专利名称：稀乙烯与甲苯反应制取对甲基乙苯工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种用乙烯与甲苯反应，特别是用低浓度乙烯与甲苯反应制取对甲基乙苯的工艺方法。
对甲基乙苯具有重量轻、软化点高、可辐射交联等特点，是制取聚对甲基苯乙烯系列树脂的重要原料，这项技术受到各国的广泛重视，目前，美国Mobil公司已有用乙烯与甲苯反应生产对甲基乙苯工艺技术，但对乙烯要求的纯度高，必须在99%以上，所需的设备多，工艺比较复杂、耗能高、投资大，经国际联机检索未发现用稀乙烯与甲苯反应生产对甲基乙苯的工艺方法。
本发明的目的是研究一种用稀乙烯与甲苯反应生产对甲基乙苯的工艺方法。
附图
是稀乙烯与甲苯反应制取对甲基乙苯的工艺流程示意图。
本发明稀乙烯与甲苯反应制取对甲基乙苯的工艺方法，包括烃化反应、芳烃回收、对甲基乙苯蒸出、脱二甲苯、乙苯几部分组成，本工艺方法的特点是稀乙烯由管线16′进入稳定罐35，在罐35内脱水排凝后，经管线16分三部分或四部分分别计量送往反应器1的第一、二、三或四段入口(A、B、C或D)，甲苯是由管线26来的新鲜甲苯和甲苯蒸出塔11顶部管线30送出的循环甲苯混合而成，经管线31和换热器3换热后，进入甲苯加热炉5，加热到440-480℃，再从反应器1顶部的第一段入口(A)加入，使加到反应器1第一段的稀乙烯与气相的热甲苯混合，稀乙烯被加热到330-370℃，在催化剂的作用下，稀乙烯与甲苯进行烃化反应生成对甲基乙苯(含间甲基乙苯)，反应温度为290-450℃，压力0.4-2.5MPa，甲苯与乙烯分子比为2.5-10，乙烯重量空速0.2-1.5h-1。
烯烃与甲苯反应是放热反应，物料从反应器1第一段催化剂床层出来后，物料及床层温度就升为390-430℃，物料在进入第二段催化剂床层之前与第二段入口(B)的稀乙烯混合，使入口温度为330-370℃，其余各段反应同上。经过第三段(或第四段)催化剂床层反应的物料中剩余的乙烯在四段(或第五段)几乎与甲苯全部反应。
反应器1底部出口温度为390-430℃，烃化反应的物料通过管线18(或18′、18′′′)、18"先后经过换热器4(与塔10底部物料换热)和换热器3(与原料甲苯换热)，温度由390-430℃降到180℃左右，除反应尾气外，其余均被冷凝呈液相。然后进入冷却器2，物料温度降到40-60℃，再从下部进入一级吸收塔7，烃化液经油气分离器7′，从塔7分离出来的反应尾气，与从对甲基乙苯(含间甲基乙苯)蒸出塔13底部管线27来的，并由塔7顶部进入的吸收剂多烷基苯(含残液)等混合物逆向接触，甲苯等芳烃被吸收后，尾气从塔7顶部管线32进入高压瓦斯管网;吸收了甲苯等芳烃的吸收剂同烃化液一起从塔7底管线19进入二级吸收塔8，溶在烃化液和吸收剂中的气体，在塔8内与塔8顶进入的吸收剂(来源同一级吸收塔)进行逆向接触，同时来自稳定塔10顶部的轻组分也与吸收剂逆向接触，微量甲苯再次被吸收后，尾气从塔8顶部管线33送出作为加热炉燃料，吸收塔的温度为10-100℃，吸收压力为0.1-1.0MPa，剂气比(V)0.0001-0.06。吸收剂和烃化液从塔8经管线19′和换热器9换热后进入稳定塔10，塔10顶温80-100℃，底温140-200℃，压力0.1-0.6MPa，塔10底以热载体作热源，蒸出一部份轻组分，经管线34返回二级吸收塔8下部，塔10底部物料靠自身压力经管线20去甲苯蒸出塔11，从甲苯蒸出塔11顶蒸出的循环甲苯，是原料的一部分，塔11顶温95-130℃，底温150-185℃，压力0.1-0.4MPa，在甲苯蒸出塔11中上部开设一管线21，抽出10-35%的二甲苯、乙苯馏份送入脱二甲苯、乙苯12，该塔顶温130-160℃，底温230-250℃，压力0.1-0.4MPa。从塔12顶分离出的二甲苯，乙苯等副产物送出装置;塔底物料经再沸器12′蒸出二甲苯，乙苯等经组分，抽出与塔11底来的物料混合，经管线23送入对甲基乙苯(含间甲基乙苯)蒸出塔13。对甲基乙苯(含间甲基乙苯)蒸出塔13顶温130-180℃，底温210-270℃，压力0.06-0.4MPa，塔13底部物料经再沸器13′抽出一部分，经管线27进入一、二级吸收塔7、8，作为吸收剂循环使用，另一部分进入脱多烷基苯塔14，该塔顶温140-180℃，底温200-270℃，压力0.04-0.2MPa，塔顶分离出多烷基苯出装置，塔底分离出高沸物的混合物，经管线29送出装置，作为催化原料或柴油组分。
本发明工艺方法所用的稀乙烯原料可直接用炼油厂催化裂化干气，不需要进行除去H2S、O2、CO2、CO和少量丙烯等杂质的预精制加工。
本发明工艺方法采用了ET3228沸石催化剂(申请号891050598、1)。
本发明工艺方法的烃化反应器为多段变化的固定床，共五段，开始运转时用第一段至第四段，当前四段催化剂活性下降到一定程度时，再将第五段切入系统中与前四段一起运转。
本发明工艺采用了反应中的副产物多烷基苯与高沸物作吸收剂。
本发明工艺方法有如下优点1、用稀乙烯与甲苯反应，制取对甲基乙苯，压力较低，如用炼厂催化裂化干气作为稀乙烯原料参加反应，则不需加压，可节省压缩设备和能耗，制取对甲基乙苯就成为催化裂化的配套工艺。
2、在反应过程中，稀乙烯又是冷激剂，为了使其不断取走反应时产出的热量，稀乙烯是分段加入反应器的，即上一段出来的热物料在进入下一段催化剂床层之前，先与稀乙烯混合，从而降低物料温度，分段进料不仅取走反应热，使反应器温度分布均匀，并可控制温升小于60℃，同时提高了各段甲苯与烯烃的分子比，进而提高过程的选择性，使乙烯生成对甲基乙苯(含间甲基乙苯)选择性达90-95%，对甲基乙苯/(对+间)甲基乙苯达90%左右，乙烯转化率达50-85%，延长了催化剂寿命，单程寿命达15天以上。
3、烃化反应器为变化的固定床反应器，共五段，开始运转时用第一至第四段，当前四段催化剂活性下降到一定程度时，再将第五段切入系统中与前四段一起运转，这样可延长催化剂的有效利用时间。
4、由于采用了反应中的一部份副产物多烷基苯和高沸物作为吸收剂，使尾气中的少量甲苯等芳烃能回收98%以上，减少了芳烃的浪费，降低甲苯耗。
5、本发明工艺方法采用了甲苯蒸出塔中上部开设一管线抽出二甲苯、乙苯馏份进入脱二甲苯、乙苯塔，分离出二甲苯、乙苯混合物，以减少二甲苯、乙苯积累量，可保证对甲基乙苯(含间甲基乙苯)的纯度，并减少杂质生成。
按照上述工艺方法举几个实施例例1、将炼油厂催化干气经计量平均分三份送入反应器一、二、三段与反应器顶部进入的热甲苯蒸汽混合，在ET3228催化剂作用下反应，反应温度400℃，压力0.5MPa，甲苯与乙烯分子比5/1，乙烯重量空速0.4h-1,乙烯转化率72.42%，乙烯生成对甲基乙苯(含间甲基乙苯)的选择性95.18%，且对甲基乙苯/(对+间)甲基乙苯91.74%。
例2，本工艺方法的烃化反应尾气从油气分离器出来后，从吸收塔下部进入，入口温度50℃，吸收塔压力0.55MPa，塔内填充填料，吸收剂采用三乙二醇醚，由塔上部进入，在塔内与反应尾气充分接触，尾气中的甲苯等芳烃留在吸收剂中，当剂气比0.0018(V)、循环比0.136，气体空速2.88h-1时，尾气中甲苯等芳烃回收率88.22%(W)。
例3、在本发明工艺中，采用多烷基苯与高沸物混合物作为吸收剂，回收尾气中甲苯等芳烃，由吸收塔上部进入，在塔内与反应尾气充分接触，尾气中的甲苯等芳烃留在吸收剂中，甲苯等芳烃回收率99%以上。
权利要求
1.一种稀乙烯与甲苯反应制取对甲基乙苯的工艺方法，包括烃化反应、芳烃回收、对甲基乙苯蒸出、脱二甲苯、乙苯几部分组成，本工艺方法的特征是a)、稀乙烯由管线16进入稳定罐35，在罐35内脱水排凝后，经管线16′分三部分或四部分分别计量送往反应器1的第一、二、三或四段入口(A、B、C或D)，甲苯是由管线26来的新鲜甲苯和甲苯蒸出塔11顶部管线30送出的循环甲苯混合而成，经管线31和换热器3换热后，进入甲苯加热炉5，加热到440--480℃，再从反应器1顶部的第一段入口(A)加入使加到反应器第一段的稀乙烯与气相的热甲苯混合，稀乙烯被加热到330--370℃，在催化剂作用下，稀乙烯与甲苯进行烃化反应，生成对甲基乙苯(含间甲基乙苯)反应温度为290--450℃，压力0.4--2.5MPa，甲苯与乙烯分子比2.5--10，乙烯重量空速0.2--1.5h-1。b)、反应器底部出口温度390--430℃，烃化反应的物料通过管线18(或18′、18′″)、18″先后经过换热器4(与塔10底部的物料换热)和换热器3(与原料甲苯换热)，温度由390--430℃降到180℃左右，然后进入冷却器2，物料温度降到40--60℃，再从下部进入一级吸收塔7，烃化液经油气分离器7′，从塔7分离出来的反应尾气与从对甲基乙苯(含间甲基乙苯)蒸出塔13底部管线27来的、并由塔7顶部进入的吸收剂多烷基苯(含残液)等混合物逆向接触，甲苯等芳烃被吸收后，尾气从塔7顶部管线32进入高压瓦斯管网；吸收了甲苯等芳烃的吸收剂同烃化液一起从塔7底管线19进入二级吸收塔8，溶在烃化液和吸收剂中的气体，在塔8内与塔8顶进入的吸收剂进行逆向接触，同时来自稳定塔10顶部的轻组分也与吸收剂逆向接触，吸收塔的温度10--100℃，吸收压力为0.1--1.0MPa，剂气比(V)0.0001--0.06。c)吸收剂和烃比液从塔8经管线19′和换热器9送入稳定塔10，塔10顶温80--100℃，底温140--200℃，压力0.1--0.6MPa，塔10底以热载体作热源，蒸出一部分轻组份，经管线34返回二级吸收塔8下部，塔10底物料经管线20去塔11。d)从甲苯蒸出塔11顶蒸出的循环甲苯是原料甲苯的一部份，甲苯蒸出塔11顶温95--130℃，底温150--185℃，压力0.1--0.4MPa。e)在甲苯蒸出塔11中上部开设一管线21，抽出10--35%的二甲苯、乙苯馏份送入脱二甲苯、乙苯塔12，该塔顶温130--160℃，底温230--250℃，压力0.1--0.4MPa，从塔12顶分离出的二甲苯、乙苯等副产物送出装置；塔底物料经由沸器12′蒸出二甲苯、乙苯等轻组分，抽出与塔11底来的物料混合，送入对甲基乙苯蒸出塔13。f)对甲基乙苯(含间甲基乙苯)蒸出塔13的顶温130-180℃，底温210-270℃，压力0.06-0.4MPa，塔13底部物料经再沸器13′抽出一部分，经管线27进入一、二级吸收塔7、8作为吸收剂循环使用，另一部分进入脱多烷基苯塔14。g)脱多烷基苯塔14顶温140——180℃，底温200——270℃，压力0.04——0.2MPa，从塔14顶分离出多烷基苯出装置，从塔底分离出高沸点混合物经管线29送出装置。
2.按照权利要求1所述的工艺方法，其特征在于本工艺方法所用的稀乙烯原料，可直接用炼油厂催化裂化干气，不需要进行除H2S、O2、CO2、CO和少量丙烯等杂质的预精制加工。
3.按照权利要求1所述的工艺方法，其特征在于采用了ET3228沸石催化剂(申请号891050598、1)。
4.按照权利要求1所述的工艺方法，其特征在于烃化反应器1为多段变化的固定床。
5.按照权利要求1所述的工艺方法，其特征在于采用了反应中的副产物多烷基苯与高沸物作吸收剂。
全文摘要
本发明是一种稀乙烯与甲苯反应制取对甲基乙苯的工艺方法，包括烃化反应、芳烃回收、对甲基乙苯蒸出、脱二甲苯、乙苯几部分组成，特点是在催化剂作用下，稀乙烯可以直接采用炼油厂催化裂化干气为原料，不需要预先精制以除去H本工艺方法乙烯转化率高，乙烯生成对甲基乙苯选择性达90—95％，对甲基乙苯/(对+间)甲基乙苯达90％，尾气中芳烃回收率高，达99％。
文档编号C07C2/66GK1103637SQ9311596
公开日1995年6月14日 申请日期1993年12月12日 优先权日1993年12月12日
发明者张淑蓉, 李峰, 李玉英, 王清遐, 胡清溪, 郝景龙, 蔡光宇, 张凤云, 周志远 申请人:抚顺石油化工公司石油二厂