本發(fā)明涉及石油化工生產(chǎn)，具體涉及一種生產(chǎn)甲苯和二甲苯的方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著清潔燃料的發(fā)展，汽油中的苯含量限制已成為一個重要的問題，因為它的燃燒不完全而排入大氣，對人體健康具有潛在的致癌性。如今，隨著中國汽油的升級(gb17930-2019)，燃料中的苯含量被限制在0.8％以下，比歐洲標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格(<1％)。未來，隨著國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的提高，燃料中的苯含量將會被進(jìn)一步限制。當(dāng)前，苯的主要來源是煉油廠催化重整裝置，降低重整液中苯含量的方法有萃取、蒸餾、吸附、加氫異構(gòu)化和烷基化等。在這些方法中，苯烷基化技術(shù)因其轉(zhuǎn)化率高、靈活性強(qiáng)而備受關(guān)注。一般來說，苯烷基化技術(shù)采用的烷基化試劑有醇類、烯烴類和鹵代烷烴。但是，這些烷基化試劑都存在一些缺點，如醇的引入導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量低，產(chǎn)生廢水。烯烴作為烷基化試劑不能甲基化，易使催化劑快速結(jié)焦失活。鹵代烷烴作為烷基化試劑，易產(chǎn)生鹵代酸影響產(chǎn)品質(zhì)量并腐蝕設(shè)備。與傳統(tǒng)的烷基化劑相比，直接采用烷烴作為烷基化試劑具有較大的優(yōu)勢：(1)反應(yīng)體系無鹵素，減少了設(shè)備腐蝕的影響；(2)原料價格便宜，易于從余液中獲得；(3)催化劑不易失活，減少了結(jié)焦形成。所有這些優(yōu)點大大增強(qiáng)了烷烴作為烷基化劑將有很大的潛在研究價值。此外，將原料苯與烷烴按比例配料，然后進(jìn)入固定床反應(yīng)器中反應(yīng)將會導(dǎo)致副反應(yīng)甲烷和重芳烴的增加、且催化劑對目標(biāo)產(chǎn)品的選擇性低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種生產(chǎn)甲苯和二甲苯的方法，該方法能夠有效解決工業(yè)上過量苯的轉(zhuǎn)化和烷烴的高效利用，提高目標(biāo)產(chǎn)物甲苯和二甲苯選擇性，降低副反應(yīng)和反應(yīng)能耗，提高反應(yīng)性能和使用壽命。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)甲苯和二甲苯的方法，其中，該方法包括：在氫氣和烷基化催化劑存在下，將烷烴和苯在n個串聯(lián)的催化劑床層中進(jìn)行接觸反應(yīng)，得到甲苯和二甲苯；其中，所述氫氣和苯由n個串聯(lián)的催化劑床層的最上層自上而下引入；所述烷烴分為n份，n份烷烴分別引入n個串聯(lián)的催化劑床層中，其中，n為正整數(shù)，n≥2；所述烷基化催化劑包括分子篩、粘結(jié)劑以及負(fù)載在粘結(jié)劑上的活性組分；以烷基催化劑總量為基準(zhǔn)計，所述活性組分的含量為0.05-5重量％。

3、優(yōu)選地，所述烷基化催化劑的制備方法包括以下步驟：

4、(1)將分子篩前體在酸中進(jìn)行酸處理，得到分子篩；

5、(2)將粘結(jié)劑浸漬于活性組分前驅(qū)體溶液中，經(jīng)第一干燥、第一焙燒后與步驟(1)所述分子篩混合成型，然后進(jìn)行老化處理、第二干燥以及第二焙燒，得到烷基化催化劑。

6、本發(fā)明采用利用烷烴質(zhì)子化裂解耦合苯烷基化反應(yīng)方法，通過直接采用烷烴作為烷基化試劑，從而在原材料方面具有成本的優(yōu)勢。同時，將烷烴分n份引入相應(yīng)的催化劑床層，有效解決床層物料混合不均勻和單程轉(zhuǎn)化率問題，取得了優(yōu)異的效果。

7、本發(fā)明提供的方法中選用的烷基化催化劑的總酸量相較于改性分子篩的總酸量降低幅度低，能夠保證烷基化催化劑的酸量，提高烷基化催化劑的性能，進(jìn)而提高目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性。

8、本發(fā)明提供的方法，優(yōu)選情況下，首先用酸進(jìn)行改性處理得到改性分子篩，以提高改性分子篩的總酸量，然后直接將活性組分負(fù)載在粘結(jié)劑上再與改性分子篩混合成型，在提高沸石分子篩總酸量的同時避免活性組分與沸石相互作用對催化劑總酸量的影響，以保持烷基化催化劑合適的總酸量，同時將活性組分與加氫金屬相分離，有效提高烷基化催化劑的性能和目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性。

9、本發(fā)明中，優(yōu)選情況下，采用本發(fā)明優(yōu)選范圍內(nèi)的催化劑進(jìn)行級配，能夠提高原料的轉(zhuǎn)化率和目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性。

技術(shù)特征：

1.一種生產(chǎn)甲苯和二甲苯的方法，其特征在于，該方法包括：在氫氣和烷基化催化劑存在下，將烷烴和苯在n個串聯(lián)的催化劑床層中進(jìn)行接觸反應(yīng)，得到甲苯和二甲苯；其中，所述氫氣和苯由n個串聯(lián)的催化劑床層的最上層自上而下引入；所述烷烴分為n份，n份烷烴分別引入n個串聯(lián)的催化劑床層中，其中，n為正整數(shù)，n≥2；所述烷基化催化劑包括分子篩、粘結(jié)劑以及負(fù)載在粘結(jié)劑上的活性組分；以烷基催化劑總量為基準(zhǔn)計，以氧化物計的所述活性組分的含量為0.05-5重量％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，n為2-10，n為正整數(shù)；

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述活性組分選自第iiia族金屬元素、第viii族金屬元素、第iib族金屬元素和第vib族金屬元素中的至少一種，優(yōu)選選自mo、ni、ga、zn和pt中的至少一種；

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的方法，其中，以烷基催化劑總量為基準(zhǔn)計，以氧化物計的所述活性組分的含量為1-2重量％；

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項所述的方法，其中，所述烷基化催化劑的制備方法包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，步驟(1)中，所述分子篩前體為mfi型結(jié)構(gòu)分子篩和/或mww型結(jié)構(gòu)分子篩，優(yōu)選為mfi型結(jié)構(gòu)分子篩；

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，步驟(1)中，所述酸為有機(jī)酸和/或無機(jī)酸；

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，步驟(2)中，所述活性組分前驅(qū)體選自含第iiia族金屬元素、第viii族金屬元素、第iib族金屬元素和第vib族金屬元素的可溶性鹽中的至少一種，優(yōu)選選自含mo、ni、ga、zn和pt的可溶性鹽中的至少一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，步驟(2)中，所述第一焙燒的條件包括：溫度為450-600℃，時間為2-8h；

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項所述的方法，其中，所述烷烴為c5-c16的烷烴，優(yōu)選為c5-c16的正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴中的至少一種；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及石油化工生產(chǎn)領(lǐng)域，公開了一種生產(chǎn)甲苯和二甲苯的方法。該方法包括：在氫氣和烷基化催化劑存在下，將烷烴和苯在n個串聯(lián)的催化劑床層中進(jìn)行接觸反應(yīng)，得到甲苯和二甲苯；其中，所述氫氣和苯由n個串聯(lián)的催化劑床層的最上層自上而下引入；所述烷烴分為N份，N份烷烴分別引入n個串聯(lián)的催化劑床層中，其中，n為正整數(shù)，n≥2；所述烷基化催化劑包括分子篩、粘結(jié)劑以及負(fù)載在粘結(jié)劑上的活性組分；以烷基催化劑總量為基準(zhǔn)計，以氧化物計的所述活性組分的含量為0.05?5重量％。該方法能夠有效解決工業(yè)上苯的轉(zhuǎn)化和烷烴的高效利用，提高目標(biāo)產(chǎn)物甲苯和二甲苯選擇性，降低副反應(yīng)和反應(yīng)能耗，提高反應(yīng)性能和使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：李成,鄭均林,周彥妮,姜向東
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9