[发明专利]分子筛催化剂改性装置及方法

说明书

本申请公开了一种分子筛催化剂改性装置，所述装置包括依次连接的进料单元1、改性单元2和冷却单元3；其中，所述进料单元包括催化剂进料单元11和改性剂进料单元12，所述催化剂进料单元和所述改性剂进料单元分别将催化剂和改性剂引入所述改性单元2，二者在改性单元充分反应后从所述改性单元排出并进入冷却单元3冷却。本申请还公开了所述的分子筛催化剂改性装置的使用方法，所述使用方法包括，通过进料单元1，将催化剂和改性剂分别引入改性单元2，在改性单元2中催化剂经改性剂改性后，排出至冷却单元3，在所述冷却单元3中降温至温度低于50℃后将冷却后的改性催化剂输出至任意储料装置。

技术领域

本申请涉及一种分子筛催化剂改性装置及其使用方法，属于化工领域。

背景技术

乙烯和丙烯是庞大的石油化工产业的基石，绝大多数有机化工产品都是由乙烯和丙烯衍生而来。对二甲苯(PX)是生产PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)和PTT(聚对苯二甲酸丙二醇酯)等聚酯的原料。近年来聚酯在纺织服装、饮料包装等领域的大量应用带动了PTA(精对苯二甲酸)以及上游产品PX产量和消费量的快速增长。目前，PX来源是主要采用石脑油重整得到的甲苯、C9芳烃及混合二甲苯为原料通过歧化、异构化并通过吸附分离或深冷分离而制取，设备投资大，操作费用高。由于产物中对二甲苯的含量受热力学控制，对二甲苯在二甲苯异构体中只占20％左右，而三个二甲苯异构体的沸点相差很小，采用普通的蒸馏技术不能得到高纯度对二甲苯，必须采用昂贵的吸附分离工艺。

USP3911041，USP4049573和USP4100219等专利公开了使用磷、镁、硅等改性的HZSM-5催化剂上甲醇转化制取烯烃的反应；USP5367100和USP5573990公开了中科院大连化学物理研究所使用磷、镧改性的HZSM-5分子筛催化剂上由甲醇或二甲醚制取低碳烯烃的反应。自20世纪70年代以来，国内外相继开展了甲苯甲醇烷基化制对二甲苯技术的研究，该方法以甲苯、甲醇为原料，反应产物中PX选择性高，其生产过程中可避免使用昂贵的吸附分离技术，通过简单的结晶分离即可获得高纯度的对二甲苯，产物中苯含量低。USP4250345公开了使用磷和镁改性的ZSM-5分子筛催化剂，在450℃条件下对二甲苯在其异构体中的最佳选择性约为98％。上述报道表明，在HZSM-5分子筛催化剂上，既可实现甲醇转化制取低碳烯烃反应，也可实现甲醇甲苯烷基化制对二甲苯反应。然而，由于两个反应过程不同，其催化剂物化性质也存在较大差异。因此，采用适宜的改性方法制备一种催化剂可同时满足甲醇转化制烯烃和甲醇甲苯烷基化制对二甲苯两个反应的要求，就可实现使用同一个催化剂同时生产烯烃(乙烯、丙烯、丁烯)和对二甲苯。采用碱土金属、非金属、稀土金属以及硅氧烷基化合物修饰的HZSM-5分子筛催化剂，甲苯转化率较低；另外，该催化剂制备过程复杂，需要进行多次改性、焙烧过程。因此，发展新的由甲醇、苯和/或甲苯制取对二甲苯和烯烃的催化剂的制备方法和制备装置具有非常重要的意义和显著的实际应用性。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供一种分子筛催化剂改性装置，该装置能够对分子筛催化剂进行改性，得到能够催化甲醇转化制烯烃和甲醇甲苯烷基化制对二甲苯两个反应的改性催化剂，所述装置包括依次连接的进料单元1、改性单元2和冷却单元3；

其中，所述进料单元包括催化剂进料单元11和改性剂进料单元12，所述催化剂进料单元和所述改性剂进料单元分别将催化剂和改性剂引入所述改性单元2，二者在改性单元充分反应后从所述改性单元排出并进入冷却单元3冷却。

优选地，所述催化剂进料单元11包括进料仓111、输送器112，所述输送器112与所述改性单元2的改性单元入口22连接；

优选地，输送器112为螺旋输送器；

所述改性剂进料单元12包括改性剂计量泵121和预热器122，所述预热器122的出口与所述改性单元2的改性单元进料分布器24连接；

优选地，所述改性剂计量泵121和所述预热器122之间设有惰性气体管道123和空气管道124。