本发明专利技术公开了属于化工领域的一种醇醚催化转化制备乙苯的装置及方法。该装置包括两个芳构化反应子系统，甲苯歧化子系统，乙烯与苯的烷基化子系统及三个分离子系统。利用该装置转化醇醚原料最大化地生产匹配量级的苯与乙烯，不但有效实现了相同物流在不同子系统间的汇合，同时将烷基化子系统出口的干气直接用作甲苯歧化子系统的工艺气，而且还避免了乙烯与乙烷分离难题。与目前独立的生产乙烯和苯的装置及技术相比，本发明专利技术具有原料适应广，分离流程短及分离条件不苛刻，能耗低，产品收率高与纯度高的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化工领域，具体涉及。
技术介绍
乙苯是非常重要的石油化工产品，世界上聚苯乙烯大部分都是乙苯的脱氢再聚合 的路线而得。一般地，乙烯由乙烯与苯两大原料进行烷基化反应而得。由于分属不同的制 造系统，所以一般得到的纯苯或纯乙烯都需要极大的分离工程与能耗。比如乙烯与乙烷分 子量相关极小，需要用深冷技术才能分离。而在石油路线中与苯相近的化合物有数百种，其 分离需要复杂的芳烃抽提技术。这就导致了利用二者再进行烷基化反应的成本居高不下。 目前也有利用炼厂干气(含甲烷，乙烷与乙烯)与苯气相烷基化生成乙苯的报道，但该过程 中生成的少量二甲苯副产物与乙苯非常难分离，显著影响了乙苯的再加工过程。近年来，由甲醇在SAPO分子筛催化剂上转化得到丙烯与乙烯的报道日多。同时， 由甲醇在ZSM-5分子筛催化剂上转化得到芳烃的技术也日渐成熟。但是由于甲醇很活泼， 芳构化生成苯后，接着的甲基化反应进行得非常迅速，所以得到的芳烃基本以甲苯，二甲苯 与三甲苯为主，产品中苯的含量非常小。同时，由甲醇主产乙烯与芳烃的催化剂不同，而这 两个过程均涉及催化剂的再生，以及产品的分离，所以至今仍然没有一种技术能够由甲醇 同时生产出等摩尔或相当的乙烯与苯，从而可低成本地生产乙苯。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种醇醚催化转化制备乙苯的装置。本专利技术的目的还在于提供一种醇醚催化转化制备乙苯的方法。一种利用醇醚进行催化转化合成乙苯的装置，其特征在于该装置包括芳构化子 系统1、芳构化子系统2、气液分离子系统3、气气分离子系统4、液液分离子系统5、甲苯歧化 子系统6和烷基化子系统7。所述芳构化子系统1和芳构化子系统2使用流化床或固定床，装填催化剂采用商 用的芳构化催化剂增加0. 5-3%的镧、0. 5-3%的铈或两者的组合。一种利用醇醚进行催化转化合成乙苯的方法，其特征在于，按照如下步骤进行将反应原料通入芳构化子系统1中反应，生成如下基于碳基质量的产品3-6%甲 烷与乙烷、8-12%乙烯、4-32% C3-C5烃、8-12%苯、20-25%甲苯、二甲苯与C10芳烃、氢气；将上述产品经过气液分离子系统3与气气分离子系统4后，将所得C3-C5烃循环回 芳构化系统2中反应，转化为氢气和C1-Cltl烃，净转化率为60-70 %，所得产品与芳构化子系 统1出口的产品汇合，共同进入气液分离子系统3;气液分离子系统3将芳构化子系统1的氢气,C1-Cltl烃分离为氢气和C1-C5烃、C6-Cltl 烃，气液分离子系统3出口的氢气和C1-C5烃通过气气分离子系统4继续分离为氢气和C1-C2 烃的混合物、C3-C5烃；气液分离子系统出口 3的C6-Cltl烃通过液液分离子系统5继续分离 为苯、甲苯和二甲苯；通过液液分离子系统5分离所得甲苯在甲苯歧化子系统6中反应转化为苯与二甲 苯；通过液液分离子系统5分离和甲苯歧化子系统6转化得到的苯与通过气气分离子系统 4分离得到的氢气和C1-C2烃的混合物共同通入烷基化子系统7中反应，生成乙苯；将烷基 化子系统7出口的气体氢气、甲烷和乙烷的混合物通入甲苯歧化子系统6，作为甲苯歧化反 应的工艺气。所述反应原料为甲醇、二甲醚、任意比例的醇醚混合物或含有5-10 %水的醇醚混 合物。所述芳构化子系统1中反应的反应温度为400_500°C、压力为0. 1-2. OMPa、反应原 料的重量空速为0. 3-30g/gcat/h ；所述芳构化子系统2中反应的反应温度为550-700°C，压 力为0. 1-2. OMPa，C3-C5烃的重量空速为0. 3-10g/gcat/h ；所述甲苯歧化子系统6中反应的 反应温度为150-200°C，压力为l-2MPa。本专利技术的有益效果1、本专利技术的催化剂比目前已有的催化剂能够更高选择性地生 成乙烯。所采用的C3-C5烃芳构化及甲苯歧化技术能够利用该过程中的产品大幅度地增产 苯。2、本专利技术WC3-C5芳构化与醇醚芳构化使用相同的催化剂，只是操作温度不同，管理方 便，再生过程相似，实际操作的运行成本低，再生技术易掌握。3、本专利技术使用乙烯与苯的烷 基化技术，可只将氢与C1-C2烃中的乙烯完全转化。出口气只含氢，甲烷与乙烷。避免了传统 的石油路线及单独的甲醇制烯烃路线中乙烯与乙烷的分离难题，降低了过程能耗。4、本发 明采用的流程，使得生成量巨大，但沸点相近的乙苯与二甲苯始终在不同的子系统中运行， 避免了目前许多技术中的二者同时生成，但难分离的窘境。5、本专利技术的甲苯歧化技术可以 使用烷基化子系统出口的含氢干气。减少了专门制氢装置的设置，流程短，操作成本低。6、 本专利技术采用的气气分离子系统中的液化气(c3-cd§)与干气(氢、(^-(2烃)沸点差很大，易 分离，能耗低；这样减少了所生成的乙烯的损失，并且C3-C5烃比C1-C2烷烃活泼，更易再次 芳构化，从而以最小的气体循环代价增加了苯的产量。6、本过程中得到主产品之一乙烯的 温度仅为400-500°C，比传统的工业路线中的石脑油裂解制备乙烯的温度要低300-400°C， 反应装置也更加简单。7、本专利技术的流程合理地利用了生产的物流，同时两套芳构化子系统 中能够共用同一套分离流程，生产乙苯的成本将比已有的独立得纯乙烯与纯苯，然后进行 烷基化的工业路线的生产成本降低30-50%。附图说明图1为利用醇醚制备乙苯的系统示意图；其中，1-芳构化子系统、2-芳构化子系统、3-气液分离子系统、4-气气分离子系 统、5-液液分离子系统、6-甲苯歧化子系统、7-烷基化子系统。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例详细说明本专利技术，但不以此限制其范围实施例1在商用的芳构化催化剂上增加0. 5%的镧，制备所用的催化剂。在400°C，压力 0. 4MPa (表压)转化100%的甲醇原料，在甲醇的重量空速为0. 3g/gcat/h的条件下，在芳 构化系统1(使用流化床反应器)中生成如下基于碳基质量的产品3%甲烷与乙烷、12%乙烯、24% C3-C5烃、2%苯、25%甲苯、二甲苯与Cltl芳烃。经过气液分离子系统3与气气分 离子系统4后，将所得C3-C5烃循环回芳构化系统2 (使用流化床反应器)，在550°C，压力 0. 4MPa (表压)及C3-C5烃的重量空速为g/gcat/h的条件下反应，净转化率为60%。然后 将所得产品汇入气液分离系统3，气液分离子系统3将芳构化子系统1的氢气、C1-Cltl烃分离 为氢气和C1-C5烃、C6-Cltl烃，气液分离子系统3出口的氢气和C1-C5烃通过气气分离子系统 4继续分离为氢气和C1-C2烃的混合物、C3-C5烃；气液分离子系统出口 3的C6-Cltl烃通过液 液分离子系统5继续分离为苯、甲苯和二甲苯；分离所得甲苯在甲苯歧化子系统6中转化为 苯与二甲苯，上述使过程的苯与乙烯的摩尔比为1。气气分离子系统3出口中的氢与C1-C2 烃与苯在烷基化子系统7中(反应条件150°C、1.5MPa、商用催化剂)生成乙苯。乙烯全部 转化，所得剩余气体(氢，甲烷与乙烷)通入甲苯歧化子系统6用作工艺气。实施例2在商用的芳构化催化剂上增加的镧与2%的铈，制备所用的催化剂。在500°C， 压力0. IMPa(表压)下转化纯二甲醚，在二甲醚的重量空速为12g/gCat本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种利用醇醚进行催化转化合成乙苯的装置，其特征在于：该装置包括芳构化子系统（１）、芳构化子系统（２）、气液分离子系统（３）、气气分离子系统（４）、液液分离子系统（５）、甲苯歧化子系统（６）和烷基化子系统（７）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：骞伟中，魏飞，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11
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