[发明专利]制备生产芳烃用反应管的方法和生产芳烃用反应管

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，具体而言，本发明涉及制备生产芳烃用反应管的方法和生产芳烃用反应管。

背景技术

苯、甲苯和二甲苯等轻质芳烃，是重要的中间体和有机化工原料，应用广泛，如合成材料、洗涤剂、农药等领域。目前芳烃主要来源于石油化工相关工艺，但石油资源日益紧缺，同时我国需要大量依靠进口，因此，利用我国化石资源中储量相对丰富的煤炭来生产芳烃产品具有十分重要的意义。通过煤制电石，进而制备乙炔，用乙炔作为原料生产轻质芳烃，是一条具有现实意义的路径。然而，如何提高乙炔的转化率以及轻质芳烃的产率还有待进一步研究。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出制备生产芳烃用反应管的方法和生产芳烃用反应管。本发明提出的制备生产芳烃用反应管的方法过程简单，且将制备得到的生产芳烃用反应管用于乙炔制芳烃时，不仅可以屏蔽非金属管内表面对反应的干扰，并通过热反应获得较高收率的轻质芳烃，还能有效避免复杂的催化剂制备过程以及催化反应制芳烃过程中催化剂酸性较强和易积炭等问题。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种制备生产芳烃用反应管的方法，包括：

(1)采用碱液对非金属管内表面进行清洗；

(2)采用无机酸溶液对步骤(1)清洗后的非金属管内表面进行酸洗；

(3)对步骤(2)酸洗后的非金属管内表面进行水洗、第一干燥和第一焙烧；

(4)采用硅烷化溶液对步骤(3)焙烧后的非金属管内表面进行硅烷化处理，使所述非金属管内表面形成湿膜；

(5)对经过步骤(4)硅烷化处理得到的非金属管进行第二干燥和第二焙烧；

(6)重复步骤(4)-(5)，使所述非金属管内表面形成硅烷化涂层，以便获得所述生产芳烃用反应管。

根据本发明上述实施例的制备生产芳烃用反应管的方法，通过依次采用碱液、无机酸和水对非金属管内表面进行清洗，可以使非金属管内壁形成相对粗糙的表面环境，然后再采用硅烷化溶液对其内表面进行多次硅烷化处理，可以在非金属管的内表面形成硅烷化涂层。本发明上述实施例的制备生产芳烃用反应管的方法不仅方法简单、成本低，且将制备得到的生产芳烃用反应管用于乙炔制芳烃时，形成的硅烷化涂层可以使非金属管的内壁保持惰性，由此，不仅可以屏蔽非金属管内表面对乙炔制芳烃反应的干扰，防止乙炔深度聚合进而降低积炭风险，还可以通过热反应获得较高收率的轻质芳烃；同时，采用本发明上述实施例的方法制备得到的生产芳烃用反应管来生产芳烃，还能有效避免复杂的催化剂制备过程以及催化反应制芳烃过程中催化剂酸性较强和易积炭等问题。

另外，根据本发明上述实施例的制备生产芳烃用反应管的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述非金属管为陶瓷管或石英管。由此，可以有效避免或减少乙炔制芳烃反应中副产物的生成。

在本发明的一些实施例中，所述非金属管的内径为4-50mm，优选20mm。由此，可以显著提高乙炔制芳烃反应的效率以及芳烃的收率。

在本发明的一些实施例中，所述碱液为氢氧化钠溶液，所述碱液的浓度为0.05-2mol/L。由此，可以有效去除非金属管内表面的杂质和油脂等。

在本发明的一些实施例中，所述碱液的浓度为0.5-1.5mol/L。由此，可以进一步提高采用碱液对非金属管内表面进行清洗的效率和效果。

在本发明的一些实施例中，所述无机酸溶液为选自硝酸溶液、硫酸溶液和盐酸溶液中的至少一种，所述无机酸溶液的浓度为0.05-2mol/L。由此，可以为非金属管内表面制造相对粗糙的环境，进而有利于在非金属管内表面形成硅烷化涂层。

在本发明的一些实施例中，所述无机酸溶液的浓度为0.5-1.5mol/L。由此，可以进一步提高对非金属管内表面进行酸洗的效率和效果。

在本发明的一些实施例中，所述硅烷化溶液是将硅烷化试剂溶于有机溶剂得到的，所述硅烷化溶液的浓度为0.5-3mol/L。由此，不仅可以在非金属管内表面顺利形成湿膜，还可以进一步提高后续形成的硅烷化涂层的强度以及与非金属管的结合强度。

在本发明的一些实施例中，所述硅烷化试剂为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯或四氯化硅，所述有机溶剂为选自正己烷、环己烷、四氯化碳和环戊烷中的至少一种。由此，可以进一步有利于在非金属管内表面形成硅烷化涂层，并使形成的硅烷化涂层具有更高的强度、适宜的厚度和均匀度的等优点。