一种含氧化合物与芳烃进行烷基化反应的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种含氧化合物与芳姪进行烷基化的方法。
【背景技术】
[0002] 对二甲苯是重要的石油化工基本有机原料之一，被广泛用于化纤、合成树脂、农 药、医药和塑料等生成领域。工业上通常采用甲苯岐化、C8芳姪异构化和甲苯烷基化等技 术手段得到或增产对二甲苯产品。甲苯甲醇烷基化合成二甲苯反应甲苯消耗量比甲苯岐化 反应工艺降低近一半，具有非常好的经济前景。
[0003] CN201010552878. 8公开了用于生产烷基化芳姪的方法。该方法采用改进型固定床 反应器，主要解决现有的芳姪烷基化生产方法中所存在的副反应多、苯产量高，甲醇利用率 低、W及目的产物常量较低的缺点。该发明采用烷基化试剂多段进料，W芳姪物料和烷基化 试剂为原料，在芳姪物料与烷基化试剂总摩尔比为1:10~10 : 1、重量空速为1~10虹1、 反应温度为300~50(TC、反应压力0. 1~5. OMPa、载气与原料的摩尔比为0~8的条件 下，原料在平衡型催化剂上进行烷基化反应，烷基化试剂至少分为两股物流的技术方案，较 好地解决了该问题，可用于甲苯甲醇烷基化生产混二甲苯的工业生产。
[0004] CN200410020956. 4公开改性纳米ZSM-5分子筛催化剂及其制备方法和应用，并用 于甲苯、甲醇烷基化制取对二甲苯。该催化剂W纳米ZSM-5分子筛为母体，分别W氧化铅、 混合稀±或它们共同作为载体，负载铜、镇、娃的氧化物等活性组分改性剂，经过浸溃、烘 干、赔烧而成。在甲苯、甲醇烷基化制对二甲苯的反应中，该催化剂具有择形选择性高、活性 稳定性好等特点。
[0005] CN201210325066.9公开了甲苯甲醇烷基化的方法，主要解决现有技术进行甲苯甲 醇烷基化反应时，在提高选择性的同时反应活性下降明显的问题。本发明通过采用W甲苯 和甲醇为原料，与催化剂接触，生成二甲苯和水；其中所用的催化剂，W重量份数计包括W 下组分；a) 5~95份的娃改性的核壳分子筛；b) 5~95份的粘结剂；其中，所述娃改性的核 壳分子筛的核相是ZSM-5分子筛，壳层是Silicalite-1分子筛，壳层外覆盖有二氧化娃层； 其中，核/壳的重量比为化01~3) : 1 ;二氧化娃层为核壳分子筛重量的1~30%的技术 方案较好地解决了该问题，可用于甲苯甲醇烷基化反应的工业生产中。
[0006] 苯己帰是一种重要的化工单体，主要用来合成塑料和橡胶等产品。传统苯己帰生 产工艺采用苯和己帰先生成己苯，己苯再经高温脱氨制得苯己帰。该工艺流程较长、能耗 高、污染较大。Sidorenko等于1967年首次在碱金属离子交换的X型和Y型沸石上用甲苯 和甲醇成功合成出己苯和苯己帰的混合物。此后，众多学者对送一反应进行了研究。
[0007] CN201210325048. 0公开了甲苯、甲醇侧链烷基化生产己苯、苯己帰的方法，主要解 决现有技术存在甲醇易分解，导致甲醇利用率低的问题。该发明通过采用a)甲苯和第一股 甲醇进入第一反应区，与催化剂接触，生成物流I ;b)物流I和第二股甲醇进入至少一个第 二反应区，与催化剂接触，生成物流II ;c)物流II进入至少一个第Η反应区，与催化剂接 触，生成含己苯和苯己帰的物流III的技术方案较好地解决了上述问题，可用于甲苯甲醇 侧链烷基化反应制备己苯及苯己帰的工业生产中。该发明的反应器也为固定床反应器，反 应区内的反应床层为固定的。
[0008] US20100168486公开了甲苯和甲醇制取苯己帰的方法，该方法首先让甲醇转化为 甲醒，然后在另外一个反应器中甲醒和甲苯反应制取苯己帰。
[0009] 反应器是工艺的核必之一。目前，甲醇和甲苯烷基化的反应器主要是固定床反应 器，固定床反应器床层传热效果较差，对于强放热反应来说，如果不能及时将反应过程中释 放的热量转移出去，容易出现热点，飞温等问题，催化剂的更换和再生相对麻烦。固定床反 应器的直径和高度虽然没有严格限制，但考虑到流体分配和制作成本、安全等因素，通常反 应器设计采用的高/径比为2. 5~12。早期催化裂化反应也采用固定床反应器，催化裂化 反应中催化剂上会发生积碳，需要进行再生反应恢复催化剂活性，因此采用固定床反应器 时需要间断进行反应和再生，为了保证连续进料及其他操作的连续性，至少需要Η个W上 的反应器。如果采用与现有催化裂化相似的反应器和设备，在生产过程中催化剂的自然跑 损是无法避免的，尤其是当催化剂中粒度^ 20 μ m的催化剂细粉增多的时候，送会对后续 的产物分离带来不利影响，对催化剂的重复使用也是不利的。密相流化床反应器属于鼓泡 床和瑞动床范畴，其空培线速一般在0. 2~1. 5m/s，空速在2-lOh 1，因此反应停留时间一般 比较长，由于密相流化床反应器线速低，因此往往存在返混，影响产品分布和质量，另外一 方面反应器的直径相对较大。
[0010] 提升管反应器线速相对较高，例如催化裂化装置的等直径提升管反应器，一般入 口线速为4~7m/s，随着裂化反应的进行，出口线速为12~18m/s，反应时间在2~4砂， 抑制了一些对产品质量有益的二次反应。由于提升管反应器中油气和催化剂的流动接近平 推流，因此需要保证进入提升管反应器的催化剂是连续输送的。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的是提供一种含氧化合物与芳姪进行烷基化反应的方法，该方法能够 克服采用现有反应器进行烷基化工艺中存在的问题，一方面能够确保工艺的安全性，更进 一步的方面是能够在相同反应器大小的情况下提高装置的处理量。
[0012] 为了实现上述目的，本发明提供一种含氧化合物与芳姪进行烷基化反应的方法， 该方法包括：连续地将含氧化合物和芳姪送入提升管反应器中与烷基化催化剂接触并在 烷基化条件下发生烷基化反应，产生富含烷基化产物的油气和积碳的待生催化剂；使富含 烷基化产物的油气和待生催化剂分离，将分离后的富含烷基化产物的油气送入产品分离回 收系统，将待生催化剂从反应器引出并输送至待生催化剂接收器；将待生催化剂接收器中 的待生催化剂通过催化剂料斗直接输送到流化床再生器，或者通过催化剂料斗先输送至待 生催化剂进料器后再输送至流化床再生器，并在流化床再生器中在含氧气氛下进行烧焦再 生，得到再生催化剂；将再生催化剂直接输送到催化剂料斗，或先从流化床再生器引出并输 送至再生催化剂接收器，然后再输送至催化剂料斗；将催化剂料斗内的再生催化剂输送至 再生催化剂进料器，然后将再生催化剂进料器中的催化剂连续地返回到所述提升管反应器 中。
[0013] 优选地，该方法还包括；从所述提升管反应器或所述待生催化剂接收器中引出一 部分待生催化剂；将引出的该部分待生催化剂直接或经取热降低温度后直接返回到所述提 升管反应器中，或者输送至所述再生催化剂进料器中与再生催化剂混合后返回到所述提升 管反应器中；所述引出的该部分待生催化剂的量与通过催化剂料斗输送至再生催化剂进料 器中的再生催化剂一起足W维持所述提升管反应器中催化剂的连续运转。
[0014] 优选地，其中，所述提升管反应器为等直径提升管反应器、等线速提升管反应器、 变径提升管反应器或者提升管加密相床反应器。
[0015] 优选地，其中所述含氧化合物为选自醇类、離类和脂类中的至少一种，所述芳姪为 选自含苯环化合物中的至少一种，其中，所述含氧化合物和芳姪的摩尔比为1:10~10:1。 [001引优选地，所述含氧化合物为甲醇、己醇、甲離、己離、甲己離、碳酸二甲醋和甲酸甲 醋中的至少一种，所述芳姪为甲苯。
[0017] 优选地，其中，该方法还包括：通过设置在所述提升管反应器中下游的一个或多个 激冷介质线向所述提升管反应器中注入激冷介质；所述激冷介质为激冷剂或冷却的催化 剂；所述激冷剂为未预热的所述含氧化合物、芳姪W及水中的至少一种。
[0018] 优选地，其中，所述烷基化催化剂为无定型娃铅催化剂或沸石催化剂。
[0019] 优选地，其中，所述沸石催化剂包括沸石和载体；所述沸石为选自ZSM-5沸石、X型 沸石、Y型沸石和具有五元环结构的高娃沸石、镇碱沸石中的至少一种，所述载体为选自二 氧化娃、二氧化铁、氧化铅和娃藻±中的至少一种。
[0020] 优选地，其中，所述沸石负载选自碱金属、碱±金属、稀±金属、Zr、Ti、Co、Mo、Ni、 Pt、Pd、Cu、Fe、B、Si、P、Sn 和 Pb 中的至少一种。
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