TWI702983B - 混合階段性甲醇注入的裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係關於用於芳香族複合物中芳香族物之甲基化以產生二甲苯異構體產物的裝置。更特定言之，本發明係關於藉由在使用經處理之甲苯代替粗甲苯之芳香族複合物中對甲苯及/或苯進行選擇性甲基化來產生對二甲苯的裝置。

Description

混合階段性甲醇注入的裝置

本發明係關於用於芳香族複合物中芳香族物之甲基化以產生二甲苯異構體產物的裝置。更特定言之，本發明係關於使用提昇管減滑技術來改良甲醇進料及催化劑接觸，其將提高產物產率。

二甲苯異構體自石油大量生產作為各種重要工業化學品之原料。最重要的二甲苯異構體為對二甲苯，其為聚酯之主要原料且由於大量的基本需求而繼續享有高增長率。鄰二甲苯用於生產鄰苯二甲酸酐，其供應量大但相對成熟的市場。間二甲苯使用較少，但在諸如塑化劑、偶氮染料及木材防腐劑之產品中的用量正在增長。乙苯一般存在於二甲苯混合物中且偶爾回收用於苯乙烯生產，但通常視為C8芳香族物中之較不合乎需要的組分。

在芳香族烴中，在作為工業化學品之原料上，二甲苯的整體重要性與苯的整體重要性相當。二甲苯及苯係藉由重整石腦油自石油中產生但其量並不足以滿足需求；因此有必要轉化其他烴以提高二甲苯及苯之產率。常常使甲苯脫烷基化以產生苯或選擇性岐化以產生苯及C8芳香族物，自其中回收個別二甲苯異構體。

已提出甲苯或苯在諸如甲醇之含氧物存在下的甲基化作為製備二甲苯及增加芳香族複合物中甲基與苯基比率以使二甲苯產生達到最大的途徑。對於甲苯甲基化方法，在主進料注入點上方的各個位置添加甲醇具有產率優勢。反應器為運輸提昇管樣式，其中進料及催化劑同時沿提昇管向上流動。在此提昇管樣式及操作條件下，在徑向方向上將存在催化劑速度梯度，其中一些催化劑將減速且開始沿著提昇管壁下降。另外，催化劑遠離壁之高向上動量不允許自提昇管側注入甲醇以滲透且混入催化劑之主流中。此降低甲醇注入之有效性，且因此可能無法實現產率提高。

因此，期望提供用於芳香族複合物中諸如甲苯及苯之芳香族化合物之甲基化的改良裝置。此外，本發明主題之其他期望特徵及特性將自隨後主題之詳細描述及隨附申請專利範圍，結合隨附圖式及此主題之背景而變得顯而易見。

本發明主題係關於用於芳香族複合物中之甲苯及/或苯甲基化以產生二甲苯異構體的裝置。更特定言之，本發明係關於用於甲苯甲基化之裝置，其中使用提昇管減滑技術來改良甲醇進料及催化劑接觸，其將提高產物產率。

除非另外指示，否則在前文中，所有溫度均以攝氏度闡述，且所有份數及百分比均以重量計。根據以下詳細描述及圖式，本發明之其他目標、優點及應用對於熟習此項技術者將變得顯而易見。實例之其他目標、優點及新穎特徵將部分闡述於以下描述中，且部分對於熟習此項技術者在研究以下描述及隨附圖式時將變得顯而易見，或可藉由生產或實例操作習得。藉助於隨附申請專利範圍中特別指出之方法、工具及組合，可實現及獲得概念之目標及優點。

以下詳細描述本質上僅為例示性的且不意欲限制所描述之實施例的應用及用途。此外，並不意欲受在前述先前技術或以下詳細描述中所提出之任何理論的束縛。

參考隨附圖式提供對本發明裝置的描述。圖式為本發明之較佳實施例的簡化圖，且不意欲作為對本文提供之說明書及隨附申請專利範圍之一般寬泛範疇的過度限制。已省略某些硬體，諸如閥門、泵、壓縮機、熱交換器、儀器及控制器，因為其對於清楚地理解本發明並非必需的。此硬體之用途及應用完全在此項技術內。

本文中所描述之各種實施例係關於用於芳香族複合物中之甲苯及/或苯甲基化以產生二甲苯異構體的裝置。如圖式所示，裝置10包含提昇管12，其為甲苯甲基化階段甲醇注入提昇管反應器。在提昇管中，存在沿提昇管12之邊緣落下的下落催化劑14，及在提昇管12內與蒸氣18一起上升的大部分催化劑16。提昇管12包括至少一種提昇管減滑技術，在下文中稱為擋板20。

在一個實施例中，擋板20圍繞提昇管12之圓周對稱地定位。在另一個實施例中，擋板20非對稱地佈置。在一些實施例中，若需要，擋板20可覆蓋較少的圓周。舉例而言，擋板20通常覆蓋至少約30%的圓周，或至少約40%，或至少約50%，或至少約60%，或至少約70%，或至少約80%，或至少約90%，或至少約95%。

擋板20自壁向內延伸至多提昇管半徑之約25%的距離，通常在約10%至約30%範圍內。長度部分視提昇管12之半徑及與壁之角度而定。擋板20之角度範圍介於與垂線成約5°至約80°。擋板20可與額外的襯裡耦合以確保耐沖蝕性。

提昇管12理想地沿其長度具有至少兩排擋板20，以使得芯-環結構不會隨著其沿提昇管12向上流動而恢復至其原始狀態。然而，若存在太多排擋板20，則向上流動的催化劑負載蒸氣將簡單地完全繞過擋板20，從而實際上減小提昇管12的直徑。

在確定特定提昇管12中之擋板20的適當角度時可考慮許多因素。一個考慮因素為混合，角度愈大產生的混合愈大。另一個因素為沖蝕量，角度愈大，沖蝕量愈大。又另一個因素為由擋板20產生之壓降，具有較大角度之擋板20比具有較小角度之擋板的壓降更大。另外，應評估熱差異生長之效應。當角度為約90°時，壁及擋板可能以不同速率膨脹，其可能導致開裂。在較小角度(諸如約10°至約45°)下，相對長的傾斜支撐板提供較長的熱傳遞路徑。其使擋板之熱差異生長降至最低，尤其在瞬態條件下，諸如啟動或關閉。

擋板20由具有足夠耐沖蝕性及耐溫性之材料製成，以承受提昇管條件。適合之材料包括金屬板，諸如不鏽鋼板，至少在面向上升流的前表面上覆蓋有陶瓷以防止沖蝕。遠離流動的背面可覆蓋有耐磨耐火材料。或者，兩側均可用陶瓷覆蓋。

提昇管12亦包括複數個分配器30，用於將甲醇遞送至提昇管12中。在一個實施例中，分配器30可位於擋板上方。在另一個實施例中，分配器30可穿過擋板20定位，從而允許甲醇之分配在不同的徑向位置進入提昇管12的內部。在另一個實施例中，分配器30可位於擋板20下方。分配器30將甲醇遞送至提昇管12。

雖然已用目前視為較佳實施例之內容描述本發明，但應理解，本發明不限於所揭示之實施例，而是旨在覆蓋包括於隨附申請專利範圍之範疇內的各種修改及等效佈置。 具體實施例

雖然以下結合具體實施例進行描述，但應理解，此描述旨在說明而不限制前述說明書及隨附申請專利範圍之範疇。

本發明之第一實施例為一種裝置，其包含圓柱形提昇管，該圓柱形提昇管包含外壁及內壁，其中內壁包含至少一個固定於內壁且向內延伸至提昇管中的擋板，底部開口及上部開口，及至少一個分配器。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第一實施例中之一個、任何或所有實施例，其中擋板圍繞提昇管反應器之整個內壁延伸。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第一實施例中之一個、任何或所有實施例，其中分配器位於擋板上方。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第一實施例中之一個、任何或所有實施例，其中分配器位於擋板下方。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第一實施例中之一個、任何或所有實施例，其中分配器延伸穿過擋板且進入提昇管反應器內之不同徑向位置。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第一實施例中之一個、任何或所有實施例，其中分配器相對於提昇管壁成30度至120度的角度。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第一實施例中之一個、任何或所有實施例，其中分配器位於提昇管反應器內之兩個不同的軸向位置。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第一實施例中之一個、任何或所有實施例，其中存在至少兩排擋板。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第一實施例中之一個、任何或所有實施例，其中擋板圍繞提昇管壁對稱佈置。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第一實施例中之一個、任何或所有實施例，其中擋板基本上覆蓋提昇管之整個圓周。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第一實施例中之一個、任何或所有實施例，其中提昇管反應器為甲苯甲基化提昇管反應器。一種裝置，其包含圓柱形提昇管，該圓柱形提昇管包含外壁及內壁，其中內壁包含至少一個固定於內壁、向內延伸至提昇管中且基本上覆蓋提昇管之整個圓周的擋板，底部開口及上部開口，及位於擋板上方的兩個分配器。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第一實施例中之一個、任何或所有實施例，其中分配器延伸穿過擋板且進入提昇管反應器內之不同徑向位置。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第一實施例中之一個、任何或所有實施例，其中分配器相對於提昇管壁成30度至120度的角度。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第一實施例中之一個、任何或所有實施例，其中存在至少兩排擋板。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第一實施例中之一個、任何或所有實施例，其中擋板圍繞提昇管壁對稱佈置。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第一實施例中之一個、任何或所有實施例，其中提昇管反應器為甲苯甲基化提昇管反應器。

本發明之第二實施例為一種裝置，其包含圓柱形提昇管，該圓柱形提昇管包含外壁及內壁，其中內壁包含至少一個固定於內壁、向內延伸至提昇管中且基本上覆蓋提昇管之整個圓周的擋板，底部開口及上部開口，及位於擋板下方的兩個分配器。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第二實施例中之一個、任何或所有實施例，其中分配器延伸穿過擋板且進入提昇管反應器內之不同徑向位置。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第二實施例中之一個、任何或所有實施例，其中分配器相對於提昇管壁成30度至120度的角度。

無需進一步詳細描述，咸信使用前述描述，熟習此項技術者可最大程度地利用本發明且在不背離本發明之精神及範疇之情況下易於確定本發明之基本特徵，以對本發明進行各種變化及修改以使其適合於各種用途及條件。因此，前述較佳具體實施例解釋為僅說明性的，而不以任何方式限制本揭示案之其餘部分，且旨在覆蓋包括於隨附申請專利範圍之範疇內的各種修改及等效佈置。除非另外指示，否則在前文中，所有溫度均以攝氏度闡述，且所有份數及百分比均以重量計。

10‧‧‧裝置12‧‧‧提昇管14‧‧‧下落催化劑16‧‧‧上升的大部分催化劑18‧‧‧蒸氣20‧‧‧擋板30‧‧‧分配器

圖式展示用於甲苯甲基化之裝置的截面視圖，其顯示使用提昇管減滑技術來改良甲醇進料及催化劑接觸。

10‧‧‧裝置

12‧‧‧提昇管

14‧‧‧下落催化劑

16‧‧‧上升的大部分催化劑

18‧‧‧蒸氣

20‧‧‧擋板

30‧‧‧分配器

Claims (15)

1. 一種提昇管反應器，其包含：圓柱形提昇管，其包含外壁及內壁；至少一個擋板，其固定於該內壁的一部份且向內延伸至該提昇管中及底部開口，及至少一個分配器，其係經組態以將甲醇注入該提昇管中，其中該至少一個分配器延伸穿過該至少一個擋板，且進入該提昇管內之不同徑向位置。
2. 如請求項1之提昇管反應器，其中該擋板圍繞該提昇管反應器之整個內壁延伸。
3. 如請求項1之提昇管反應器，其中該分配器相對於該提昇管壁成30度至120度的角度。
4. 如請求項1之提昇管反應器，其進一步包含額外的分配器，其中該等分配器中之至少二者位於該提昇管反應器內之兩個不同的軸向位置。
5. 如請求項1之提昇管反應器，其中存在至少兩排擋板。
6. 如請求項1之提昇管反應器，其中該等擋板圍繞該提昇管之壁對稱佈置。
7. 如請求項1之提昇管反應器，其中擋板基本上覆蓋該提昇管之整個圓周。
8. 如請求項1之提昇管反應器，其中該提昇管反應器為甲苯甲基化提昇管反應器。
9. 一種提昇管反應器，其包含：圓柱形提昇管，其包含外壁及內壁；至少一個擋板，其固定於該內壁之一部分，且向內延伸至該提昇管中，其中該至少一個擋板圍繞該提昇管之內壁非對稱佈置；及兩個分配器，其係經組態以將甲醇注入該提昇管中。
10. 如請求項9之提昇管反應器，其中該等分配器延伸穿過該擋板且進入該提昇管反應器內之不同徑向位置。
11. 如請求項9之提昇管反應器，其中該等分配器中之每一者相對於該提昇管壁成30度至120度的角度。
12. 如請求項9之提昇管反應器，其中存在至少兩排擋板。
13. 如請求項9之提昇管反應器，其中該提昇管反應器為甲苯甲基化提昇管反應器。
14. 一種提昇管反應器，其包含：圓柱形提昇管，其包含外壁及內壁；至少兩個擋板，其固定於該內壁的一部份，且向內延伸至該提昇管中；及兩個分配器，其係經組態以將甲醇注入該提昇管中，其中該至少兩個擋板位在(located at)該等分配器，或位於該等分配器下方，其中該等分配器延伸穿過該至少兩個擋板，且進入該提昇管反應器內之不同徑向位置。
15. 如請求項14之提昇管反應器，其中該兩個分配器中之至少一者相對於該提昇管壁成30度至120度的角度。

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