CN114436727B - 含氧化合物制备甲苯的装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含氧化合物制备甲苯的装置与方法，该装置包括依次连接的：①含氧化合物芳构化单元；②轻烃/芳烃分离单元；③甲苯分离单元和⑤烷基转移单元；另外，在②轻烃/芳烃分离单元上闭环连接有④无机气体去除单元和⑥轻烃芳构化单元；⑤烷基转移单元的出口分别与②轻烃/芳烃分离单元和③甲苯分离单元相连接。该装置用于含氧化合物制甲苯，具有甲苯选择性高的优点，以最大化生产甲苯。
Description
技术领域
本发明涉及有机化工技术领域，特别涉及一种含氧化合物制备甲苯的装置与方法。
背景技术
甲苯是重要的有机化工原料，作为基础化工产品，其下游产物广泛用于生产染料、医药、农药和食品，以及化纤、塑料和橡胶等高端和精细化工产品，使用领域几乎遍布人类生活的各个方面。近年来，随着相关化工产业的不断发展，中国对甲苯的需求量依然在持续不断增长。
目前工业中甲苯主要来源有两个，一个是以催化重整汽油中抽提而来，另一个是以裂解汽油为主要原料的抽提法，两者的共同点是均为石油化工路线，该路线目前面临的主要问题是其竞争力受油价波动的深刻影响。中国的石油资源短缺，但是煤炭资源较为丰富。近年来，随着高效催化剂与装置大型化技术的开发成功，煤基甲醇、二甲醚和乙醇等含氧化合物的生产成本大幅度降低，这为下游芳烃产品的生产提供了廉价的原料来源。以甲醇、二甲醚和乙醇等为代表的含氧化合物，作为煤化工下游最主要的产品之一，其化工利用近年来发展迅猛。以煤化工下游产品含氧化合物为原料，在催化剂上转化生成甲苯的过程对于缓解甲苯资源短缺、延伸煤化工产业链具有重要意义。
中国发明专利CN 108017486 A公开了一种含有含氧化合物原料转化制芳烃的方法，通过含有含氧化合物原料进入催化转化反应系统得到富含芳烃的反应产物；富含芳烃的反应产物经冷却分离系统得到水相产物、油相产物排出系统，其中碳五以上非芳烃返回含有含氧化合物原料催化转化反应系统，得到的至少一部分碳三和碳四烃进入轻烃芳构化反应系统；轻烃芳构化反应产物返回冷却分离系统的技术方案来生产芳烃。
中国发明专利CN 102134178 A公开了一种醇醚催化转化制备乙苯的装置及方法。该装置包括两个芳构化反应子系统，甲苯歧化子系统，乙烯与苯的烷基化子系统及三个分离子系统。利用该装置转化醇醚原料最大化地生产匹配量级的苯与乙烯，将烷基化子系统出口的干气直接用作甲苯歧化子系统的工艺气，而且还避免了乙烯与乙烷分离难题。
中国发明专利CN1010671226A公开了一种甲醇芳构化制取二甲苯工艺。该工艺利用金属-改性分子筛复合性材料作为催化剂，甲醇与链烃在甲醇芳构化反应器中进行芳构化反应，通过调节原料中甲醇和烃类的比例，调控芳构化与烷基化反应的协同，实现有效提高二甲苯的收率和延长催化剂的使用周期的目的。
以上关于利用含氧化合物制备芳烃的文献报道，其产物中是混合芳烃或乙苯以及二甲苯等，没有涉及最大化生产甲苯的装置和方法，产品中甲苯的选择性低。
发明内容
本发明所要解决的关键技术问题是现有技术中存在的产品中甲苯的选择性低的问题，提供了一种新型含氧化合物制甲苯的装置与方法。该装置用于含氧化合物制甲苯，具有甲苯选择性高的优点。
为解决上述的技术问题，本发明第一方面在于提供一种含氧化合物制备甲苯的装置，该装置包括依次连接的：①含氧化合物芳构化单元；②轻烃/芳烃分离单元；③甲苯分离单元和⑤烷基转移单元；另外，在②轻烃/芳烃分离单元上闭环连接有④无机气体去除单元和⑥轻烃芳构化单元；⑤烷基转移单元的出口分别与②轻烃/芳烃分离单元和③甲苯分离单元相连接。
进一步，所述的①含氧化合物芳构化单元和⑥轻烃芳构化单元采用固定床、移动床或者流化床的方式。所用催化剂为商用的芳构化催化剂。催化剂中，以质量百分数计，含有0.2-3％的磷助剂。
所述的⑤烷基转移单元使用固定床、移动床或者流化床的方式。所用催化剂为商用的烷基转移催化剂。催化剂中以质量百分数计，含有0.5-30％的含十元环孔道的沸石分子筛作为助剂。
本发明另一方面在于提供一种利用含氧化合物制备甲苯的方法，所述方法包含如下步骤：
步骤A：将反应原料含氧化合物通入①含氧化合物芳构化单元中，生成的产物含有含碳有机物和无机气体；
步骤B：将①含氧化合物芳构化单元中所生产的产物经②轻烃/芳烃分离单元分离为芳烃产物和其余产物，其中芳烃产物进入③甲苯分离单元分离为苯、甲苯和C7以上芳烃，其余产物进入④无机气体去除单元，以去除氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷，剩余为C2-C6的轻烃；
步骤C：将③甲苯分离单元中所生产的产物分离出甲苯为最终产品，其余的苯和一部分C7以上芳烃产物通入⑤烷基转移单元中，将⑤烷基转移单元反应产物分为两股，第一股原料返回通入③甲苯分离单元中，第二股原料返回通入②轻烃/芳烃分离单元；将④无机气体去除单元所生产的C2-C6轻烃通入⑥轻烃芳构化单元，产物继续作为原料通入②轻烃/芳烃分离单元。
所述的反应原料含氧化合物为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、二甲醚、甲乙醚、乙醚、二乙醚、二异丙基醚或其任意比例混合物；所述含氧化合物的重量百分含量为至少10％，优选至少20％。
进一步，步骤A生成的产物中无机气体包括氢气、一氧化碳和二氧化碳。无机气体及含碳有机物的总质量计，产物质量百分数组成如下：1-10％的甲烷，10-50％的C2-C6轻烃，5-15％的苯，10-25％的甲苯，10-25％的其他芳烃，其余为无机气体。
进一步，步骤C中⑤烷基转移单元所用催化剂为商用的烷基转移催化剂，以催化剂的质量百分数计，含有0.5-30％的含十元环孔道的沸石分子筛为助剂。其中所述十元环孔道沸石分子筛占烷基转移单元所用催化剂的百分含量定义为A；进一步，步骤C中，⑤烷基转移单元反应产物中第一股原料所占的质量百分数为B，为了最大化生产甲苯，A减B的值控制在-30％到30％之间。
所述的①含氧化合物芳构化单元中反应温度为200-550℃，压力为0.1-3.5MPa；所述⑤烷基转移单元中反应温度为150-580℃，压力为0.1-3.5Mpa，优选反应温度为350-480℃，压力为0.1-1.0MPa。所述⑥轻烃芳构化单元中反应温度为450-680℃，优选480-650℃，压力为0.1-3.0MPa。
本发明有以下创新点：1.本发明利用几个单元和催化剂的组合形成的新的装置和方法，最大化的生产甲苯；2.本发明将含氧化合物芳构化单元和轻烃/芳烃分离单元分为两个独立的子单元并且采取不同的操作条件，目的是为了依据原料的变化，最大化的生产甲苯；3.本发明中所涉及的含氧化合物芳构化单元和轻烃芳构化单元中采用的催化剂相同，只是依据不同的工况，调变操作条件，因此可以明显降低实际运行成本；4.本发明引入的无机气体分离单元，目的是去除氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷，以便最大化地将剩余的轻烃资源在轻烃芳构化单元中生成芳烃，其中部分含氢无机气体可以用于烷基转移单元，减少了专门制氢装置，降低了操作成本。5.本发明引入的烷基转移单元是将C8及以上的芳烃中多余的甲基引入苯分子，以提高甲苯产物的收率。6.本发明中的芳构化催化剂采用商用的芳构化催化剂，但是加入一定比例的磷元素以提高催化剂的长周期稳定性；本发明中的烷基转移催化剂采用商用的烷基转移催化剂，但是加入一定比例的含十元环孔道的沸石分子筛，以提高甲苯的选择性。7.本发明通过A减B的值控制在-30％到30％之间在提高甲苯选择性的同时，有效控制⑤烷基转移单元和③甲苯分离单元中氢和轻烃的循环量，以最大化生产甲苯。
附图说明
图1为本发明含氧化合物制备甲苯的装置示意图；
其中①含氧化合物芳构化单元中生成的产品包含无机气体、轻烃和芳烃等产品；②轻烃/芳烃分离单元中产品包括芳烃和其余产物，其余产物主要为无机气体和轻烃；③甲苯分离单元中的产品为苯、甲苯和C7以上芳烃；④无机气体去除单元中的去除的无机气体为氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷，剩余的轻烃为C2-C6的轻烃；⑤烷基转移单元和⑥轻烃芳构化单元中的产品均为苯、甲苯和C7以上芳烃，以及少量的轻烃。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步阐述。但应当理解，本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1所示给出了本发明含氧化合物制备甲苯的装置示意图。该装置包括依次连接的：①含氧化合物芳构化单元；②轻烃/芳烃分离单元；③甲苯分离单元和⑤烷基转移单元；另外，在②轻烃/芳烃分离单元上闭环连接有④无机气体去除单元和⑥轻烃芳构化单元；⑤烷基转移单元的出口分别与②轻烃/芳烃分离单元和③甲苯分离单元相连接。
下面给出采用该装置以含氧化合物制备甲苯的具体实施例。
实施例1
以30％的甲醇+70％水为原料，将该原料通入①含氧化合物芳构化单元中，采用固定床反应器形式和商用的芳构化催化剂(来自CN201510141378实施例1)，同时加入0.3％的磷为助剂，在反应温度380℃，压力为0.9MPa的条件下，①含氧化合物芳构化单元中生成如下产品：1％的甲烷，45％的C2-C6轻烃，9％的苯，20％的甲苯，16％的其余芳烃，剩余的为无机气体，包括氢气、一氧化碳与二氧化碳。随后将①含氧化合物芳构化单元中生成的产品经②轻烃/芳烃分离单元分离为芳烃产物和其余产物，其中芳烃产物进入③甲苯分离单元分离为苯、甲苯和C7以上芳烃，其余产物进入④无机气体去除单元，以去除氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷，剩余为C2-C6的轻烃。③甲苯分离单元中所生产的产物中甲苯为最终产品，生产的其余产物包括苯和C7以上芳烃产物通入⑤烷基转移单元中，其中一部分的C7以上的芳烃作为产品之一，⑤烷基转移单元采用固定床反应器形式和商用的烷基转移催化剂(来自于CN200410052716实施例1)，同时加入含十元环孔道的沸石分子筛为助剂，十元环孔道沸石分子筛占烷基转移单元所用催化剂的百分含量为1.8％(A)，反应温度为380℃，压力为0.8MPa；将⑤烷基转移单元反应产物依据产物中甲苯的百分含量分为两股，一股作为原料返回通入③甲苯分离单元中，另一股作为原料返回通入②轻烃/芳烃分离单元，其中第一股所占的质量百分数为31％(B)，A减B所得差值为-29.2％。将④无机气体去除单元所生产的C2-C6轻烃通入⑥轻烃芳构化单元，⑥轻烃芳构化单元采用固定床反应器形式和商用的芳构化催化剂，同时加入0.3％的磷为助剂，反应温度为490℃，压力为1.8MPa，产物继续作为原料通入②轻烃/芳烃分离单元。采用以上技术方案，以甲醇的碳基收率计，产物中甲苯的总收率61％。
实施例2
以50％的乙醇+20％乙醚+30％水为原料，将该原料通入①含氧化合物芳构化单元中，采用移动床反应器形式和商用的芳构化催化剂(同实施例1)，同时加入1.8％的磷为助剂，在反应温度440℃，压力为0.3MPa的条件下，①含氧化合物芳构化单元中生成如下产品：3％的甲烷，40％的C2-C6轻烃，10％的苯，20％的甲苯，16％的其余芳烃，剩余的为无机气体，包括氢气、一氧化碳与二氧化碳。随后将①含氧化合物芳构化单元中生成的产品经②轻烃/芳烃分离单元分离为芳烃产物和其余产物，其中芳烃产物进入③甲苯分离单元分离为苯、甲苯和C7以上芳烃，其余产物进入④无机气体去除单元，以去除氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷，剩余为C2-C6的轻烃。③甲苯分离单元中所生产的产物中甲苯为最终产品，生产的其余产物包括苯和C7以上芳烃产物通入⑤烷基转移单元中，其中一部分的C7以上的芳烃作为产品之一，⑤烷基转移单元采用固定床反应器形式和商用的烷基转移催化剂(同实施例1)，同时加入含十元环孔道的沸石分子筛为助剂，十元环孔道沸石分子筛占烷基转移单元所用催化剂的百分含量为8.7％(A)，反应温度为380℃，压力为0.8MPa；将⑤烷基转移单元反应产物依据产物中甲苯的百分含量分为两股，一股作为原料返回通入③甲苯分离单元中，另一股作为原料返回通入②轻烃/芳烃分离单元，其中第一股所占的质量百分数为22％(B)，A减B所得差值为-13.3％。将④无机气体去除单元所生产的C2-C6轻烃通入⑥轻烃芳构化单元，⑥轻烃芳构化单元采用移动床反应器形式和商用的芳构化催化剂，加入1.8％的磷为助剂，反应温度为560℃，压力为0.6MPa，产物继续作为原料通入②轻烃/芳烃分离单元。采用以上技术方案，以乙醇和乙醚的碳基收率计，甲苯的总收率65％。
实施例3
以40％的二甲醚+40％甲乙醚+20％水为原料，将该原料通入①含氧化合物芳构化单元中，采用流化床反应器形式和商用的芳构化催化剂(同实施例1)，加入2.8％的磷为助剂，在反应温度540℃，压力为0.2MPa的条件下，①含氧化合物芳构化单元中生成如下产品：8％的甲烷，33％的C2-C6轻烃，11％的苯，23％的甲苯，21％的其余芳烃。剩余的为无机气体，包括氢气、一氧化碳与二氧化碳。随后将①含氧化合物芳构化单元中生成的产品经②轻烃/芳烃分离单元分离为芳烃产物和其余产物，其中芳烃产物进入③甲苯分离单元分离为苯、甲苯和C7以上芳烃，其余产物进入④无机气体去除单元，以去除氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷，剩余为C2-C6的轻烃。③甲苯分离单元中所生产的产物中甲苯为最终产品，生产的其余产物包括苯和C7以上芳烃产物通入⑤烷基转移单元中，其中一部分的C7以上的芳烃作为产品，⑤烷基转移单元采用流化床反应器形式和商用的烷基转移催化剂(同实施例1)，同时加入含十元环孔道的沸石分子筛为助剂，十元环孔道沸石分子筛占烷基转移单元所用催化剂的百分含量为29.3％(A)，反应温度为400℃，压力为0.15MPa；将⑤烷基转移单元反应产物依据产物中甲苯的百分含量分为两股，一股作为原料返回通入③甲苯分离单元中，另一股作为原料返回通入②轻烃/芳烃分离单元，其中第一股所占的质量百分数为8％(B)，A减B所得差值为21.3％。将④无机气体去除单元所生产的C2-C6轻烃通入⑥轻烃芳构化单元，⑥轻烃芳构化单元采用流化床反应器形式和商用的芳构化催化剂，加入2.8％的磷为助剂，反应温度为620℃，压力为0.3MPa，产物继续作为原料通入②轻烃/芳烃分离单元。采用以上技术方案，以二甲醚和甲乙醚的碳基收率计，甲苯的总收率64％。
对比例1
以40％的二甲醚+40％甲乙醚+20％水为原料，将该原料通入①含氧化合物芳构化单元中，采用流化床反应器形式和商用的芳构化催化剂(同实施例1)，加入2.8％的磷为助剂，在反应温度540℃，压力为0.2MPa的条件下，①含氧化合物芳构化单元中生成如下产品：8％的甲烷，33％的C2-C6轻烃，11％的苯，23％的甲苯，21％的其余芳烃。剩余的为无机气体，包括氢气、一氧化碳与二氧化碳。随后将①含氧化合物芳构化单元中生成的产品经②轻烃/芳烃分离单元分离为芳烃产物和其余产物，其中芳烃产物进入③甲苯分离单元分离为苯、甲苯和C7以上芳烃，其余产物进入④无机气体去除单元，以去除氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷，剩余为C2-C6的轻烃。③甲苯分离单元中所生产的产物中甲苯为最终产品，生产的其余产物包括苯和C7以上芳烃产物通入⑤烷基转移单元中，其中一部分的C7以上的芳烃作为产品，⑤烷基转移单元采用流化床反应器形式和商用的烷基转移催化剂(同实施例1)，同时加入含十元环孔道的沸石分子筛为助剂，十元环孔道沸石分子筛所占的百分含量为26.1％(A)，反应温度为400℃，压力为0.15MPa；将⑤烷基转移单元反应产物依据产物中甲苯的百分含量分为两股，一股作为原料返回通入③甲苯分离单元中，另一股作为原料返回通入②轻烃/芳烃分离单元，其中第一股所占的质量百分数为60％(B)，A减B所得差值为-33.9％。将④无机气体去除单元所生产的C2-C6轻烃通入⑥轻烃芳构化单元，⑥轻烃芳构化单元采用流化床反应器形式和商用的芳构化催化剂，加入2.8％的磷为助剂，反应温度为620℃，压力为0.3MPa，产物继续作为原料通入②轻烃/芳烃分离单元。采用以上技术方案，以二甲醚和甲乙醚的碳基收率计，甲苯的总收率53％。
对比例2
以30％的甲醇+70％水为原料，将该原料通入①含氧化合物芳构化单元中，采用固定床反应器形式和商用的芳构化催化剂(同实施例1)，加入0.3％的磷为助剂，在反应温度380℃，压力为0.9MPa的条件下，①含氧化合物芳构化单元中生成如下产品：1％的甲烷，45％的C2-C6轻烃，9％的苯，20％的甲苯，16％的其余芳烃。剩余的为无机气体，包括氢气、一氧化碳与二氧化碳。随后将①含氧化合物芳构化单元中生成的产品经②轻烃/芳烃分离单元分离为芳烃产物和其余产物，其中芳烃产物进入③甲苯分离单元分离为苯、甲苯和C7以上芳烃，其余产物进入④无机气体去除单元，以去除氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷，剩余为C2-C6的轻烃。③甲苯分离单元中所生产的产物中甲苯为最终产品，生产的其余产物包括苯和C7以上芳烃产物通入⑤烷基转移单元中，其中一部分的C7以上的芳烃作为产品，⑤烷基转移单元采用固定床反应器形式和商用的烷基转移催化剂(同实施例1)，同时加入含十元环孔道的沸石分子筛为助剂，十元环孔道沸石分子筛所占的百分含量为37.7％(A)，反应温度为380℃，压力为0.8MPa；将⑤烷基转移单元反应产物依据产物中甲苯的百分含量分为两股，一股作为原料返回通入③甲苯分离单元中，另一股作为原料返回通入②轻烃/芳烃分离单元，其中第一股所占的质量百分数为6％(B)，A减B所得差值为31.7％。将④无机气体去除单元所生产的C2-C6轻烃通入⑥轻烃芳构化单元，⑥轻烃芳构化单元采用固定床反应器形式和商用的芳构化催化剂，加入0.3％的磷为助剂，反应温度为490℃，压力为1.8MPa，产物继续作为原料通入②轻烃/芳烃分离单元。采用以上技术方案，以甲醇的碳基收率计，甲苯的总收率51％。
对比例3
以30％的甲醇+70％水为原料，将该原料通入①含氧化合物芳构化单元中，采用固定床反应器形式和商用的芳构化催化剂(同实施例1)，加入5.5％的磷为助剂，在反应温度380℃，压力为0.9MPa的条件下，①含氧化合物芳构化单元中生成如下产品：2％的甲烷，54％的C2-C6轻烃，8％的苯，11％的甲苯，14％的其余芳烃。剩余的为无机气体，包括氢气、一氧化碳与二氧化碳。随后将①含氧化合物芳构化单元中生成的产品经②轻烃/芳烃分离单元分离为芳烃产物和其余产物，其中芳烃产物进入③甲苯分离单元分离为苯、甲苯和C7以上芳烃，其余产物进入④无机气体去除单元，以去除氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷，剩余为C2-C6的轻烃。③甲苯分离单元中所生产的产物中甲苯为最终产品，生产的其余产物包括苯和C7以上芳烃产物通入⑤烷基转移单元中，其中一部分的C7以上的芳烃作为产品，⑤烷基转移单元采用固定床反应器形式和商用的烷基转移催化剂(同实施例1)，同时加入含十元环孔道的沸石分子筛为助剂，十元环孔道沸石分子筛所占的百分含量为1.8％(A)，反应温度为380℃，压力为0.8MPa；将⑤烷基转移单元反应产物依据产物中甲苯的百分含量分为两股，一股作为原料返回通入③甲苯分离单元中，另一股作为原料返回通入②轻烃/芳烃分离单元，其中第一股所占的质量百分数为31％(B)，A减B所得差值为-29.2％。将④无机气体去除单元所生产的C2-C6轻烃通入⑥轻烃芳构化单元，⑥轻烃芳构化单元采用固定床反应器形式和商用的芳构化催化剂，加入5.5％的磷为助剂，反应温度为490℃，压力为1.8MPa，产物继续作为原料通入②轻烃/芳烃分离单元。采用以上技术方案，以甲醇的碳基收率计，甲苯的总收率50％。
Claims (7)
1.一种利用含氧化合物制备甲苯的方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：
步骤A：将反应原料含氧化合物通入①含氧化合物芳构化单元中，生成的产物含有含碳有机物和无机气体；所述的反应原料含氧化合物为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、二甲醚、甲乙醚、乙醚、二乙醚、二异丙基醚或其任意比例混合物；所述含氧化合物的重量百分含量为至少10%；
步骤B：将①含氧化合物芳构化单元中所生产的产物经②轻烃/芳烃分离单元分离为芳烃产物和其余产物，其中芳烃产物进入③甲苯分离单元分离为苯、甲苯和C7以上芳烃，其余产物进入④单元，以去除氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷，剩余为C2-C6的轻烃；
步骤C：将③甲苯分离单元中所生产的产物分离出甲苯为最终产品，其余的苯和一部分C7以上芳烃产物通入⑤烷基转移单元中，将⑤烷基转移单元反应产物分为两股，第一股原料返回通入③甲苯分离单元中，第二股原料返回通入②轻烃/芳烃分离单元；将④单元所生产的C2-C6轻烃通入⑥轻烃芳构化单元，产物继续作为原料通入②轻烃/芳烃分离单元；
所述的①含氧化合物芳构化单元和⑥轻烃芳构化单元采用固定床、移动床或者流化床的方式，所用催化剂中，以质量百分数计，含有0.2-3%的磷助剂；
步骤C中，所述的⑤烷基转移单元所用催化剂，以催化剂的质量百分数计，含有0.5-30%的含十元环孔道的沸石分子筛为助剂；将所述十元环孔道沸石分子筛占烷基转移单元所用催化剂的百分含量定义为A；步骤C中，⑤烷基转移单元反应产物中第一股原料占烷基转移单元反应产物的质量百分数定义为B，A减B的值控制在-30%到30%之间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含氧化合物的重量百分含量为至少20%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中生成的产物，以无机气体及含碳有机物的总质量计，质量百分数组成如下：1-10%的甲烷，10-50%的C2-C6轻烃，5-15%的苯，10-25%的甲苯，10-25%的其他芳烃，其余为无机气体。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的①含氧化合物芳构化单元中反应温度为200-550 ℃，压力为0.1-3.5 MPa；所述⑥轻烃芳构化单元中反应温度为450-680 ℃，压力为0.1-3.0 MPa。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述⑥轻烃芳构化单元中反应温度为480-650 ℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述⑤烷基转移单元中反应温度为150-580 ℃，压力为0.1-3.5 MPa。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述⑤烷基转移单元中反应温度为350-480 ℃，压力为0.1-1.0 MPa。
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5081323A (en) * | 1987-12-17 | 1992-01-14 | Chevron Research And Technology Company | Liquid phase alkylation or transalkylation process using zeolite beta |
| CN1721069A (zh) * | 2004-07-12 | 2006-01-18 | 中国石油化工股份有限公司 | 甲苯歧化与烷基转移催化剂 |
| CN104557416A (zh) * | 2013-10-28 | 2015-04-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 以含氧化合物为原料生产芳烃的方法 |
| CN105130728A (zh) * | 2015-08-21 | 2015-12-09 | 中石化炼化工程（集团）股份有限公司 | 一种利用甲醇制备二甲苯的方法及装置 |
| EP3015445A1 (en) * | 2014-10-30 | 2016-05-04 | China Petroleum & Chemical Corporation | A method for producing an aromatic hydrocarbon with an oxygenate as raw material |
| CN106140272A (zh) * | 2015-03-27 | 2016-11-23 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种轻烃芳构化催化剂及其制备方法 |
| CN106608783A (zh) * | 2015-10-22 | 2017-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 甲醇制备二甲苯的方法 |
| CN106608781A (zh) * | 2015-10-22 | 2017-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 醇醚制芳烃联产乙苯的方法 |
| CN106966849A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-07-21 | 浙江大学 | 一种提高含氧化合物芳构化收率的方法 |
| CN108017486A (zh) * | 2016-11-04 | 2018-05-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 含有含氧化合物原料转化制芳烃的方法 |
| CN108017490A (zh) * | 2016-11-04 | 2018-05-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 含有含氧化合物原料催化转化制芳烃的方法 |
-
2020
- 2020-10-20 CN CN202011128301.4A patent/CN114436727B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5081323A (en) * | 1987-12-17 | 1992-01-14 | Chevron Research And Technology Company | Liquid phase alkylation or transalkylation process using zeolite beta |
| CN1721069A (zh) * | 2004-07-12 | 2006-01-18 | 中国石油化工股份有限公司 | 甲苯歧化与烷基转移催化剂 |
| CN104557416A (zh) * | 2013-10-28 | 2015-04-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 以含氧化合物为原料生产芳烃的方法 |
| EP3015445A1 (en) * | 2014-10-30 | 2016-05-04 | China Petroleum & Chemical Corporation | A method for producing an aromatic hydrocarbon with an oxygenate as raw material |
| CN106140272A (zh) * | 2015-03-27 | 2016-11-23 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种轻烃芳构化催化剂及其制备方法 |
| CN105130728A (zh) * | 2015-08-21 | 2015-12-09 | 中石化炼化工程（集团）股份有限公司 | 一种利用甲醇制备二甲苯的方法及装置 |
| CN106608783A (zh) * | 2015-10-22 | 2017-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 甲醇制备二甲苯的方法 |
| CN106608781A (zh) * | 2015-10-22 | 2017-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 醇醚制芳烃联产乙苯的方法 |
| CN108017486A (zh) * | 2016-11-04 | 2018-05-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 含有含氧化合物原料转化制芳烃的方法 |
| CN108017490A (zh) * | 2016-11-04 | 2018-05-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 含有含氧化合物原料催化转化制芳烃的方法 |
| CN106966849A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-07-21 | 浙江大学 | 一种提高含氧化合物芳构化收率的方法 |
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