间接触下易发生生焦反应,导致催化剂失活,采用循环流化床反应器使得催化剂可以实时再生,同时反应床层温度分布更加均匀、反应热量得到有效扩散,大大提高了催化效率并解决了催化剂易失活问题。
然而在流化床反应器的沉降区内,大量未分离的催化剂在高温下会继续与产物发生二次反应,使得副反应增大,导致目的产物对二甲苯选择性降低。
本发明在气固分离器入口注入水或甲醇的低温终止剂,未在反应体系引入其他的物质,大幅降低催化剂和反应混合物的温度,使得反应器温升降低。
而温度是控制反应的关键,维持平稳的温度既保证烷基化主反应的顺利进行,又使得副反应减小,有效提高了目的产物的选择性。
同时,气固分离后的催化剂进入甲苯预接触区,使甲苯充分吸附于催化剂的孔道中,当接触烷基化试剂甲醇时,可以高选择性、快速的转化为对二甲苯,符合流化床反应器剂料接触时间短需加快传质速率的要求。
采用本发明的流化床反应器用于甲苯甲醇烷基化制对二甲苯工艺中,在反应温度为350-600°C,反应压力0.l-5MPa,进料甲苯/甲醇摩尔比0.1_10:1,催化剂与原料重量比0.1-20,载气/甲苯摩尔比为0-8条件下,甲苯转化率可达30%以上,对二甲苯在二甲苯中的选择性可达95%以上,取得了较好的技术效果。
附图说明[0022] 图1为本发明所述方法的反应再生系统流程示意图。
[0023] I为甲醇甲苯原料进料及载气;2为催化剂外循环管;3为换热器;4为气固快速分离区;5为气固快速分离装置;6为沉降器;7为导气管;8为旋风分离器;9为集气室;10为气体产物出口;11为汽提区;12为汽提水蒸气进料管线;13为甲苯进料管线;14为待生斜管;15为再生器;16为旋风分离器;17为再生器烟气出口;18为再生斜管;19为终止剂注入管线;20为甲苯预接触区;21为再生空气管线;22为流化床反应器反应区。