一种由苯与甲醇烷基化制甲苯或二甲苯的方法技术

一种由苯与甲醇烷基化制甲苯或二甲苯的方法是原料苯、精馏回收的循环苯一起与甲醇混合，混合后的物料经与烷基化反应器出口物料换热，再经加热达到烷基化反应温度后，在酸性催化剂存在条件下，进行烷基化反应，得到生成物；生成物经水冷却降温后，进行油水分离，得到水相和油相，水相经净化处理后回用；油相进行精馏分离，获得苯、甲苯和二甲苯，甲苯和二甲苯作为目标产物离开反应系统；未反应的苯返回循环，与原料苯一起继续参与反应。本发明专利技术具有催化剂选择性高，可方便地调整甲苯和二甲苯的选择性的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种制备甲苯或二甲苯的方法，具体要地说涉及一种 由苯与甲醇烷基化制甲苯或二甲苯的方法。
技术介绍
苯、甲苯、二甲苯是重要的基础化工原料，具有广泛的用途。近 年来由于焦化能力快速扩张，带动焦化粗苯的回收和精制技术得到大力发展，而焦化粗苯的主要产品为苯，约占粗苯总量的70%，焦化粗 苯路线获得的苯的介入， 一定程度上扰动了石油化工产品中三苯的平 衡，苯的过剩在未来若干年内可能会出现。已有的专利和文献大量描述了如何将甲苯转化为对二甲苯，以及 如何提高对二甲苯的选择性。沙地基本工业公司申请的中国专利 200610069662.5描述了一种ZSM-5分子筛的制备技术，以及利用该 分子筛提高甲苯与甲醇垸基化过程对二甲苯的选择性的方法。美孚石 油公司申请的中国专利ZL97198340.2专利技术了一种选择性制造对二甲 苯的方法，使采用特殊的分子筛材料作为催化剂，用甲醇与甲苯烷基 化实现的。埃克森美孚化学专利公司申请的中国专利技术专利 ZL97195736.3提供了一种在沸石粘结沸石的催化剂存在下，用甲醇 烷基化甲苯，高选择性获得对二甲苯的方法。中国专利ZL00135809. x公布了一种由焦化苯合成制备烷基苯的 方法。该专利技术涉及一种由焦化苯合成制备烷基苯的方法，采用萃取法 和催化反应联合的方法，以焦化苯为原料，首先经萃取脱出部分噻吩， 再在酸性催化剂作用下，以低碳烯烃和低碳醇进行烷基化反应，并同 时脱除噻吩硫化合物。该专利存在的问题是，由于萃取法脱硫技术效 率较低，目前已经逐渐被工业过程淘汰，被加氢脱硫技术所取代。同 时，该专利也没有教导我们在以甲醇为烷基化原料的情况下，苯是否可以转化为甲苯以及转化的效率如何。该专利通过实施例(实施例三) 主要说明了焦化苯与乙醇反应获得乙苯和对二乙苯的结果。中国专利申请号200710041508. 6公开了纳米分子筛催化剂在芳 烃垸基化反应中的应用，该专利技术主要涉及到纳米尺度的MCM分子筛催 化剂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种催化剂选择性高，可方便地调整甲苯和 二甲苯的选择性，从而实现多产目标的由苯与甲醇烷基化制甲苯或二 甲苯的方法。苯与甲醇混合后一起进入装有酸性催化剂的烷基化反应器中，苯 与甲醇发生烷基化反应生成甲苯、二甲苯，甲苯与甲醇发生烷基化反应，生成二甲苯，如下所示<formula>formula see original document page 5</formula>其他的副反应还包括生成更多烷基取代的烷基苯，如三甲苯等。 这些反应是本专利技术不需要的反应，可以通过调整催化剂的选择性得到 控制<formula>formula see original document page 5</formula>本专利技术的制备方法包括如下步骤(1) 原料苯、精馏回收的循环苯一起与甲醇混合，混合后的物料经与 烷基化反应器出口物料换热，再经加热达到烷基化反应温度后，在酸 性催化剂存在条件下，进行烷基化反应，得到生成物；(2) 垸基化反应完成后，生成物经水冷却降温后，进行油水分离，得 到水相和油相，水相经净化处理后回用；(3) 油相进行精馏分离，获得苯、甲苯和二甲苯，苯、甲苯和二甲苯 作为目标产物离开反应系统。本专利技术还可以将精馏分离出的苯与原料苯进行混合后，再与甲醇混合。返回的苯与原料苯的质量比例为O. 1 10: 1。如上所述的进入垸基化反应器的物料中，苯与甲醇之间的摩尔 比为卜20: 1。为得到高的甲苯选择性，推荐的苯醇摩尔比为10-20: 1，为得到高的二甲苯选择性，推荐的苯醇摩尔比为1-10: 1。如上所述的烷基化反应的压力为0. l-5.0Mpa，温度为300-500 。C，原料重量总空速为0. 1-20h人如上所述的酸性催化剂是具有表面酸性的催化剂，特别是分子筛 催化剂，如y分子筛，beta分子筛、丝光沸石、SAPO、 ZSM分子筛等。 其中，特别推荐ZSM分子筛，如ZSM-22， ZSM-11， ZSM-5等，最好特 别推荐使用氢型ZSM-5分子筛。按照本专利技术提供的方法，苯通过循环使用，可以得到100%的转 化率。本专利技术提供的苯和甲醇烷基化反应得目标产品是甲苯和二甲 苯，转化过程同时会有副产物产生。为直观说明本专利技术的效果，定义 甲苯和二甲苯的选择性计算方法如下甲苯选择性二 (产物中甲苯的质量+产物总质量)X100% 二甲苯选择性=(产物中二甲苯的质量+产物总质量)X100% 副产物选择性二 (产物中副产物的质量+产物总质量)X100% 所谓产物总质量，是指烷基化反应器出口物料经过油水分离后得到的油相的总质量中，扣除苯的质量后得到的质量。 甲醇的转化率定义为甲醇转化率二 (产物中甲醇的质量+反应物中的甲醇质量)X100%本专利技术与现有技术相比具有如下优点1、 催化剂选择性高，2、 可方便地调整甲苯和二甲苯的选择性 附图说明图l是本专利技术的流程图。 具体实施例方式以下通过实施例进一步对本
技术实现思路
进行说明，但本专利技术的范围 并不局限于实施例。 实施例1按附图流程安装小型固定床甲醇与苯烷基化制甲苯和二甲苯试验装置。反应装置全部采用不锈钢制造。在内径6mm的烷基化反应器 内，装填10ml分子筛催化剂，所述的催化剂为经过交换的HZSM-5分 子筛。原料苯和烷基化试剂甲醇分别用微量计量泵进料。控制烷基化 反应的参数.收集和分析产物，计算反应结果。不同反应参数及反应 结果见表l。表1实施例1工艺参数和反应结果<table>table see original document page 7</column></row><table>同实施例l，改变苯醇摩尔比，得到的反应结果见表2。表2实施例2工艺参数和反应结果(苯醇摩尔比变化)<table>table see original document page 7</column></row><table>实施例3同实施例l，改变反应温度，得到的反应结果见表3。表3实施例3工艺参数和反应结果<table>table see original document page 7</column></row><table>实施例4同实施例l，改变反应压力，得到的反应结果见表4。表4实施例4工艺参数和反应结果<table>table see original document page 8</column></row><table>实施例5同实施例l，但是催化剂分别使用ZSM-ll， SAPO-ll、丝光沸石、 Beta，得到的反应结果见表5。表5实施例5工艺参数和反应结果<table>table see original document page 8</column></row><table>权利要求1、，其特征在于包括如下步骤(1)原料苯、精馏回收的循环苯一起与甲醇混合，混合后的物料经与烷基化反应器出口物料换热，再经加热达到烷基化反应温度后，在酸性催本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由苯与甲醇烷基化制甲苯或二甲苯的方法，其特征在于包括如下步骤：　（１）原料苯、精馏回收的循环苯一起与甲醇混合，混合后的物料经与烷基化反应器出口物料换热，再经加热达到烷基化反应温度后，在酸性催化剂存在条件下，进行烷基化反应，得到生成 物；　（２）烷基化反应完成后，生成物经水冷却降温后，进行油水分离，得到水相和油相，水相经净化处理后回用；　（３）油相进行精馏分离，获得苯、甲苯和二甲苯，苯、甲苯和二甲苯作为目标产物离开反应系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨恒，李莉，吕建宁，李延生，杨文书，王建平，
申请(专利权)人：山西恒扬科技有限公司，惠生工程中国有限公司，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]