[发明专利]一种在焦化粗苯精制时调整产品组成的方法

说明书

技术领域

本发明属于一种对焦化粗苯进行精制的方法，具体地说涉及一种在焦化粗苯精制时调整产品组成的方法。

背景技术

焦化粗苯是来自煤炭化工的重要化工原料。我国焦化能力逾3亿吨/年，相应的粗苯产量实际上已经突破400万吨/年，同时，焦化粗苯精制方法也由酸洗法逐渐改进为加氢精制，通过加氢精制得到的苯、甲苯和二甲苯等产品已经完全能够达到石油产品的品质，从而使得我国焦化粗苯成为芳烃原料的重要来源。

焦化粗苯的主要组分是苯、甲苯和二甲苯。其中苯的含量最高，一般为70％左右，甲苯次之，约20％，二甲苯含量一般小于10％，剩余部分为少量乙苯、非芳烃等。加氢精制的过程主要是将粗苯中的噻吩通过加氢转化为硫化氢，并在随后的流程中脱除，使得产品中硫含量小于1ppm。之后通过萃取、精馏，分别得到苯、甲苯和二甲苯产品。

粗苯加氢精制过程以反应温度区分为高温法(Litol法，600-630℃)和低温法(300-370℃)两种。高温法(Litol法)反应温度和压力(6.0Mpa)都较高，对反应设备、管道、仪表等的材质和质量要求很高，制造难度和投资也大。操作运转过程中危险性相对较大，同时该过程把粗苯中的甲苯、二甲苯全部转化为苯，因此产品只有纯苯。低温法反应条件温和，反应温度300-370℃，反应压2.5-3.5Mpa，设备、管道、仪表等的材料要求低，操作过程危险性大为降低，也能得到优质的苯、甲苯、二甲苯等产品，目前低温法是一个理想的加氢精制法，既能得到苯系芳烃产品，又可解决环境污染问题，并且有较高的经济效益。

由于供求关系的原因，三苯相对价格也经常改变。在纯苯价格较高的时候，高温法加氢精制技术可以将烷基苯全部转化为纯苯而具有优势。但是，当烷基苯的需求大、价格高的时候，无论是高温法还是低温法，都无法实现纯苯转化为甲苯和二甲苯的目的。

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。该发明采用萃取法和催化反应联合的方法，以焦化苯为原料，首先经萃取脱除部分噻吩，再在酸性催化剂作用下，与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试剂的情况下，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烷基化反应中的应用，该发明主要涉及到纳米尺度的MCM分子筛催化剂，所涉及到的芳烃原料也是单一的芳烃，没有涉及到像焦化粗苯这样的混合芳烃的烷基化技术。

埃克森美孚公司申请的中国专利ZL99813187.3公布了流化床芳烃烷基化技术。该专利主要解决的是甲苯与甲醇烷基化生产对二甲苯的技术，没有涉及到焦化粗苯作为混合芳烃进行烷基化的内容。

迄今为止，尚无一种技术可以在完成焦化粗苯精制的同时实现调整芳烃产品组成的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种在完成焦化粗苯精制的同时实现调整芳烃产品组成可以增加甲苯和二甲苯的产量，减少苯的产量的一种在焦化粗苯精制时调整产品组成的方法。

本发明的目的是通过对焦化粗苯加氢油进行烷基化而实现的。

焦化粗苯加氢油是指焦化粗苯加氢精制过程的中间产品，即焦化粗苯加氢得到的、未经萃取精馏的产品。焦化粗苯加氢油的主要组成是苯、甲苯、二甲苯和少量乙苯及非芳烃。

首先将焦化粗苯加氢油与烷基化试剂甲醇在装有催化剂的烷基化反应器中发生的主要反应是，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

C₆H₆+CH₃OH→C₇H₈+H₂O，C₆H₆+2CH₃OH→C₈H₁₀+2H₂O

C₇H₈+CH₃OH→C₈H₁₀+H₂O

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。这些反应是本发明不需要的反应，可以通过调整催化剂的选择性得到控制：