[发明专利]芳烃转化增产二甲苯的组合床工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种芳烃转化增产二甲苯的组合床工艺。

背景技术

碳九及其以上重芳烃(C₉⁺A)是炼油及芳烃生产过程的副产物，随着炼油规模的扩大及芳烃联合装置的大型化，副产的重芳烃资源越来越多，如何高效利用这部分资源是提高装置效益的重要途径。目前，利用甲苯与碳九及其以上重芳烃(C₉⁺A)烷基转移反应增产二甲苯是有效利用重芳烃来增产二甲苯的方法之一，被广泛应用。然而当反应原料中碳十及其以上重质芳烃的含量越高，尤其是萘系物含量越高，催化剂活性降低，并快速结焦失活。因此，传统的烷基转移工艺中对反应原料中的萘系物含量都有严格的限制。目前，歧化与烷基转移单元对C9+重芳烃的利用主要集中在对C9A及部分C10A的利用，而萘系物及C11+A得不到有效利用。目前烷基转移反应工艺多采用固定床或径向床，催化剂更换周期为4年以上。

萘系化合物的轻质化需在金属与酸性协同作用下进行，通过部分开环加氢及加氢裂解过程生产轻质芳烃。贵金属铂、钯及非贵金属镍、钼等催化剂被报道用作多环芳烃加氢裂解的有效组分。萘系化合物加氢裂解反应为强放热过程，在固定床反应器中容易引起床层的飞温。单环芳烃与多环芳烃共存体系在同一催化剂床层进行反应，多环芳烃将抑制单环芳烃的转化，而单环芳烃也发生深度加氢反应。

CN1122571公开了一种含贵金属的分子筛催化剂，该催化剂以10-80％(重量)丝光沸石或β沸石和0-70％(重量)的ZSM-5，5-90％(重量)的γ-Al2O3为载体，负载0.001-0.5重量份铂及0.01-10.0重量份锡或0.01-7.0重量份铅。该催化剂能处理高C9⁺A原料，并提高了混合二甲苯产率及催化剂稳定性。

CN1259930A公开了一种重芳烃处理方法，以含有约束指数为0.5-3的沸石和氢化组分为第一催化剂和约束指数为3-12的中等孔沸石为第二催化剂形成组合工艺，该工艺能有效转化重芳烃。

US20080026931A1公开了一种含酸性分子筛及铼、锡、禇金属组分的催化剂，用于重芳烃烷基转移，具有较高活性及较低的环损率。

上述专利文献均为固定床反应工艺，且未涉及到处理C₉⁺A中萘系物组分。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有芳烃转化技术不能有效处理多环芳烃化合物及催化剂寿命短等缺点。提供一种新的芳烃转化增产二甲苯的组合床工艺，该工艺用于芳烃转化反应，能有效处理多环芳烃化合物，提高重芳烃资源的利用率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：芳烃转化增产二甲苯的组合床工艺，包括以下步骤：

a)将含有C9+芳烃组分的原料I与氢气混合预热后，通入浆态床反应器中，与浆态床中的催化剂I接触发生反应，生成产物Ⅰ；

b)反应产物Ⅰ与苯和/或甲苯的原料II混合预热后进入固定床反应器，与固定床中的催化剂II接触反应，生成产物Ⅱ；

c)产物Ⅱ经过换热、冷却后进行油气分离，得气相产物Ⅲ及液相产物Ⅴ；

d)气相产物Ⅲ部分返回浆态床与步骤a)中的原料I混合；

e)液相产物Ⅴ经精馏分离，其中苯和/或甲苯至少部分返回固定床与步骤b)中原料II混合；C9+A组分至少部分返回浆态床与步骤a)中的原料I混合；二甲苯作为产物采出。

上述方案中，原料I的C9+芳烃中含有0.1-100％的双环或多环化合物。原料I的C9+芳烃来自催化重整、裂解汽油加氢或渣油/重油加氢组分。原料II的苯和/或甲苯与原料I的C9+芳烃的重量比例为1：9～9：1。浆态床反应器中的氢烃摩尔比为0.5-6，反应温度为100-400℃，反应压力为0.5-5.0MPa，液体原料重量空速为1-10h^-1。固定床反应器的氢烃摩尔比为0.5-4，反应温度为300-500℃，压力为0.5-5.0MPa，液体原料重量空速为1-8h^-1。

上述方案中，浆态床反应器中催化剂含有至少一种选自ZSM-5、Beta、USY、MCM-44、Al2O3、无定形硅铝酸盐的组分。浆态床反应器中催化剂还含有至少一种选自Pt、Pd、Ir、Rh、Ni、Mo的金属组分。上述技术方案中，优选的，催化剂中含有元素Ir和Ni。上述技术方案中，优选的，催化剂I中含有元素Rh和Ni。