[發(fā)明專利]通過苯和/或甲苯的甲基化制備對(duì)二甲苯

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080047074.0
• 申請(qǐng)日: 2010-10-08
• 公開（公告）號(hào): CN102686541A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·R·拉特納;M·P·哈格邁斯特;C·G·斯莫利;J·E·R·斯塔納特;T·P·本德;杉田將明;R·P·達(dá)弗魯瑞;韓琭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 埃克森美孚化學(xué)專利公司
• 主分類號(hào): C07C2/86
• 分類號(hào): C07C2/86;C07C7/09;C07C15/08
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 楊立芳

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2009年10月21日提交的臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/253,745的權(quán)益，所述文獻(xiàn)的公開內(nèi)容全文引入作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通過苯和/或甲苯的選擇性甲基化制備對(duì)二甲苯的方法。

背景技術(shù)

對(duì)二甲苯是制造對(duì)苯二甲酸的重要起始材料，對(duì)苯二甲酸本身是合成性聚酯纖維、膜和樹脂制備中的有價(jià)值的中間體。這些聚酯材料具有許多實(shí)際的、熟知的應(yīng)用，例如用于織物、地毯和服裝。

制造對(duì)二甲苯的一種已知的路線是通過苯和/或甲苯的甲基化。例如，美國(guó)專利號(hào)6,504,072公開了一種對(duì)二甲苯的選擇性制備方法，所述方法包括使甲苯與甲醇在烷基化條件下在包含多孔結(jié)晶材料的催化劑存在下反應(yīng)，所述多孔結(jié)晶材料當(dāng)在120℃的溫度和60托(8kPa)的2,2-二甲基丁烷壓力下測(cè)量時(shí)具有大約0.1-15sec^-1的對(duì)2,2-二甲基丁烷的擴(kuò)散參數(shù)，其中所述多孔結(jié)晶材料已經(jīng)用蒸汽在至少950℃的溫度下進(jìn)行了預(yù)先處理以將所述材料的擴(kuò)散參數(shù)調(diào)節(jié)到大約0.1-15sec^-1。可以在固定、移動(dòng)或流化催化劑床中進(jìn)行反應(yīng)。

另外，美國(guó)專利號(hào)6,642,426公開了用包含甲醇的烷基化反應(yīng)物將芳族烴反應(yīng)物，特別是甲苯烷基化以制備烷基化芳族產(chǎn)物的方法，包括：將芳族烴反應(yīng)物在第一位置引入反應(yīng)器系統(tǒng)以制備烷基化芳族產(chǎn)物，其中所述反應(yīng)器系統(tǒng)包括流化床反應(yīng)區(qū)，所述流化床反應(yīng)區(qū)包括500-700℃的溫度和大約300-600kg/m³的操作床密度；將所述烷基化反應(yīng)物的多個(gè)料流在沿所述芳族烴反應(yīng)物的流動(dòng)方向間隔的位置引入所述流化床反應(yīng)區(qū)，所述料流中至少一個(gè)在位于所述第一位置下游的第二位置引入；和從所述反應(yīng)器系統(tǒng)回收通過所述芳族反應(yīng)物和烷基化反應(yīng)物的反應(yīng)制備的所述烷基化芳族產(chǎn)物。

甲苯和甲醇的反應(yīng)，尤其是使用所述'072專利中描述的高度汽蒸催化劑的反應(yīng)對(duì)對(duì)二甲苯的制備是高度選擇性的。然而，除了對(duì)二甲苯之外，所述反應(yīng)產(chǎn)物還含有水，為經(jīng)由甲醇的甲基取代苯環(huán)的氫基的必要的副產(chǎn)物。其它副反應(yīng)產(chǎn)生少量含氧有機(jī)物質(zhì)，它們中許多是有機(jī)酸，例如甲酸、乙酸和烷基酚(例如，甲基-、二甲基-和乙基酚)。因此，來自甲苯甲基化反應(yīng)的排出物包括產(chǎn)物二甲苯、未反應(yīng)的甲苯、輕質(zhì)氣體產(chǎn)物、重質(zhì)芳族物質(zhì)和水氣相。當(dāng)在流化床中進(jìn)行反應(yīng)，例如所述'426專利中公開那樣，所述排出物還將含有沒有被反應(yīng)器的催化劑分離系統(tǒng)回收的催化劑細(xì)粒(catalyst?fines)。這些催化劑細(xì)粒通常最終位于水相中，所述水相由于有機(jī)酸的存在具有低pH值。此種環(huán)境導(dǎo)致催化劑細(xì)粒的局部溶解，這使它們發(fā)粘并難以與水/油混合物分離。這種固體分離問題通過以下事實(shí)加重：所述固體呈低濃度，這要求在固體回收步驟(例如，過濾)中加工大量液體。

因此仍需要從流化床甲基化方法的反應(yīng)排出物回收催化劑細(xì)粒的有效方法，所述方法避免加工具有非常稀的催化劑固體濃度的低pH值水相。根據(jù)本發(fā)明，這被如下提供：使所述反應(yīng)排出物蒸氣與液體烴驟冷料流接觸以致使所述排出物蒸氣的受控的小部分冷凝和產(chǎn)生含有至少一些所述催化劑細(xì)粒并基本上不含水相的冷凝物。在所述固體在所述冷凝物中的濃縮后，可以將所述催化劑細(xì)粒循環(huán)回到甲基化方法，優(yōu)選使用含甲醇和/或所述方法的芳族反應(yīng)物(即，苯或甲苯)的沖洗料流進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明概述

在一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及對(duì)二甲苯的制備方法，所述方法包括：

(a)使包含甲苯和/或苯的芳族原料與甲醇在反應(yīng)器中在烷基化條件下在固體催化劑顆粒的流化床存在下反應(yīng)以制備包含對(duì)二甲苯、水、未反應(yīng)的甲苯和/或苯和固體催化劑細(xì)粒的氣相排出物；

(b)使所述氣相排出物與液體烴驟冷料流在一定條件下接觸以使所述氣相排出物的小部分冷凝和產(chǎn)生含有至少一些所述催化劑細(xì)粒并基本上不含水相的冷凝物；和

(c)將含有所述催化劑細(xì)粒的所述冷凝物與所述氣相排出物的其余部分分離。

適宜地，讓所述液體烴驟冷料流與所述氣相排出物按逆流方式或者按并流方式接觸。

適宜地，所述接觸使所述氣相排出物的少于10重量％，例如少于5重量％，例如少于2重量％冷凝。

適宜地，所述液體烴驟冷料流含有少于1體積％的游離水。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述液體烴驟冷料流包含在(c)中分離的所述冷凝物的至少一部分，并且適宜地，所述方法還包括：

(d)使含有所述催化劑細(xì)粒的所述冷凝物冷卻；和