生產(chǎn)芳烴用多段串并聯(lián)流化床反應(yīng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及芳烴生產(chǎn)裝置，尤其是涉及一種生產(chǎn)芳烴用多段串并聯(lián)流化床反應(yīng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)二甲苯是石化工業(yè)的基本有機(jī)原料之一，主要用于生產(chǎn)精對(duì)苯二甲酸(PTA)和對(duì)苯二甲酸二甲酯(DMT)，PTA或DMT再和乙二醇、I，4-丁二醇等反應(yīng)，可生成聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯。進(jìn)入21世紀(jì)后，由于我國(guó)化纖行業(yè)的快速發(fā)展，尤其是聚酯工業(yè)的跳躍式發(fā)展，造成PTA和PX需求量急劇增加，市場(chǎng)上供不應(yīng)求。
[0003]當(dāng)前，催化重整油和裂解汽油是PX主要來(lái)源。由于PX需求量日益增長(zhǎng)，重整油和裂解汽油生產(chǎn)的PX已遠(yuǎn)不能滿足需求。因此，煉化企業(yè)開發(fā)了多種生產(chǎn)和增產(chǎn)對(duì)二甲苯的新工藝，其中利用甲醇與甲苯反應(yīng)生產(chǎn)對(duì)二甲苯最受重視。甲醇與甲苯反應(yīng)生產(chǎn)對(duì)二甲苯，甲苯利用率高，PX產(chǎn)品收率高，不產(chǎn)生副產(chǎn)物苯，為甲苯轉(zhuǎn)化和廉價(jià)甲醇利用提供了新的途徑，具有良好的發(fā)展前景。
[0004]中國(guó)專利CN1231653A公開了一種選擇性制造對(duì)二甲苯的方法，在一種多孔晶體材料制成的催化劑上，該催化劑包括ZSM-5或ZSM-1l沸石和改性用的氧化物，使甲醇與甲苯反應(yīng)制備對(duì)二甲苯。CNl 775715公開了一種制備二甲苯產(chǎn)品的方法，使用一種含磷改性的ZSM-5沸石催化劑，將甲苯、甲醇、氫氣引入反應(yīng)器，但該方法中的甲苯轉(zhuǎn)化率偏低，最高僅有23%。
[0005]甲醇與甲苯的反應(yīng)，是在酸性催化劑的作用下，發(fā)生的擇形催化反應(yīng)。在反應(yīng)過程中，甲醇除了發(fā)生烷基化反應(yīng)，生成對(duì)二甲苯外，同時(shí)還發(fā)生裂解反應(yīng)，生成乙烯、丙烯等烯烴。由于甲苯、對(duì)二甲苯等芳烴類組分在催化劑中吸附、擴(kuò)散較慢，甲苯與甲醇的烷基化反應(yīng)速率較慢。而相對(duì)于甲苯烷基化反應(yīng)，在與酸性催化劑接觸的條件下，甲醇裂解生成烯烴的副反應(yīng)要快得多，故而影響了甲醇的反應(yīng)選擇性。為了提高甲醇生成對(duì)二甲苯的選擇性，一些國(guó)外技術(shù)開發(fā)商采用較大的甲苯/甲醇原料比，在提高甲苯烷基化反應(yīng)推動(dòng)力的同時(shí)，稀釋甲醇濃度，降低甲醇與催化劑接觸的幾率，從而抑制甲醇裂解反應(yīng)，提高甲醇的反應(yīng)選擇性。但高的甲苯/甲醇原料比，造成了甲苯轉(zhuǎn)化率低，大量甲苯需要循環(huán)，系統(tǒng)能耗高。
[0006]提高甲苯轉(zhuǎn)化率和甲醇選擇性，是甲醇與甲苯反應(yīng)生產(chǎn)對(duì)二甲苯技術(shù)的發(fā)展方向。中國(guó)專利CN1326430A公開了一種流化床芳烴烷基化的方法，特別適用于甲醇甲苯甲基化反應(yīng)，其特征主要是在流化床反應(yīng)區(qū)的第一位置將芳烴引入流化床反應(yīng)區(qū)；在位于第一位置下游的一個(gè)或多個(gè)位置，將烷基化試劑引入流化床反應(yīng)區(qū)。與甲醇一次性注入相比，這種方法降低了甲醇起始濃度，從而降低了甲醇裂解反應(yīng)，提高了甲醇選擇性。但此實(shí)用新型并沒有考慮到甲醇在反應(yīng)器內(nèi)的分布與擴(kuò)散。由于流化床反應(yīng)器內(nèi)流化的固體是連續(xù)相，甲苯原料氣等氣泡是分散相，注入的甲醇除了一部分與甲苯原料氣氣泡相混合外，大部分甲醇都直接與催化劑接觸而直接裂解，只有極少比例參與甲苯烷基化反應(yīng)。而且，此實(shí)用新型的催化劑是從上游流至下游，然后再生，再生后催化劑再返回到反應(yīng)的上游，由于再生后的催化劑對(duì)甲醇裂解反應(yīng)的選擇性很高，也增加了甲醇裂解反應(yīng)。
[0007]中國(guó)專利CN102464561A公開了一種甲醇或二甲醚和甲苯制備二甲苯的方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)二甲苯收率較低的問題。該實(shí)用新型主要包括以下步驟:
[0008](I)選自甲醇或二甲醚中的至少一種和甲苯進(jìn)入快速流化床反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)，與催化劑接觸，生成包括二甲苯的產(chǎn)品物流，經(jīng)氣固分離后，產(chǎn)品物流進(jìn)入分離工段，催化劑進(jìn)入第二密相床，與流化介質(zhì)接觸；
[0009](2)第二密相床的催化劑至少分為兩部分，第一部分返回至所述反應(yīng)區(qū)，第二部分進(jìn)入汽提器，經(jīng)水蒸汽汽提后進(jìn)入再生器再生；
[0010](3)再生器再生后的催化劑返回至所述反應(yīng)區(qū)；其中，所述流化介質(zhì)包括質(zhì)量分?jǐn)?shù)為至少50 %的甲苯，再生器型式為提升管的技術(shù)方案。
[0011]該實(shí)用新型在一定程度上解決了甲醇利用率低，提高了對(duì)二甲苯的產(chǎn)率。但以甲苯作為第二密相床的流化介質(zhì)，大量的甲苯未參與反應(yīng)，增加了后續(xù)分離系統(tǒng)能耗，總的甲苯轉(zhuǎn)化率也較低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0012]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種甲苯轉(zhuǎn)化率高，甲醇反應(yīng)選擇性高，系統(tǒng)能耗低的生產(chǎn)芳烴用多段串并聯(lián)流化床反應(yīng)裝置。
[0013]本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0014]生產(chǎn)芳烴用多段串并聯(lián)流化床反應(yīng)裝置，包括第一混合器、第二混合器、第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器及再生器，
[0015]所述的第一混合器混合甲苯原料氣及甲醇原料氣；
[0016]所述的第一反應(yīng)器與第一混合器及再生器連接，混合原料與再生催化劑在第一反應(yīng)器內(nèi)接觸反應(yīng)；
[0017]所述的第二混合器混合第一反應(yīng)器產(chǎn)生的部分反應(yīng)混合物及甲醇原料氣；
[0018]所述的第二反應(yīng)器與第二混合器及第一反應(yīng)器連接，二次混合原料與第一反應(yīng)器輸送的平衡催化劑在第二反應(yīng)器內(nèi)接觸反應(yīng)。
[0019]所述的第一混合器及第二混合器為文丘里式混合器。
[0020]所述的第一反應(yīng)器為鼓泡密相床反應(yīng)器或快速床反應(yīng)器，
[0021]優(yōu)選的，第一反應(yīng)器可以采用鼓泡密相床反應(yīng)器。
[0022]所述的第二反應(yīng)器為鼓泡密相床反應(yīng)器、快速床反應(yīng)器或提升管反應(yīng)器，
[0023]優(yōu)選的，第二反應(yīng)器可以采用提升管反應(yīng)器。
[0024]生產(chǎn)芳烴用多段串并聯(lián)流化床反應(yīng)裝置可以用于利用甲醇制芳烴，采用以下步驟:
[0025](I)甲苯原料氣與甲醇原料氣進(jìn)入第一混合器混合形成混合原料；
[0026](2)混合原料進(jìn)入第一反應(yīng)器，與再生催化劑接觸反應(yīng)，制備得到反應(yīng)混合物及平衡催化劑;平衡催化劑一部分經(jīng)汽提氣汽提后返回再生器再生，另一部分進(jìn)入第二反應(yīng)器；
[0027](3)反應(yīng)混合物一部分釋放去后續(xù)甲苯回收工序，另一部分進(jìn)入第二混合器，與甲醇原料氣混合形成二次混合原料；
[0028](4) 二次混合原料進(jìn)入第二反應(yīng)器，與第一反應(yīng)器來(lái)的平衡催化劑接觸反應(yīng)，制備得到芳烴和積炭催化劑，芳烴去后續(xù)的反應(yīng)產(chǎn)物分離工序，積炭催化劑循環(huán)回第一反應(yīng)器。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，