用于生产对二甲苯的系统和生产对二甲苯的反应工艺的制作方法

本发明涉及对二甲苯生产领域，具体涉及一种用于生产对二甲苯的系统和生产对二甲苯的反应工艺。

背景技术：

1、在石脑油重整和裂化过程中可以得到苯、甲苯、二甲苯和c9+a芳烃。近年来，由于塑料、合成纤维和合成橡胶工业的发展，芳烃产品中苯和对二甲苯的市场需求增长较快，而占到了芳烃总量40-50％的甲苯和c9+a主要用作价值较低的溶剂或调和油品。用甲苯和c9+a反应增产苯和二甲苯的工艺路线已成为石油化工领域的重要课题。

2、传统的芳烃联合装置包括重整、抽提、歧化与烷基转移单元、碳八芳烃异构化单元及px分离单元。其中歧化与烷基转移单元利用甲苯、c9+a生产苯和热力学平衡二甲苯，如cn1067365c公开了一种甲苯歧化与烷基转移工艺，在临氢条件下，在含铋催化剂上，甲苯和c9+a进行烷基转移反应生成苯和碳八。其中苯和碳八排出界外，甲苯和未反应的c9+a循环回反应区。该工艺允许茚满含量高，具有c9+a原料无损失的特点。cn103121915b公开了一种甲苯与重芳烃歧化与烷基转移方法。通过在分子筛引入加氢金属的同时，引入了选自碱土金属或稀土金属作为助剂，减少了分子筛表面的强酸中心，从而减弱了强酸中心对产物二甲苯的深度脱甲基反应，达到了提高二甲苯收率的目的。cn107759434a公开了一种处理双环或多环重芳烃的工艺。通过两段反应器来处理不同的原料，但两段反应器中装填的是不同催化剂，第一段反应温度较低，第二段反应温度较高。

3、异构化单元是将贫px的碳八芳烃原料转化为热力学平衡的碳八芳烃，包括乙苯转化型及脱乙基型异构化技术。cn110218142a公布了一种用间二甲苯和邻二甲苯异构化制备对二甲苯的方法，采用金属改性的分子筛me/hzsm-5为催化剂，其中me为pt、ag、ni、fe、co或ga，获得较高的对二甲苯收率。cn112023978a公布了一种二甲苯异构化催化剂及制备方法，包括复合载体和以复合载体为基准计算的含量为0.01～0.1质量％的铂，所述的复合载体包括30～90质量％的ⅱa族金属改性的hzsm-5分子筛和10～70质量％的氧化铝，所述催化剂可抑制歧化副反应发生，具有更高的二甲苯收率和异构化活性。cn106458788a公布了一种制备二甲苯的方法，将包括c6+芳烃分离成c7芳烃、c8芳烃及c9+芳烃料，其中c7芳烃进行甲基化反应生产二甲苯，c8芳烃进行px分离，获得的贫对二甲苯碳八再进入异构化单元，c9+芳烃进入烷基转移单元增产c8芳烃。

4、传统的芳烃联合工艺流程中，甲苯与c9+重芳烃进入烷基转移单元产物经顺序精馏分离获得苯、甲苯、c8+a物流，异构化单元产物经顺序精馏分离获得c7-及c8+a，其中c8+a一并进入二甲苯分离塔，二甲苯塔顶获得碳八芳烃再进入px结晶或px吸附分离单元，获得px产品。二甲苯分离塔底产物进入重芳烃塔分离，塔顶获得c9-c10芳烃循环回歧化与烷基转移反应器，塔底c10+组分排出界外。该工艺缺点是反应单元及分离流程复杂，产物均是通过顺序分离从分离塔顶蒸出，分离能耗高。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有对二甲苯的生产工艺中存在的工艺流程复杂、分离能耗高的问题，提供一种用于生产对二甲苯的系统和生产对二甲苯的反应工艺。本发明所述用于生产对二甲苯的系统具有分离能耗低的优势。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供一种用于生产对二甲苯的系统，所述系统包括：依次连接的芳烃转化反应单元、脱戊烷单元、膜分离单元以及和膜分离单元第一出口相连的二甲苯分离单元；

3、所述芳烃转化反应单元包括第一反应区和第二反应区；所述第一反应区用于将含甲苯和c9+的原料、氢气与第一催化剂发生烷基转移反应，得到富含苯、二甲苯以及未反应的甲苯和c9+的第一产物；所述第二反应区用于将含贫对二甲苯的c8原料、第一产物与第二催化剂接触发生碳八芳烃异构化反应，得到第二产物；

4、所述脱戊烷单元用于分离第二产物，得到c6+组分和液化石油气；

5、所述膜分离单元用于分离c6+组分，得到含对二甲苯和c7-的组分以及c8+a组分；

6、所述二甲苯分离单元用于分离c8+a组分，得到含贫对二甲苯的c8a组分以及c9+a和c11+a组分；

7、所述二甲苯分离单元的塔顶出口与芳烃转化反应单元的第二反应区入口相连，用于为第二反应区提供至少部分含贫对二甲苯的c8a组分。

8、本发明第二方面提供一种生产对二甲苯的反应工艺，包括以下步骤：

9、(1)在烷基转移反应条件下，将含甲苯和c9+的原料、氢气与第一催化剂接触发生第一反应，得到富含苯、二甲苯以及未反应的甲苯和c9+的第一产物；

10、(2)在碳八芳烃异构化反应条件下，将含贫对二甲苯的c8原料、所述第一产物与第二催化剂接触发生第二反应，得到第二产物；

11、(3)将所述第二产物进行脱戊烷处理、膜分离以及二甲苯分离得到含贫对二甲苯的c8a组分，然后将含贫对二甲苯的c8a组分循环至步骤(2)进行所述第二反应。

12、优选地，所述第二催化剂包括具有八元环孔道和/或十元环孔道的第二硅铝分子筛、选自pt、pd、sn和re中的至少一种的第二加氢金属组分、粘结剂以及任选地硫化物。

13、通过上述技术方案，本发明的有益效果包括：

14、本发明提供的系统通过第一反应区和第二步反应区的耦合，集成烷基转移反应和异构化反应，不仅有利于第二反应区中异构化反应的进行，还简化工艺流程；同时在系统中引入膜分离单元，可优化反应产物分离流程，有效降低装置能耗。

技术特征：

1.一种用于生产对二甲苯的系统，其特征在于，所述系统包括：依次连接的芳烃转化反应单元(i)、脱戊烷单元(ii)、膜分离单元(iii)以及和膜分离单元(iii)第一出口相连的二甲苯分离单元(iv)；

2.根据权利要求1所述的系统，其中，

3.根据权利要求1所述的系统，其中，

4.一种生产对二甲苯的反应工艺，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的反应工艺，其中，

6.根据权利要求4所述的反应工艺，其中，

7.根据权利要求4所述的反应工艺，其中，

8.根据权利要求7所述的反应工艺，其中，所述第二催化剂的制备方法包括：

9.根据权利要求8所述的反应工艺，其中，

10.根据权利要求8所述的反应工艺，其中，

11.根据权利要求4-10中任意一项所述的反应工艺，其中，

12.根据权利要求4-11中任意一项所述的反应工艺，其中，

13.根据权利要求4-12中任意一项所述的反应工艺，其中，

14.根据权利要求12所述的反应工艺，其中，

技术总结
本发明涉及对二甲苯生产领域，公开了一种用于生产对二甲苯的系统和生产对二甲苯的反应工艺。所述系统包括：依次连接的芳烃转化反应单元、脱戊烷单元、膜分离单元以及和膜分离单元第一出口相连的二甲苯分离单元。本发明所述用于生产对二甲苯的系统具有分离能耗低的优势。

技术研发人员：李经球,丁键,吴历斌
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/20