[发明专利]一种煤基原料生产邻二甲苯的方法

权利要求书

1.一种煤基原料生产邻二甲苯的方法，其特征在于以煤基粗苯和煤基粗甲醇为原料，采用外比表面积大、弱酸及中强酸为主的烷基化催化剂和抗结焦烷基化反应介质，通过酸洗、加氢预处理、烷基化反应、精馏、异构化反应、烷基转移反应，得到邻二甲苯；具体步骤如下：

（1）将煤基粗苯进行酸洗和加氢预处理，与煤基粗甲醇一起投入到烷基化反应器中，进行烷基化反应；煤基粗甲醇与煤基粗苯的摩尔比为 1:1～1:6，反应压力为常压至5.0 MPa，反应温度为 350～700℃，水与煤基粗苯和煤基粗甲醇的总量的摩尔比为1:2~10:1，总质量空速为 0.2～10.0 h^-1；载气与煤基粗苯和煤基粗甲醇的总量的摩尔比为 1:2～10:1；

（２）烷基化反应产物与未反应的苯进入精馏系统，依次经气提塔、苯塔和甲苯塔，分离出的轻烃作为装置燃料，分离出的苯和部分甲苯循环作为反应原料，甲苯塔流出的重组份进入PX+MX（对二甲苯+间二甲苯）精馏塔；PX+MX精馏塔分离出的对二甲苯和间二甲苯混合物进入异构化反应器，反应所得混合二甲苯循环进入PX+MX精馏塔；PX+MX精馏塔流出的重组分原料进入邻二甲苯精馏塔，分离得到高纯邻二甲苯产品；邻二甲苯精馏塔流出的重组分物料进入三甲苯精馏塔，分离所得三甲苯与甲苯塔分离所得部分甲苯进入烷基转移反应器，所得产物和未反应原料一同循环并入烷基化产物，进入精馏系统；三甲苯精馏塔流出的重组份物料作为装置液体燃料；

（３）步骤（２）中PX+MX精馏塔分离出的对二甲苯和间二甲苯混合物进入异构化反应器，同时加入异构化反应催化剂，对二甲苯与间二甲苯的摩尔比为 1:1～1:4，反应压力为常压至5.0 MPa，反应温度为250～500℃，总质量空速为 0.1～ 10.0 h^-1；采用H₂或N₂为反应载气，载气与反应原料的摩尔比为 1:2～10:1；

（４）步骤（２）中分离出的苯和部分甲苯循环作为反应原料，进入烷基转移反应器进行烷基转移反应，甲苯与三甲苯的摩尔比为 1: 4～4:1，反应压力为常压至6.0 MPa，反应温度为350～700 ℃，总质量空速为 0.1～10.0 h^-1；采用H₂或N₂为反应载气，载气与反应原料的摩尔比为 1:2～10:1；

其中：烷基化催化剂外比表面积大于90 m²/g，外表面酸性位数量占总酸性位数量的30.0%以上，弱酸和中强酸性位数量占总酸性位数量的95%以上；抗结焦烷基化反应介质为H₂或CO₂。

2.根据权利要求1所述的煤基原料生产邻二甲苯的方法，其特征在于原料中的煤基粗甲醇为煤焦炉气所制粗甲醇或煤合成气所制粗甲醇中的至少一种，煤基粗甲醇原料中甲醇含量为80.0-93.0 wt%，其他杂质组分为水、二甲醚、乙醇、丁醇或戊醇中一种以上。

3.根据权利要求1所述的煤基原料生产邻二甲苯的方法，其特征在于原料中的煤基粗苯为焦化苯、煤焦油重组分轻质化粗苯中的至少一种，煤基粗苯中，除苯外，还含有0.5 ~15.0 wt%甲苯和少量二甲苯及其他杂质，所述其他杂质为环己烷、含氮或含硫物质中一种以上。

4.根据权利要求1所述的煤基原料生产邻二甲苯的方法，煤基粗苯酸洗采用硫酸洗涤法；煤基粗苯加氢预处理在固定床反应器中进行，采用NiO-MoO₃及Co-MoO₃催化剂。

5.根据权利要求1所述的煤基原料生产邻二甲苯的方法，其特征在于步骤（３）中所述异构化反应催化剂采用两种金属氧化物修饰的片状MCM-56、纳米针状ZSM-5、片状MCM-49或纳米Beta分子筛，或其两种复合物；两种金属氧化物助剂选自La₂O₃、CaO、Ce₂O₃、MgO和CuO，金属氧化物助剂总含量为0.1 ~ 10.0 wt%。