促進(jìn)甲苯低溫歧化反應(yīng)的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及甲苯歧化反應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域，是一種促進(jìn)甲苯低溫歧化反應(yīng)的方法，原料包括甲苯、乙醇和余量的水。本發(fā)明專利技術(shù)首次提出利用水力空化場強(qiáng)化甲苯歧化反應(yīng)，在使甲苯的轉(zhuǎn)化率和二甲苯的收率分別與甲苯歧化傳統(tǒng)工藝的甲苯的轉(zhuǎn)化率和二甲苯的收率相當(dāng)?shù)那疤嵯拢景l(fā)明專利技術(shù)所述的方法能夠顯著降低甲苯歧化反應(yīng)的溫度，從而節(jié)約能耗，并且工藝流程短，對設(shè)備的要求不高，過程易控制和易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，為甲苯歧化反應(yīng)提供了一種新途徑。

Method for promoting low temperature disproportionation of toluene

The invention relates to the technical field of toluene disproportionation reaction, which is a method for promoting the low temperature disproportionation of toluene. The raw material comprises toluene, ethanol and residual water. The present invention proposes the use of hydraulic cavitation field enhancement of toluene disproportionation reaction, the conversion rate in the premise that the conversion of toluene and xylene yield respectively with toluene disproportionation of toluene and xylene in traditional process yields considerable, the method of the invention can significantly reduce the toluene disproportionation reaction temperature, thus saving energy consumption and short process, low requirement on equipment and process is easy to control and easy to realize industrialization, provides a new way for toluene disproportionation reaction.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
促進(jìn)甲苯低溫歧化反應(yīng)的方法
本專利技術(shù)涉及甲苯歧化反應(yīng)
，是一種促進(jìn)甲苯低溫歧化反應(yīng)的方法。
技術(shù)介紹
甲苯歧化轉(zhuǎn)變?yōu)楸胶投妆降膫鹘y(tǒng)工藝主要有Xylene-Plus法（二甲苯增產(chǎn)法）、Tatoray法（甲苯歧化和C9芳烴烷基轉(zhuǎn)移法）、LTDP法（低溫甲苯歧化法）、MTDP法（甲苯歧化法）和MSTDP法（甲苯選擇歧化法）等。由文獻(xiàn)(王莉.甲苯甲醇烷基化制對二甲苯熱力學(xué)研究[D].北京化工大學(xué),2009.)可知，美國Arco-IFP公司自1968年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的Xylene-Plus工藝，是采用固定床反應(yīng)器，在500℃溫度下，Y型沸石分子篩為催化劑，以甲苯和C9芳烴為原料，通過歧化反應(yīng)與烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，制得苯和二甲苯，甲苯轉(zhuǎn)化率為30%。該工藝的突出問題是因反應(yīng)溫度高，催化劑易積碳結(jié)焦，且因進(jìn)展緩慢，有被逐步淘汰的可能。由文獻(xiàn)(夏中才,張賽軍,李旭燦.SD-01催化劑在揚(yáng)子石化公司的工業(yè)應(yīng)用[J].化工進(jìn)展,2009,(07):1274-1277.)可知，中國石化SRIPT開發(fā)的SD甲苯選擇性歧化技術(shù)，采用化學(xué)液相沉積方法對ZSM-5改性制備的SD-01甲苯擇形催化劑，在溫度為430℃，壓力1.7MPa的條件下，通過歧化反應(yīng)，制得苯和二甲苯，甲苯轉(zhuǎn)化率為28.7%，對二甲苯收率為24.7%。該工藝的缺陷是操作溫度高，且處于臨氫態(tài)。由文獻(xiàn)(米多,王玉輝,王廣勝.甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)進(jìn)展[J].化工技術(shù)經(jīng)濟(jì),2006,(02):13-16+20)可知，由美國Mobil公司1988年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的MSTDP工藝，是采用固定床反應(yīng)器，ZSM-5擇行沸石為催化劑，在操作壓力為2.2MPa至3.5MPa和溫度為400℃至470℃條件下，以甲苯和氫氣為原料，通過甲苯的臨氫歧化反應(yīng)，制得苯和二甲苯，甲苯轉(zhuǎn)化率為30%，對二甲苯收率為25%。該工藝的缺陷是只能處理甲苯，操作壓力高，處于臨氫態(tài)。以上這些工藝盡管成熟，但均不同程度的存在著工藝冗長、流程復(fù)雜、反應(yīng)溫度高、對二甲苯的選擇性低、工藝條件苛刻、能耗和水耗高和催化劑穩(wěn)定性差等諸多問題。故此，探索一條具有裝置簡單，流程簡短，工藝條件溫和，低能耗，原料適應(yīng)性廣等特點(diǎn)的甲苯歧化途徑一直是本領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供了一種促進(jìn)甲苯低溫歧化反應(yīng)的方法，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有甲苯歧化轉(zhuǎn)變?yōu)楸胶投妆降膫鹘y(tǒng)工藝存在反應(yīng)溫度較高的問題；本專利技術(shù)首次提出利用水力空化場強(qiáng)化甲苯歧化反應(yīng)，在使甲苯的轉(zhuǎn)化率和二甲苯的收率分別與甲苯歧化傳統(tǒng)工藝的甲苯的轉(zhuǎn)化率和二甲苯的收率相當(dāng)?shù)那疤嵯拢緦＠夹g(shù)所述的方法能夠顯著降低甲苯歧化反應(yīng)的溫度，從而節(jié)約能耗，并且工藝流程短，對設(shè)備的要求不高，過程易控制和易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，為甲苯歧化反應(yīng)提供了一種新途徑。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的：一種促進(jìn)甲苯低溫歧化反應(yīng)的方法，原料包括體積百分比為10%至25%的甲苯、10%至50%的乙醇和余量的水，促進(jìn)甲苯低溫歧化反應(yīng)的方法按下述步驟進(jìn)行：第一步，將所需量的甲苯、乙醇和水混合在一起形成物料混合液，然后將物料混合液的pH值調(diào)節(jié)至3至11；第二步，將空化反應(yīng)器的下部浸沒于物料混合液中，空化反應(yīng)器包括上部的兩層孔板段和下部的文丘里管段，兩層孔板段上端的進(jìn)液口位于液面以上，將物料混合液泵送至兩層孔板段的進(jìn)液口，進(jìn)入空化反應(yīng)器的物料混合液從文丘里管段下端的出液口排出，使物料混合液循環(huán)進(jìn)出空化反應(yīng)器，物料混合液在文丘里管段下部的擴(kuò)徑段管內(nèi)發(fā)生瞬間自由基反應(yīng)，反應(yīng)溫度為40℃至60℃，物料混合液的循環(huán)壓力為0.7MPa至2.6MPa，當(dāng)物料混合液的循環(huán)壓力下降至0.5MPa至0.6MPa時(shí)，反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)結(jié)束后得到苯、烷基芳香烴和烷基環(huán)烷烴，其中，烷基芳香烴包括對二甲苯。下面是對上述專利技術(shù)技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)：上述第二步中，第二步中，反應(yīng)壓力為1.2MPa。上述第二步中，反應(yīng)過程中向物料混合液中加入雙氧水，每4L的物料混合液中加入0.1L至0.5L的雙氧水。上述第二步中，反應(yīng)時(shí)間為20min至50min。上述第一步中，物料混合液的pH值調(diào)節(jié)至9。上述第二步中，采用立式儲罐盛放物料混合液，空化反應(yīng)器固定安裝在立式儲罐內(nèi)，在立式儲罐的外側(cè)設(shè)置有夾套，在夾套上連通有冷阱，冷阱向夾套內(nèi)泵入冷卻液，立式儲罐底部的出口與立式儲罐頂部的進(jìn)口通過管線相通，在立式儲罐底部的出口與立式儲罐頂部的進(jìn)口之間的管線上串接泵，兩層孔板段的進(jìn)液口與立式儲罐頂部的進(jìn)口相通；第二步中，通過啟動泵，將立式儲罐內(nèi)的物料混合液從兩層孔板段的進(jìn)液口泵入空化反應(yīng)器內(nèi)，使物料混合液循環(huán)進(jìn)出空化反應(yīng)器；在反應(yīng)過程中，冷阱向夾套內(nèi)泵入冷卻液，夾套內(nèi)的冷卻液將反應(yīng)溫度控制在40℃至60℃。本專利技術(shù)首次提出利用水力空化場強(qiáng)化甲苯歧化反應(yīng)，在使甲苯的轉(zhuǎn)化率和二甲苯的收率分別與甲苯歧化傳統(tǒng)工藝的甲苯的轉(zhuǎn)化率和二甲苯的收率相當(dāng)?shù)那疤嵯拢緦＠夹g(shù)所述的方法能夠顯著降低甲苯歧化反應(yīng)的溫度，從而節(jié)約能耗，并且工藝流程短，對設(shè)備的要求不高，過程易控制和易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，為甲苯歧化反應(yīng)提供了一種新途徑。附圖說明附圖1為本專利技術(shù)實(shí)施促進(jìn)甲苯低溫歧化反應(yīng)的方法的工藝圖。附圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例6中的空化反應(yīng)器的主視放大結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中的編碼分別為：1為立式儲罐，2為空化反應(yīng)器，3為夾套，4為冷阱，5為立式儲罐底部的出口，6為立式儲罐頂部的進(jìn)口，7為泵，8為兩層孔板段，9為兩層孔板段的進(jìn)液口，10為文丘里管段，11為擴(kuò)徑段管。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本專利技術(shù)的技術(shù)方案與實(shí)際情況來確定具體的實(shí)施方式。本專利技術(shù)中所提到各種化學(xué)試劑和化學(xué)用品如無特殊說明，均為現(xiàn)有技術(shù)中公知公用的化學(xué)試劑和化學(xué)用品；本專利技術(shù)中的百分?jǐn)?shù)如沒有特殊說明，均為體積百分?jǐn)?shù)；本專利技術(shù)中的溶液若沒有特殊說明，均為溶劑為水的水溶液，例如，鹽酸溶液即為鹽酸水溶液。在本專利技術(shù)中，為了便于描述，各部件的相對位置關(guān)系的描述均是根據(jù)說明書附圖1的布圖方式來進(jìn)行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置關(guān)系是依據(jù)說明書附圖1的布圖方向來確定的。下面結(jié)合實(shí)施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步描述：實(shí)施例1：如附圖1、2所示，該促進(jìn)甲苯低溫歧化反應(yīng)的方法，原料包括體積百分比為10%至25%的甲苯、10%至50%的乙醇和余量的水，促進(jìn)甲苯低溫歧化反應(yīng)的方法按下述步驟進(jìn)行：第一步，將所需量的甲苯、乙醇和水混合在一起形成物料混合液，然后將物料混合液的pH值調(diào)節(jié)至3至11；第二步，將空化反應(yīng)器2的下部浸沒于物料混合液中，空化反應(yīng)器2包括上部的兩層孔板段8和下部的文丘里管段10，兩層孔板段8上端的進(jìn)液口位于液面以上，將物料混合液泵送至兩層孔板段的進(jìn)液口9，進(jìn)入空化反應(yīng)器2的物料混合液從文丘里管段10下端的出液口排出，使物料混合液循環(huán)進(jìn)出空化反應(yīng)器2，物料混合液在文丘里管段10下部的擴(kuò)徑段管11內(nèi)發(fā)生瞬間自由基反應(yīng)，反應(yīng)溫度為40℃至60℃，物料混合液的循環(huán)壓力為0.7MPa至2.6MPa，當(dāng)物料混合液的循環(huán)壓力下降至0.5MPa至0.6MPa時(shí)，反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)結(jié)束后得到苯、烷基芳香烴和烷基環(huán)烷烴，其中，烷基芳香烴包括對二甲苯。本專利技術(shù)中使用的空化反應(yīng)器2為現(xiàn)有公知技術(shù)中的空化反應(yīng)器。本實(shí)施所述的方法是利用空化反應(yīng)器2的水力空化場本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種促進(jìn)甲苯低溫歧化反應(yīng)的方法，其特征在于原料包括體積百分比為10%至25%的甲苯、10%至50%的乙醇和余量的水，促進(jìn)甲苯低溫歧化反應(yīng)的方法按下述步驟進(jìn)行：第一步，將所需量的甲苯、乙醇和水混合在一起形成物料混合液，然后將物料混合液的pH值調(diào)節(jié)至3至11；第二步，將空化反應(yīng)器的下部浸沒于物料混合液中，空化反應(yīng)器包括上部的兩層孔板段和下部的文丘里管段，兩層孔板段上端的進(jìn)液口位于液面以上，將物料混合液泵送至兩層孔板段的進(jìn)液口，進(jìn)入空化反應(yīng)器的物料混合液從文丘里管段下端的出液口排出，使物料混合液循環(huán)進(jìn)出空化反應(yīng)器，物料混合液在文丘里管段下部的擴(kuò)徑段管內(nèi)發(fā)生瞬間自由基反應(yīng)，反應(yīng)溫度為40℃至60℃，物料混合液的循環(huán)壓力為0.7MPa至2.6MPa，當(dāng)物料混合液的循環(huán)壓力下降至0.5MPa至0.6MPa時(shí)，反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)結(jié)束后得到苯、烷基芳香烴和烷基環(huán)烷烴，其中，烷基芳香烴包括對二甲苯。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種促進(jìn)甲苯低溫歧化反應(yīng)的方法，其特征在于原料包括體積百分比為10%至25%的甲苯、10%至50%的乙醇和余量的水，促進(jìn)甲苯低溫歧化反應(yīng)的方法按下述步驟進(jìn)行：第一步，將所需量的甲苯、乙醇和水混合在一起形成物料混合液，然后將物料混合液的pH值調(diào)節(jié)至3至11；第二步，將空化反應(yīng)器的下部浸沒于物料混合液中，空化反應(yīng)器包括上部的兩層孔板段和下部的文丘里管段，兩層孔板段上端的進(jìn)液口位于液面以上，將物料混合液泵送至兩層孔板段的進(jìn)液口，進(jìn)入空化反應(yīng)器的物料混合液從文丘里管段下端的出液口排出，使物料混合液循環(huán)進(jìn)出空化反應(yīng)器，物料混合液在文丘里管段下部的擴(kuò)徑段管內(nèi)發(fā)生瞬間自由基反應(yīng)，反應(yīng)溫度為40℃至60℃，物料混合液的循環(huán)壓力為0.7MPa至2.6MPa，當(dāng)物料混合液的循環(huán)壓力下降至0.5MPa至0.6MPa時(shí)，反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)結(jié)束后得到苯、烷基芳香烴和烷基環(huán)烷烴，其中，烷基芳香烴包括對二甲苯。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)甲苯低溫歧化反應(yīng)的方法，其特征在于第二步中，反應(yīng)壓力為1.2MPa。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的促進(jìn)甲苯低溫歧化反應(yīng)的方法，其特征在于第二步中，反應(yīng)過程中向物料混合液中加入雙氧水，每4L的物料混合液中加入0.1L至0.5L的雙氧水。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的促...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬鳳云，朱永輝，劉景梅，孔令濤，鐘梅，冶育芳，
申請(專利權(quán))人：新疆大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：新疆,65