一种以含氧化合物为原料生产芳烃的方法技术

本发明专利技术涉及一种以含氧化合物为原料生产芳烃的方法，包括1)含氧化合物物流1在芳构化流化床反应器中与来自再生器的再生积碳催化剂a相接触发生反应，得到积碳催化剂b和含二甲苯的烃类物流2；2)含氧化合物物流2与芳烃物流7在烷基化流化床反应器中与积碳催化剂c相接触发生反应，得到积碳催化剂d和含二甲苯的烃类物流8；3)未进入烷基化流化床反应器的积碳催化剂b与积碳催化剂d进入再生器再生后重新进入芳构化反应器。本发明专利技术芳构化和烷基化采用一套催化剂体系，不仅节省催化剂再生装置，同时还显著提高了含氧化合物制芳烃过程的总芳烃与二甲苯收率。烃与二甲苯收率。烃与二甲苯收率。

【技术实现步骤摘要】
一种以含氧化合物为原料生产芳烃的方法


[0001]本专利技术属于芳烃化合物制备
，具体涉及一种以含氧化合物为原料生产芳烃的方法。

技术介绍

[0002]芳烃(其中苯、甲苯和二甲苯分别称为B、T以及X，三者统称BTX)是重要的基本有机化工原料。全球约90％的芳烃来源于以石油为原料的催化重整过程和蒸汽裂解副产裂解汽油(接近)，来自煤炭路线的芳烃仅占芳烃总产量的10％。随着石油资源日趋枯竭，价格长期高位震荡，这使得以石油路线为主的能源化工行业面临前所未有的严峻挑战。
[0003]北美与中东天然气及页岩气的开发，副产了大量轻烃。页岩气副产的轻烃替代部分石脑油作为蒸汽裂解，使得蒸汽裂解的原料出现了轻质化的趋势。未来，来自蒸汽裂解副产的芳烃产量可能出现减少的趋势，从而导致未来全球芳烃的产量紧缺的趋势。因此，开发以包含甲醇在内的含氧化合物为原料制芳烃、部分替代石油生产芳烃的新技术，有巨大的发展潜力。
[0004]中国专利CN101244969B，报道了一种以C1～C12的烃类或甲醇芳构化与催化剂再生器的装置，一种芳构化催化剂、芳构化催化剂反应与再生的操作方法。该方法并未涉及反应产物中非芳烃类的转化以及具体的反应、分离流程。产物中的非芳烃类不仅附加值较低，而且产物中非芳烃类的大量产生，会降低原料芳构化的效率，导致芳构化过程的成本增加。
[0005]中国专利CN101671226报道了甲醇与C1～C12烃类中的一种或几种的混合物在芳构化反应器中进行芳构化反应。该方法只考虑了甲醇与C1～C12烃类的一次转化，并未涉及反应产物中的非芳烃类循环转化为芳烃过程，因此，该过程存在芳烃收率低的问题。研究显示，甲烷芳构化的反应温度高达700℃，但是甲烷的转化率不足20％，芳烃的收率仅为10％左右。该方法芳构化的反应温度最高仅为650℃。因此，如果C1～C12的烃类组分中含有活性较低的甲烷，那么甲烷存在或循环物流中蓄积可能会导致反应器的使用效率降低。
[0006]中国专利CN101820919B报道了一种甲醇或含氧化合物制备二甲苯产品的流程。其中，反应产物中的非芳烃类通过第二烃类芳构化反应器转化为芳烃。产物中的苯或甲苯返回第一芳构化反应器，通过甲醇与苯或甲苯的烷基化反应转化为二甲苯。由于甲醇芳构化反应产物十分复杂，而且将苯或甲苯与甲醇或二甲醚的甲基化的适宜反应条件并不完全相同，将苯或甲苯加入到甲醇芳构化反应器中，苯或甲苯与甲醇反应发生反应生产二甲苯的效率必将受到影响。同时
[0007]中国专利CN101607864B报道了一种采用将苯或甲苯与含氧化和物共进料、增产二甲苯的方法。含氧化合物制芳烃产物中，除了芳烃产品，还含有大量的非芳烃类、未转化的含氧化合物以及含氧化合物中间产物。这些非芳烃产物，组分众多，单独分离利用或是作为混合物出售，附加值均较低。虽然将反应产物中的或来自外部的苯或甲苯组分加入到芳构化过程，可通过与甲醇的烷基化过程增产二甲苯产品。但是由于甲醇芳构化反应产物十分复杂，而且将苯或甲苯与甲醇或二甲醚的甲基化的适宜反应条件并不完全相同，将苯或甲
苯加入到甲醇芳构化反应器中，苯或甲苯与甲醇反应发生反应生产二甲苯的效率必将受到影响。
[0008]含氧化合物制芳烃过程的产物，除了芳烃产品之外，还副产大量非芳烃的烃类组分、少量未转化的含氧化合物原料及其他中间含氧化化合物组分。这些组分十分复杂，分离单独利用，经济性不佳。作为燃料气，附加值也很低。如果能将这部分组分转化为芳烃，则可以显著提高含氧化合物制芳烃过程的芳烃总收率，降低芳烃的生产成本，产生明显的经济效益。芳构化反应与烷基化如果独立拥有再生系统，设备投资较大，而且烷基化反应需要单独开发不同于芳构化反应的催化剂，因此会导致工艺相对复杂繁复、整个工艺的设备投资、催化剂的投资以及运行成本均较高。
[0009]综上所述，现有的以含氧化合物为原料生产芳烃的过程中，存在工艺流程复杂、生产成本高及二甲苯产率低的技术问题。

技术实现思路

[0010]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中生产芳烃，存在工艺流程复杂、生产成本高及二甲苯产率低的技术问题，提供一种以含氧化合物为原料生产芳烃的方法，该方法具有工艺流程简单、生产成本低及二甲苯产率高的优点。
[0011]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种以含氧化合物为原料生产芳烃的方法，包括如下步骤：
[0012]1)含氧化合物物流1在芳构化流化床反应器R101中与来自再生器R303的再生积碳催化剂a相接触发生反应，得到积碳催化剂b和含二甲苯的烃类物流2，烃类物流2经分离得到甲烷、C1
+
非芳烃物流3、C6～C7芳烃物流4、C8芳烃物流5和C9
+
芳烃物流6；
[0013]2)含氧化合物物流2与芳烃物流7在烷基化流化床反应器R202中与积碳催化剂c相接触发生反应，得到积碳催化剂d和含二甲苯的烃类物流8；其中，芳烃物流7来自C6～C7芳烃物流4的部分或全部，其中积碳催化剂c来自积碳催化剂b的部分或全部；
[0014]3)未进入烷基化流化床反应器R202的积碳催化剂b与积碳催化剂d进入再生器R303再生后得到再生积碳催化剂a，再生积碳催化剂a继续进入芳构化流化床反应器R101催化反应。
[0015]本专利技术中，步骤1)中反应得到的含二甲苯的烃类物流2与步骤2)中反应得到的含二甲苯的烃类物流8，由于二者的混合物中的组分和含量有所不同，故采用不用的附图标记编号以示区分。
[0016]根据本专利技术的一些实施方式，以再生积碳催化剂a的重量百分比计，积碳量小于0.3％；积碳催化剂b的积碳量为0.5～3.0％。
[0017]根据本专利技术的一些实施方式，以再生积碳催化剂a的重量百分比计，积碳量小于0.15％。
[0018]根据本专利技术的一些实施方式，进入烷基化流化床反应器R202中积碳催化剂b上的碳含量为0.8～2.0％。
[0019]根据本专利技术的一些实施方式，步骤1)中的反应温度为350～550℃，优选390-520；反应压力为0.05～2.0MPa，优选0.1～1.0Mpa；含氧化合物的重量空速为0.1～6.0h-1
，优选0.6～3.0h-1
；C1
+
非芳烃物流3与含氧化合物物流1的碳基重量比为0～2:1的条件下。
[0020]根据本专利技术的一些实施方式，步骤2)中的反应温度为350～550℃，优选400～500℃；反应压力0.05～2.0MPa，优选0.1～1.0MPa。
[0021]根据本专利技术的一些实施方式，步骤2)中还通入水或氢气和水，其中，氢气/芳烃物流7中的烃类物质的摩尔比为0:1～8:1，优选1:1:～4:1；芳烃物流7中的烃类物质/含氧化合物物流1中含氧化合物的摩尔比为0.3:1～5:1，优选0.5:1～2:1；水/芳烃物流7中的烃类物质的摩尔比为0.2:1～4，优选0.5～2；以及芳烃物流7的重量空速为0.1～6h-1
，优选0.8～4.0h-1
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以含氧化合物为原料生产芳烃的方法，包括如下步骤：1)含氧化合物物流1在芳构化流化床反应器(R101)中与来自再生器(R303)的再生积碳催化剂a相接触发生反应，得到积碳催化剂b和含二甲苯的烃类物流2，烃类物流2经分离得到甲烷、C1
+
非芳烃物流3、C6～C7芳烃物流4、C8芳烃物流5和C9
+
芳烃物流6；2)含氧化合物物流2与芳烃物流7在烷基化流化床反应器(R202)中与积碳催化剂c相接触发生反应，得到积碳催化剂d和含二甲苯的烃类物流8；其中，芳烃物流7来自C6～C7芳烃物流4的部分或全部，其中积碳催化剂c来自积碳催化剂b的部分或全部；3)未进入烷基化流化床反应器(R202)的积碳催化剂b与积碳催化剂d进入再生器(R303)再生后得到再生积碳催化剂a，再生积碳催化剂a继续进入芳构化流化床反应器(R101)催化反应。2.根据权利要求1所述的以含氧化合物为原料生产芳烃的方法，其特征在于，含氧化合物物流1与C1
+
非芳烃物流3一起加入到芳构化流化床反应器(R101)中。3.根据权利要求1或2所述的以含氧化合物为原料生产芳烃的方法，其特征在于，以再生积碳催化剂a的重量百分比计，积碳量小于0.3％，优选小于0.15％；积碳催化剂b的积碳量为0.5～3.0％。4.根据权利要求1-3中任一项所述的以含氧化合物为原料生产芳烃的方法，其特征在于，进入烷基化流化床反应器(R202)中积碳催化剂b上的碳含量为0.8～2.0％。5.根据权利要求1-4中任一项所述的以含氧化合物为原料生产芳烃的方法，其特征在于，步骤1)中的反应条件为：反应温度为350～550℃，优选390-520℃；反应压力为0.05～2.0MPa，优选0.1～1.0Mpa；含氧化合物的重量空速为0.1～6.0h-1
，优选0.6～3...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪哲明，肖景娴，周伟，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：