專利名稱：稀乙烯與甲苯反應(yīng)制取對甲基乙苯工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用乙烯與甲苯反應(yīng)，特別是用低濃度乙烯與甲苯反應(yīng)制取對甲基乙苯的工藝方法。
對甲基乙苯具有重量輕、軟化點高、可輻射交聯(lián)等特點，是制取聚對甲基苯乙烯系列樹脂的重要原料，這項技術(shù)受到各國的廣泛重視，目前，美國Mobil公司已有用乙烯與甲苯反應(yīng)生產(chǎn)對甲基乙苯工藝技術(shù)，但對乙烯要求的純度高，必須在99%以上，所需的設(shè)備多，工藝比較復(fù)雜、耗能高、投資大，經(jīng)國際聯(lián)機檢索未發(fā)現(xiàn)用稀乙烯與甲苯反應(yīng)生產(chǎn)對甲基乙苯的工藝方法。
本發(fā)明的目的是研究一種用稀乙烯與甲苯反應(yīng)生產(chǎn)對甲基乙苯的工藝方法。
附圖
是稀乙烯與甲苯反應(yīng)制取對甲基乙苯的工藝流程示意圖。
本發(fā)明稀乙烯與甲苯反應(yīng)制取對甲基乙苯的工藝方法，包括烴化反應(yīng)、芳烴回收、對甲基乙苯蒸出、脫二甲苯、乙苯幾部分組成，本工藝方法的特點是稀乙烯由管線16′進入穩(wěn)定罐35，在罐35內(nèi)脫水排凝后，經(jīng)管線16分三部分或四部分分別計量送往反應(yīng)器1的第一、二、三或四段入口(A、B、C或D)，甲苯是由管線26來的新鮮甲苯和甲苯蒸出塔11頂部管線30送出的循環(huán)甲苯混合而成，經(jīng)管線31和換熱器3換熱后，進入甲苯加熱爐5，加熱到440-480℃，再從反應(yīng)器1頂部的第一段入口(A)加入，使加到反應(yīng)器1第一段的稀乙烯與氣相的熱甲苯混合，稀乙烯被加熱到330-370℃，在催化劑的作用下，稀乙烯與甲苯進行烴化反應(yīng)生成對甲基乙苯(含間甲基乙苯)，反應(yīng)溫度為290-450℃，壓力0.4-2.5MPa，甲苯與乙烯分子比為2.5-10，乙烯重量空速0.2-1.5h-1。
烯烴與甲苯反應(yīng)是放熱反應(yīng)，物料從反應(yīng)器1第一段催化劑床層出來后，物料及床層溫度就升為390-430℃，物料在進入第二段催化劑床層之前與第二段入口(B)的稀乙烯混合，使入口溫度為330-370℃，其余各段反應(yīng)同上。經(jīng)過第三段(或第四段)催化劑床層反應(yīng)的物料中剩余的乙烯在四段(或第五段)幾乎與甲苯全部反應(yīng)。
反應(yīng)器1底部出口溫度為390-430℃，烴化反應(yīng)的物料通過管線18(或18′、18′′′)、18"先后經(jīng)過換熱器4(與塔10底部物料換熱)和換熱器3(與原料甲苯換熱)，溫度由390-430℃降到180℃左右，除反應(yīng)尾氣外，其余均被冷凝呈液相。然后進入冷卻器2，物料溫度降到40-60℃，再從下部進入一級吸收塔7，烴化液經(jīng)油氣分離器7′，從塔7分離出來的反應(yīng)尾氣，與從對甲基乙苯(含間甲基乙苯)蒸出塔13底部管線27來的，并由塔7頂部進入的吸收劑多烷基苯(含殘液)等混合物逆向接觸，甲苯等芳烴被吸收后，尾氣從塔7頂部管線32進入高壓瓦斯管網(wǎng);吸收了甲苯等芳烴的吸收劑同烴化液一起從塔7底管線19進入二級吸收塔8，溶在烴化液和吸收劑中的氣體，在塔8內(nèi)與塔8頂進入的吸收劑(來源同一級吸收塔)進行逆向接觸，同時來自穩(wěn)定塔10頂部的輕組分也與吸收劑逆向接觸，微量甲苯再次被吸收后，尾氣從塔8頂部管線33送出作為加熱爐燃料，吸收塔的溫度為10-100℃，吸收壓力為0.1-1.0MPa，劑氣比(V)0.0001-0.06。吸收劑和烴化液從塔8經(jīng)管線19′和換熱器9換熱后進入穩(wěn)定塔10，塔10頂溫80-100℃，底溫140-200℃，壓力0.1-0.6MPa，塔10底以熱載體作熱源，蒸出一部份輕組分，經(jīng)管線34返回二級吸收塔8下部，塔10底部物料靠自身壓力經(jīng)管線20去甲苯蒸出塔11，從甲苯蒸出塔11頂蒸出的循環(huán)甲苯，是原料的一部分，塔11頂溫95-130℃，底溫150-185℃，壓力0.1-0.4MPa，在甲苯蒸出塔11中上部開設(shè)一管線21，抽出10-35%的二甲苯、乙苯餾份送入脫二甲苯、乙苯12，該塔頂溫130-160℃，底溫230-250℃，壓力0.1-0.4MPa。從塔12頂分離出的二甲苯，乙苯等副產(chǎn)物送出裝置;塔底物料經(jīng)再沸器12′蒸出二甲苯，乙苯等經(jīng)組分，抽出與塔11底來的物料混合，經(jīng)管線23送入對甲基乙苯(含間甲基乙苯)蒸出塔13。對甲基乙苯(含間甲基乙苯)蒸出塔13頂溫130-180℃，底溫210-270℃，壓力0.06-0.4MPa，塔13底部物料經(jīng)再沸器13′抽出一部分，經(jīng)管線27進入一、二級吸收塔7、8，作為吸收劑循環(huán)使用，另一部分進入脫多烷基苯塔14，該塔頂溫140-180℃，底溫200-270℃，壓力0.04-0.2MPa，塔頂分離出多烷基苯出裝置，塔底分離出高沸物的混合物，經(jīng)管線29送出裝置，作為催化原料或柴油組分。
本發(fā)明工藝方法所用的稀乙烯原料可直接用煉油廠催化裂化干氣，不需要進行除去H2S、O2、CO2、CO和少量丙烯等雜質(zhì)的預(yù)精制加工。
本發(fā)明工藝方法采用了ET3228沸石催化劑(申請?zhí)?91050598、1)。
本發(fā)明工藝方法的烴化反應(yīng)器為多段變化的固定床，共五段，開始運轉(zhuǎn)時用第一段至第四段，當(dāng)前四段催化劑活性下降到一定程度時，再將第五段切入系統(tǒng)中與前四段一起運轉(zhuǎn)。
本發(fā)明工藝采用了反應(yīng)中的副產(chǎn)物多烷基苯與高沸物作吸收劑。
本發(fā)明工藝方法有如下優(yōu)點1、用稀乙烯與甲苯反應(yīng)，制取對甲基乙苯，壓力較低，如用煉廠催化裂化干氣作為稀乙烯原料參加反應(yīng)，則不需加壓，可節(jié)省壓縮設(shè)備和能耗，制取對甲基乙苯就成為催化裂化的配套工藝。
2、在反應(yīng)過程中，稀乙烯又是冷激劑，為了使其不斷取走反應(yīng)時產(chǎn)出的熱量，稀乙烯是分段加入反應(yīng)器的，即上一段出來的熱物料在進入下一段催化劑床層之前，先與稀乙烯混合，從而降低物料溫度，分段進料不僅取走反應(yīng)熱，使反應(yīng)器溫度分布均勻，并可控制溫升小于60℃，同時提高了各段甲苯與烯烴的分子比，進而提高過程的選擇性，使乙烯生成對甲基乙苯(含間甲基乙苯)選擇性達90-95%，對甲基乙苯/(對+間)甲基乙苯達90%左右，乙烯轉(zhuǎn)化率達50-85%，延長了催化劑壽命，單程壽命達15天以上。
3、烴化反應(yīng)器為變化的固定床反應(yīng)器，共五段，開始運轉(zhuǎn)時用第一至第四段，當(dāng)前四段催化劑活性下降到一定程度時，再將第五段切入系統(tǒng)中與前四段一起運轉(zhuǎn)，這樣可延長催化劑的有效利用時間。
4、由于采用了反應(yīng)中的一部份副產(chǎn)物多烷基苯和高沸物作為吸收劑，使尾氣中的少量甲苯等芳烴能回收98%以上，減少了芳烴的浪費，降低甲苯耗。
5、本發(fā)明工藝方法采用了甲苯蒸出塔中上部開設(shè)一管線抽出二甲苯、乙苯餾份進入脫二甲苯、乙苯塔，分離出二甲苯、乙苯混合物，以減少二甲苯、乙苯積累量，可保證對甲基乙苯(含間甲基乙苯)的純度，并減少雜質(zhì)生成。
按照上述工藝方法舉幾個實施例例1、將煉油廠催化干氣經(jīng)計量平均分三份送入反應(yīng)器一、二、三段與反應(yīng)器頂部進入的熱甲苯蒸汽混合，在ET3228催化劑作用下反應(yīng)，反應(yīng)溫度400℃，壓力0.5MPa，甲苯與乙烯分子比5/1，乙烯重量空速0.4h-1,乙烯轉(zhuǎn)化率72.42%，乙烯生成對甲基乙苯(含間甲基乙苯)的選擇性95.18%，且對甲基乙苯/(對+間)甲基乙苯91.74%。
例2，本工藝方法的烴化反應(yīng)尾氣從油氣分離器出來后，從吸收塔下部進入，入口溫度50℃，吸收塔壓力0.55MPa，塔內(nèi)填充填料，吸收劑采用三乙二醇醚，由塔上部進入，在塔內(nèi)與反應(yīng)尾氣充分接觸，尾氣中的甲苯等芳烴留在吸收劑中，當(dāng)劑氣比0.0018(V)、循環(huán)比0.136，氣體空速2.88h-1時，尾氣中甲苯等芳烴回收率88.22%(W)。
例3、在本發(fā)明工藝中，采用多烷基苯與高沸物混合物作為吸收劑，回收尾氣中甲苯等芳烴，由吸收塔上部進入，在塔內(nèi)與反應(yīng)尾氣充分接觸，尾氣中的甲苯等芳烴留在吸收劑中，甲苯等芳烴回收率99%以上。
權(quán)利要求
1.一種稀乙烯與甲苯反應(yīng)制取對甲基乙苯的工藝方法，包括烴化反應(yīng)、芳烴回收、對甲基乙苯蒸出、脫二甲苯、乙苯幾部分組成，本工藝方法的特征是a)、稀乙烯由管線16進入穩(wěn)定罐35，在罐35內(nèi)脫水排凝后，經(jīng)管線16′分三部分或四部分分別計量送往反應(yīng)器1的第一、二、三或四段入口(A、B、C或D)，甲苯是由管線26來的新鮮甲苯和甲苯蒸出塔11頂部管線30送出的循環(huán)甲苯混合而成，經(jīng)管線31和換熱器3換熱后，進入甲苯加熱爐5，加熱到440--480℃，再從反應(yīng)器1頂部的第一段入口(A)加入使加到反應(yīng)器第一段的稀乙烯與氣相的熱甲苯混合，稀乙烯被加熱到330--370℃，在催化劑作用下，稀乙烯與甲苯進行烴化反應(yīng)，生成對甲基乙苯(含間甲基乙苯)反應(yīng)溫度為290--450℃，壓力0.4--2.5MPa，甲苯與乙烯分子比2.5--10，乙烯重量空速0.2--1.5h-1。b)、反應(yīng)器底部出口溫度390--430℃，烴化反應(yīng)的物料通過管線18(或18′、18′″)、18″先后經(jīng)過換熱器4(與塔10底部的物料換熱)和換熱器3(與原料甲苯換熱)，溫度由390--430℃降到180℃左右，然后進入冷卻器2，物料溫度降到40--60℃，再從下部進入一級吸收塔7，烴化液經(jīng)油氣分離器7′，從塔7分離出來的反應(yīng)尾氣與從對甲基乙苯(含間甲基乙苯)蒸出塔13底部管線27來的、并由塔7頂部進入的吸收劑多烷基苯(含殘液)等混合物逆向接觸，甲苯等芳烴被吸收后，尾氣從塔7頂部管線32進入高壓瓦斯管網(wǎng)；吸收了甲苯等芳烴的吸收劑同烴化液一起從塔7底管線19進入二級吸收塔8，溶在烴化液和吸收劑中的氣體，在塔8內(nèi)與塔8頂進入的吸收劑進行逆向接觸，同時來自穩(wěn)定塔10頂部的輕組分也與吸收劑逆向接觸，吸收塔的溫度10--100℃，吸收壓力為0.1--1.0MPa，劑氣比(V)0.0001--0.06。c)吸收劑和烴比液從塔8經(jīng)管線19′和換熱器9送入穩(wěn)定塔10，塔10頂溫80--100℃，底溫140--200℃，壓力0.1--0.6MPa，塔10底以熱載體作熱源，蒸出一部分輕組份，經(jīng)管線34返回二級吸收塔8下部，塔10底物料經(jīng)管線20去塔11。d)從甲苯蒸出塔11頂蒸出的循環(huán)甲苯是原料甲苯的一部份，甲苯蒸出塔11頂溫95--130℃，底溫150--185℃，壓力0.1--0.4MPa。e)在甲苯蒸出塔11中上部開設(shè)一管線21，抽出10--35%的二甲苯、乙苯餾份送入脫二甲苯、乙苯塔12，該塔頂溫130--160℃，底溫230--250℃，壓力0.1--0.4MPa，從塔12頂分離出的二甲苯、乙苯等副產(chǎn)物送出裝置；塔底物料經(jīng)由沸器12′蒸出二甲苯、乙苯等輕組分，抽出與塔11底來的物料混合，送入對甲基乙苯蒸出塔13。f)對甲基乙苯(含間甲基乙苯)蒸出塔13的頂溫130-180℃，底溫210-270℃，壓力0.06-0.4MPa，塔13底部物料經(jīng)再沸器13′抽出一部分，經(jīng)管線27進入一、二級吸收塔7、8作為吸收劑循環(huán)使用，另一部分進入脫多烷基苯塔14。g)脫多烷基苯塔14頂溫140——180℃，底溫200——270℃，壓力0.04——0.2MPa，從塔14頂分離出多烷基苯出裝置，從塔底分離出高沸點混合物經(jīng)管線29送出裝置。
2.按照權(quán)利要求1所述的工藝方法，其特征在于本工藝方法所用的稀乙烯原料，可直接用煉油廠催化裂化干氣，不需要進行除H2S、O2、CO2、CO和少量丙烯等雜質(zhì)的預(yù)精制加工。
3.按照權(quán)利要求1所述的工藝方法，其特征在于采用了ET3228沸石催化劑(申請?zhí)?91050598、1)。
4.按照權(quán)利要求1所述的工藝方法，其特征在于烴化反應(yīng)器1為多段變化的固定床。
5.按照權(quán)利要求1所述的工藝方法，其特征在于采用了反應(yīng)中的副產(chǎn)物多烷基苯與高沸物作吸收劑。
全文摘要
本發(fā)明是一種稀乙烯與甲苯反應(yīng)制取對甲基乙苯的工藝方法，包括烴化反應(yīng)、芳烴回收、對甲基乙苯蒸出、脫二甲苯、乙苯幾部分組成，特點是在催化劑作用下，稀乙烯可以直接采用煉油廠催化裂化干氣為原料，不需要預(yù)先精制以除去H本工藝方法乙烯轉(zhuǎn)化率高，乙烯生成對甲基乙苯選擇性達90—95％，對甲基乙苯/(對+間)甲基乙苯達90％，尾氣中芳烴回收率高，達99％。
文檔編號C07C2/66GK1103637SQ9311596
公開日1995年6月14日 申請日期1993年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月12日
發(fā)明者張淑蓉, 李峰, 李玉英, 王清遐, 胡清溪, 郝景龍, 蔡光宇, 張鳳云, 周志遠 申請人:撫順石油化工公司石油二廠