[發(fā)明專利]對(duì)二甲苯生產(chǎn)的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310082595.5
• 申請(qǐng)日: 2008-03-05
• 公開（公告）號(hào): CN103288569A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·F·金;K·J·諾伯
• 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): C07C7/14
• 分類號(hào): C07C7/14;C07C15/08
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 夏正東

發(fā)明領(lǐng)域

本申請(qǐng)是中國專利申請(qǐng)200880014729.7的分案申請(qǐng)。本公開內(nèi)容涉及一種采用生產(chǎn)C₈+料流的高選擇性甲苯歧化過程和將對(duì)二甲苯從C₈+料流分離的結(jié)晶過程的結(jié)合來生產(chǎn)對(duì)二甲苯的方法。

背景

C₈烷基苯、乙基苯(EB)、對(duì)二甲苯(PX)、鄰二甲苯(OX)和間二甲苯(MX)經(jīng)常一起存在于來自化工廠或精煉廠的一般工業(yè)C₈芳香族產(chǎn)物流中。例如，可商購的PxMax、Mobil選擇性甲苯岐化和Mobil甲苯歧化過程可生產(chǎn)這樣的料流。

在這三種二甲苯異構(gòu)體中，PX具有最大的商業(yè)市場。PX主要用于生產(chǎn)提純的對(duì)苯二甲酸(PTA)和對(duì)苯二甲酸酯如對(duì)苯二甲酸二甲酯(DMT)，其用于制備各種聚合物如聚(對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)或PET、聚(對(duì)苯二甲酸丙二醇酯)或PPT、和聚(對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)或PBT。不同等級(jí)的PET用于許多不同的大眾消費(fèi)品如薄膜、合成纖維和用于軟飲料的塑料瓶。PPT和PBT可以用來制備具有不同性質(zhì)的類似產(chǎn)品。

分餾是在許多工業(yè)裝置中分離化學(xué)品的的許多工藝的通用方法。然而，常常難以使用這樣的常規(guī)分餾技術(shù)來有效地和經(jīng)濟(jì)地分離EB和不同的二甲苯異構(gòu)體，這是因?yàn)樗姆NC₈芳香族化合物的沸點(diǎn)落在非常窄的從約136℃到約144℃的8℃范圍內(nèi)(參見表1)。PX和EB的沸點(diǎn)相差大約2℃。PX和MX的沸點(diǎn)僅相差約1℃。因此，將要求大設(shè)備、巨大的能量消耗和/或相當(dāng)大的循環(huán)來提供有效的和滿意的二甲苯分離。

表1

在結(jié)晶器中的分級(jí)結(jié)晶利用了C₈芳香族組分在不同溫度下凝固點(diǎn)和溶解度之間的差異。由于其較高的凝固點(diǎn)，通常將PX在這種方法中作為固體分離，而其它組分在PX-貧乏濾液中回收。高PX純度、在大多數(shù)裝置中PX到PTA和/或DMT的令人滿意的工業(yè)轉(zhuǎn)化所需的關(guān)鍵特性能通過這種類型的分級(jí)結(jié)晶獲得。美國專利No.4,120,911提供了該方法的描述。可以該方式運(yùn)行的結(jié)晶器描述在美國專利No.3,662,013中。商業(yè)上可獲得的工藝和結(jié)晶器包括結(jié)晶異凈化(isofining)方法、連續(xù)逆流結(jié)晶法、直接接觸CO₂結(jié)晶器和刮削式轉(zhuǎn)鼓(scraped?drum)結(jié)晶器。由于高公用工程使用量和PX和MX之間的低共熔混合物的形成，當(dāng)采用分級(jí)結(jié)晶回收PX時(shí)，采用具有盡可能高的起始PX濃度的進(jìn)料通常更為有利。

術(shù)語“形狀-選擇性催化”描述了沸石中出乎意料的催化選擇性。形狀選擇性催化背后的原理已經(jīng)廣泛地綜述，例如通過N.Y.Chen?W.E.Garwood和F.G.Dwyer,“Shape?Selective?Catalysis?in?Industrial?Applications,”36，Marcel?Dekker,Inc.(1989)綜述。在沸石孔隙內(nèi)，烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)如鏈烷烴異構(gòu)化、烯烴骨架或雙鍵異構(gòu)化、低聚和芳香族歧化、烷基化或烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)由通道尺寸施加的限制條件決定。當(dāng)一部分原料太大而不能進(jìn)入沸石孔隙反應(yīng)時(shí)，則存在反應(yīng)物選擇性；而當(dāng)一些產(chǎn)物不能離開沸石通道時(shí)則存在產(chǎn)物選擇性。產(chǎn)物分布還可以通過過渡態(tài)選擇性而改變，其中某些反應(yīng)不能發(fā)生，這是因?yàn)榉磻?yīng)過渡態(tài)太大而不能在沸石孔隙或籠內(nèi)形成。另一種選擇性由對(duì)擴(kuò)散的配置約束產(chǎn)生，其中分子的尺寸接近沸石孔隙體系的尺寸。分子尺寸或沸石孔隙的小變化能產(chǎn)生導(dǎo)致不同產(chǎn)物分布的大擴(kuò)散變化。這類形狀選擇性催化在例如選擇性甲苯岐化到對(duì)二甲苯中得以證明。

PX的生產(chǎn)一般通過催化劑在轉(zhuǎn)化條件下由甲苯岐化來完成。實(shí)例包括甲苯岐化，如由Pines在“The?Chemistry?of?Catalytic?Hydrocarbon?Conversions”，Academic?Press,N.Y.,1981,p.72中所描述的。這樣的方法一般導(dǎo)致包括PX、OX和MX的混合物的生產(chǎn)。取決于用于PX的催化劑選擇性(對(duì)位選擇性)的程度和反應(yīng)條件，獲得了不同百分比的PX。產(chǎn)率(即，作為原料的部分產(chǎn)生的二甲苯的量)也受到催化劑和反應(yīng)條件的影響。

用于甲苯轉(zhuǎn)化到二甲苯和苯產(chǎn)物的平衡反應(yīng)通常在二甲苯中產(chǎn)生約24%的PX、約54%的MX和約22%的OX。

通常，通過甲苯岐化的PX生產(chǎn)包括：

a)生產(chǎn)具有包括苯和甲苯的C₇-烴、包括PX、MX、OX和乙基苯的C₈，以及C₉+烴的產(chǎn)物料流的甲苯岐化步驟；

b)包括如下的分離體系：