CN114685237A - 一种对甲乙苯反应制对甲基苯乙烯工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对甲乙苯反应制对甲基苯乙烯工艺方法，涉及甲基苯乙烯制备技术领域，主要由原料加热气化、二步反应、蒸汽凝水的回收、轻重芳烃的回收、对甲基苯乙烯的采出、脱氢尾气回收、对甲乙苯的回收循环利用几部分组成。本发明提供的制备方法中的原料为高纯度对甲乙苯，不含反应有害物质，提高了催化剂单位质量的有效收率；并且在工艺中水蒸汽的加入，在一定程度上保护了催化剂和稀释了反应，降低了分压，有利用提高反应的转化率。
Description
技术领域
本发明涉及甲基苯乙烯制备技术领域，特别是涉及一种对甲乙苯反应制对甲基苯乙烯工艺方法。
背景技术
对甲基苯乙烯具有重量轻、软化点高、可辐射交联等特点，是制取聚对甲基苯乙烯系列树脂的重要原料，目前制备对甲基苯乙烯的工艺对于今天来说并不是十分先进，生产成本高，影响了下游应用和市场的培育，加上人为垄断因素，高价出售。
而且现有工艺还是采用原苯乙烯的制取方法，所需的设备多，工艺比较复杂，耗能高，投资大。
发明内容
本发明的主要目的是为了提供一种对甲乙苯反应制对甲基苯乙烯工艺方法，可减少设备使用量，工艺步骤少，在制备过程中可对催化剂进行保护，另外在工艺中可将尾气作为燃料送加热炉中燃烧，降低能耗和减少污染。
本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：
一种对甲乙苯反应制对甲基苯乙烯工艺方法，主要由原料加热气化、二步反应、蒸汽凝水的回收、轻重芳烃的回收、对甲基苯乙烯的采出、脱氢尾气回收、对甲乙苯的回收循环利用几部分组成；
具体包括如下步骤
步骤1、使新鲜对甲乙苯、新鲜蒸汽、回收蒸汽和回收对甲乙苯按照对甲乙苯：蒸汽＝1：1.2～5的质量比进入天然气加热炉A加热气化，气化温度达720℃～780℃后分成二路；
步骤2、一路进入反应器A反应，在催化剂和水蒸汽的作用下，对甲乙苯反应，生成8％—55％对甲基苯乙烯的反应液；
步骤3、另外一路进入天然气加热炉B加热，被加热720℃～780℃后，与反应器A内的温度范围在480～600℃的反应液混合后，进入反应器B，在催化剂作用下进一步反应，得到反应气；
步骤4、温度处于330℃—600℃的反应气在蒸汽发生器内，并与回收工艺水换热，产生0.1～0.3Mpa回收蒸汽，上述蒸汽与外界来蒸汽回进天然气加热炉A，反应液的温度降低至150℃～170℃后，进入循环水冷凝器冷却至36℃～40℃。
步骤5、反应液在炉油槽中分成三路，反应尾气经压缩机压缩至 0.2Mpa，同时控制固定床的压力在5Kpa—80Kpa,反应尾气分别送至加热炉A和加热炉B作辅助燃料；
步骤6、炉油槽分出的物料依次经粗分塔和精馏塔减压，最后由脱轻塔回收其中的轻芳烃和未反应的对甲乙苯，塔釜送到精馏塔减压精馏，精馏塔塔顶出对甲基苯乙烯产品，塔釜出重芳烃。
优选的，所述粗分塔、脱轻塔、精馏塔三塔压力在1-10Kpa，塔釜温度在70-120℃，塔顶温度50--70℃。
优选的，所述炉油槽分出的物料经三塔回收反应中的轻重芳烃和回收对甲乙苯返进加热炉A，同时出对甲基苯乙烯产品。
本发明的有益技术效果：
1、本发明提供的制备方法中的原料为高纯度对甲乙苯，不含反应有害物质，提高了催化剂单位质量的有效收率；并且在工艺中水蒸汽的加入，在一定程度上保护了催化剂和稀释了反应，降低了分压，有利用提高反应的转化率；另外反应过程中，步骤2和步骤3采用了负压反应，提高反应的转化率同时将尾气作为燃料送加热炉燃烧，进一步降低能耗和减少污染。
2、本发明提供的工艺中的精馏系统采用减压精馏，降低耗能能源品质的同时也降低了对环境的污染对甲乙苯和对甲基苯乙烯常压下的沸点分别为162℃和175℃,采用常压精馏需要3.8MPa蒸汽或天然气导热油加热炉提供能源,采用减压精馏后控制压力在10KPa以下后,对甲乙苯和对甲基苯乙烯的沸点降至120℃以下,能源只需 0.2MPa蒸汽而0.2MPa蒸汽本工艺副产的蒸汽即可满足要求；
采用减压精馏物料在密闭的设备内,如有泄漏只会大气中空气进入设备,物料不会进入大气中,降低了环境的污染；工艺也采用了二次反应，将原料送至反应器B，控制反应的选择性和转化率,如果不采用二次反应,一次反应后直接进入二次反应,反应的选择性只有 50％-70％,反应产生大量的轻芳烃和重芳烃,轻重芳烃在反应互相牵制达到平衡,而反应中的有效成份对甲乙苯和对甲基苯乙烯的占比下降，采用二次反应后,保护了催化剂,减少了杂质的产生,选择性大大提高, 对甲乙苯和对甲基苯乙烯的高达99.2％。
附图说明
图1为按照本发明的实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，本实施例提供的对甲乙苯反应制对甲基苯乙烯工艺方法，主要由原料加热气化、二步反应、蒸汽凝水的回收、轻重芳烃的回收、对甲基苯乙烯的采出、脱氢尾气回收、对甲乙苯的回收循环利用几部分组成；
包括如下步骤
步骤1、装置外来的新鲜对甲乙苯、新鲜蒸汽、回收蒸汽和回收对甲乙苯按照对甲乙苯：蒸汽＝1：1.2—5的质量比，这个比例可提高反应的转化率和保护催化剂，进入天然气加热炉A加热气化，气化温度达750℃后分成二路，反应是吸热反应,加热750℃为反应提供热量,使反应向更好地转化，加入水蒸气可保护催化剂和稀释了催化剂与对甲乙苯的反应，降低了分压，可提高反应的转化率；
步骤2、一路进入反应器A反应，在催化剂和水蒸汽的作用下，对甲乙苯反应，生成具有10％—50％含量的对甲基苯乙烯的反应液；
步骤3、另外一路进入天然气加热炉B加热，被加热750℃后。反应是吸热反应,加热750℃为反应提供热量,使反应向更好地转化，与反应器A内的温度范围在500～580℃的反应液混合后，混合产物进入反应器B，在催化剂作用下进一步反应，得到反应气；
步骤4、温度处于350～560℃的反应气在蒸汽发生器内，并与回收工艺水换热，产生0.2Mpa回收蒸汽，上述蒸汽与外界来蒸汽回进天然气加热炉A，反应液的温度降低至160℃后，此处的反应液为步骤3中的反应液，降低至160℃后进入循环水冷凝器可产0.2MPa的蒸汽，可作为减压精馏的能源，进入循环水冷凝器冷却至38℃，降低到该温度后，油水在炉油槽中分层较好，有利于炉油回收和工艺水处理。
步骤5、步骤4后的反应液进入炉油槽，反应液在炉油槽中分成三路，反应气在循环水冷器内进行了气液分离,气态反应尾气进入压缩机进口,液态进入炉油槽，反应尾气经压缩机压缩至0.2Mpa，同时控制固定床的压力在5Kpa—80Kpa,反应尾气分别送至加热炉A和加热炉B作辅助燃料，固定床即为装有催化剂的反应器；
炉油槽分出的工艺水用泵打至蒸汽发生器回收利用，
炉油槽分出的物料依次经粗分塔和精馏塔减压，最后由脱轻塔回收其中的轻芳烃和未反应的对甲乙苯，上述物料主要是含有未反应的对甲乙苯和对甲基苯乙烯以及反应过程中产生的轻重芳烃的反应油料；
塔釜送到精馏塔减压精馏，精馏塔塔顶出对甲基苯乙烯产品，塔釜出重芳烃，上述塔釜为粗分塔的塔釜。
轻、重芳烃可外卖。
粗分塔、脱轻塔、精馏塔三塔压力在1-10Kpa，塔釜温度在 70-120℃，塔顶温度50--70℃；
在本实施例中，炉油槽分出的物料经三塔回收反应中的轻重芳烃和回收对甲乙苯返进加热炉A，同时出对甲基苯乙烯产品。
在本实施例中，在加热炉A物料汽化的温度在750℃，反应器A 压力在20Kpa—80Kpa，反应温度在500℃--580℃，
进入反应器A的蒸汽与原料的质量比在1.2—5.0，
反应器A的(对甲乙苯)空速为0.5-1.0；
反应器B的反应进料在加热炉B加热炉温度750℃，反应进料是指步骤3中的另一路，加热炉A原料与反应器B的质量比例在1：5，反应压力在5Kpa—50Kpa。
在本实施例中，将加热炉A出来的混合料按3：1送到反应器A 和反应器B，在催化剂的作用下反应，反应温度在550℃，压力在30Kpa 下，对甲乙苯的转化率高达65％，对甲基苯乙烯+对甲乙苯占反应成份高达99.2％。
在本实施例中，将反应热与工艺水的换热产生了蒸汽，上述反应热为反应后的余热，反应热500℃与工艺水可产生150℃，0.2Mpa蒸汽，流量可达2000Kg/Hr，反应热与工艺水的换热发生产水蒸汽，提高的工艺的能量和减少了污染。
3、综上所述，在本实施例中，本实施例提供的工艺中的精馏系统采用减压精馏，降低耗能能源品质的同时也降低了对环境的污染对甲乙苯和对甲基苯乙烯常压下的沸点分别为162℃和175℃,采用常压精馏需要3.8MPa蒸汽或天然气导热油加热炉提供能源,采用减压精馏后控制压力在10KPa以下后,对甲乙苯和对甲基苯乙烯的沸点降至120℃以下,能源只需0.2MPa蒸汽而0.2MPa蒸汽本工艺副产的蒸汽即可满足要求；
采用减压精馏物料在密闭的设备内,如有泄漏只会大气中空气进入设备,物料不会进入大气中,降低了环境的污染；工艺也采用了二次反应，将原料送至反应器B，控制反应的选择性和转化率,如果不采用二次反应,一次反应后直接进入二次反应,反应的选择性只有 50％-70％,反应产生大量的轻芳烃和重芳烃,轻重芳烃在反应互相牵制达到平衡,而反应中的有效成份对甲乙苯和对甲基苯乙烯的占比下降，采用二次反应后,保护了催化剂,减少了杂质的产生,选择性大大提高, 对甲乙苯和对甲基苯乙烯的高达99.2％。
以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种对甲乙苯反应制对甲基苯乙烯工艺方法，其特征在于：主要由原料加热气化、二步反应、蒸汽凝水的回收、轻重芳烃的回收、对甲基苯乙烯的采出、脱氢尾气回收、对甲乙苯的回收循环利用几部分组成；
具体包括如下步骤
步骤1、使新鲜对甲乙苯、新鲜蒸汽、回收蒸汽和回收对甲乙苯按照对甲乙苯：蒸汽＝1：1.2～5的质量比进入天然气加热炉A加热气化，气化温度达720℃～780℃后分成二路；
步骤2、一路进入反应器A反应，在催化剂和水蒸汽的作用下，对甲乙苯反应，生成8％—55％对甲基苯乙烯的反应液；
步骤3、另外一路进入天然气加热炉B加热，被加热720℃～780℃后，与反应器A内的温度范围在480～600℃的反应液混合后，进入反应器B，在催化剂作用下进一步反应，得到反应气；
步骤4、温度处于330℃—600℃的反应气在蒸汽发生器内，并与回收工艺水换热，产生0.1～0.3Mpa回收蒸汽，上述蒸汽与外界来蒸汽回进天然气加热炉A，反应液的温度降低至150℃～170℃后，进入循环水冷凝器冷却至36℃～40℃。
步骤5、反应液在炉油槽中分成三路，反应尾气经压缩机压缩至0.2Mpa，同时控制固定床的压力在5Kpa—80Kpa,反应尾气分别送至加热炉A和加热炉B作辅助燃料；
步骤6、炉油槽分出的物料依次经粗分塔和精馏塔减压，最后由脱轻塔回收其中的轻芳烃和未反应的对甲乙苯，塔釜送到精馏塔减压精馏，精馏塔塔顶出对甲基苯乙烯产品，塔釜出重芳烃。
2.根据权利要求1所述的对甲乙苯反应制对甲基苯乙烯工艺方法，其特征在于：所述粗分塔、脱轻塔、精馏塔三塔压力在1-10Kpa，塔釜温度在70-120℃，塔顶温度50--70℃。
3.根据权利要求1所述的对甲乙苯反应制对甲基苯乙烯工艺方法，其特征在于：所述炉油槽分出的物料经三塔回收反应中的轻重芳烃和回收对甲乙苯返进加热炉A，同时出对甲基苯乙烯产品。
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