生產芳烴用多段串并聯流化床反應裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及芳烴生產裝置，尤其是涉及一種生產芳烴用多段串并聯流化床反應裝置。
【背景技術】
[0002]對二甲苯是石化工業的基本有機原料之一，主要用于生產精對苯二甲酸(PTA)和對苯二甲酸二甲酯(DMT)，PTA或DMT再和乙二醇、I，4-丁二醇等反應，可生成聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯。進入21世紀后，由于我國化纖行業的快速發展，尤其是聚酯工業的跳躍式發展，造成PTA和PX需求量急劇增加，市場上供不應求。
[0003]當前，催化重整油和裂解汽油是PX主要來源。由于PX需求量日益增長，重整油和裂解汽油生產的PX已遠不能滿足需求。因此，煉化企業開發了多種生產和增產對二甲苯的新工藝，其中利用甲醇與甲苯反應生產對二甲苯最受重視。甲醇與甲苯反應生產對二甲苯，甲苯利用率高，PX產品收率高，不產生副產物苯，為甲苯轉化和廉價甲醇利用提供了新的途徑，具有良好的發展前景。
[0004]中國專利CN1231653A公開了一種選擇性制造對二甲苯的方法，在一種多孔晶體材料制成的催化劑上，該催化劑包括ZSM-5或ZSM-1l沸石和改性用的氧化物，使甲醇與甲苯反應制備對二甲苯。CNl 775715公開了一種制備二甲苯產品的方法，使用一種含磷改性的ZSM-5沸石催化劑，將甲苯、甲醇、氫氣引入反應器，但該方法中的甲苯轉化率偏低，最高僅有23%。
[0005]甲醇與甲苯的反應，是在酸性催化劑的作用下，發生的擇形催化反應。在反應過程中，甲醇除了發生烷基化反應，生成對二甲苯外，同時還發生裂解反應，生成乙烯、丙烯等烯烴。由于甲苯、對二甲苯等芳烴類組分在催化劑中吸附、擴散較慢，甲苯與甲醇的烷基化反應速率較慢。而相對于甲苯烷基化反應，在與酸性催化劑接觸的條件下，甲醇裂解生成烯烴的副反應要快得多，故而影響了甲醇的反應選擇性。為了提高甲醇生成對二甲苯的選擇性，一些國外技術開發商采用較大的甲苯/甲醇原料比，在提高甲苯烷基化反應推動力的同時，稀釋甲醇濃度，降低甲醇與催化劑接觸的幾率，從而抑制甲醇裂解反應，提高甲醇的反應選擇性。但高的甲苯/甲醇原料比，造成了甲苯轉化率低，大量甲苯需要循環，系統能耗高。
[0006]提高甲苯轉化率和甲醇選擇性，是甲醇與甲苯反應生產對二甲苯技術的發展方向。中國專利CN1326430A公開了一種流化床芳烴烷基化的方法，特別適用于甲醇甲苯甲基化反應，其特征主要是在流化床反應區的第一位置將芳烴引入流化床反應區；在位于第一位置下游的一個或多個位置，將烷基化試劑引入流化床反應區。與甲醇一次性注入相比，這種方法降低了甲醇起始濃度，從而降低了甲醇裂解反應，提高了甲醇選擇性。但此實用新型并沒有考慮到甲醇在反應器內的分布與擴散。由于流化床反應器內流化的固體是連續相，甲苯原料氣等氣泡是分散相，注入的甲醇除了一部分與甲苯原料氣氣泡相混合外，大部分甲醇都直接與催化劑接觸而直接裂解，只有極少比例參與甲苯烷基化反應。而且，此實用新型的催化劑是從上游流至下游，然后再生，再生后催化劑再返回到反應的上游，由于再生后的催化劑對甲醇裂解反應的選擇性很高，也增加了甲醇裂解反應。
[0007]中國專利CN102464561A公開了一種甲醇或二甲醚和甲苯制備二甲苯的方法，主要解決現有技術中對二甲苯收率較低的問題。該實用新型主要包括以下步驟:
[0008](I)選自甲醇或二甲醚中的至少一種和甲苯進入快速流化床反應器反應區，與催化劑接觸，生成包括二甲苯的產品物流，經氣固分離后，產品物流進入分離工段，催化劑進入第二密相床，與流化介質接觸；
[0009](2)第二密相床的催化劑至少分為兩部分，第一部分返回至所述反應區，第二部分進入汽提器，經水蒸汽汽提后進入再生器再生；
[0010](3)再生器再生后的催化劑返回至所述反應區；其中，所述流化介質包括質量分數為至少50 %的甲苯，再生器型式為提升管的技術方案。
[0011]該實用新型在一定程度上解決了甲醇利用率低，提高了對二甲苯的產率。但以甲苯作為第二密相床的流化介質，大量的甲苯未參與反應，增加了后續分離系統能耗，總的甲苯轉化率也較低。
【實用新型內容】
[0012]本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種甲苯轉化率高，甲醇反應選擇性高，系統能耗低的生產芳烴用多段串并聯流化床反應裝置。
[0013]本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0014]生產芳烴用多段串并聯流化床反應裝置，包括第一混合器、第二混合器、第一反應器、第二反應器及再生器，
[0015]所述的第一混合器混合甲苯原料氣及甲醇原料氣；
[0016]所述的第一反應器與第一混合器及再生器連接，混合原料與再生催化劑在第一反應器內接觸反應；
[0017]所述的第二混合器混合第一反應器產生的部分反應混合物及甲醇原料氣；
[0018]所述的第二反應器與第二混合器及第一反應器連接，二次混合原料與第一反應器輸送的平衡催化劑在第二反應器內接觸反應。
[0019]所述的第一混合器及第二混合器為文丘里式混合器。
[0020]所述的第一反應器為鼓泡密相床反應器或快速床反應器，
[0021]優選的，第一反應器可以采用鼓泡密相床反應器。
[0022]所述的第二反應器為鼓泡密相床反應器、快速床反應器或提升管反應器，
[0023]優選的，第二反應器可以采用提升管反應器。
[0024]生產芳烴用多段串并聯流化床反應裝置可以用于利用甲醇制芳烴，采用以下步驟:
[0025](I)甲苯原料氣與甲醇原料氣進入第一混合器混合形成混合原料；
[0026](2)混合原料進入第一反應器，與再生催化劑接觸反應，制備得到反應混合物及平衡催化劑;平衡催化劑一部分經汽提氣汽提后返回再生器再生，另一部分進入第二反應器；
[0027](3)反應混合物一部分釋放去后續甲苯回收工序，另一部分進入第二混合器，與甲醇原料氣混合形成二次混合原料；
[0028](4) 二次混合原料進入第二反應器，與第一反應器來的平衡催化劑接觸反應，制備得到芳烴和積炭催化劑，芳烴去后續的反應產物分離工序，積炭催化劑循環回第一反應器。
[0029]與現有技術相比，