[發(fā)明專利]一種制備對(duì)二甲苯和丙烯的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310684321.3
• 申請(qǐng)日: 2013-12-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104710265A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許磊;王瑩利;劉中民;張新志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): C07C15/08
• 分類號(hào): C07C15/08;C07C11/06;C07C2/88;C07C2/42;C07C1/20;B01J31/26
• 代理公司: 沈陽(yáng)晨創(chuàng)科技專利代理有限責(zé)任公司 21001
• 代理人: 張晨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學(xué)化工領(lǐng)域，特別提供一種高選擇性制備對(duì)二甲苯和丙烯的方法。

背景技術(shù)

對(duì)二甲苯（PX）和丙烯均是重要的基本化工原料。目前，對(duì)二甲苯主要經(jīng)芳烴聯(lián)合裝置得到。由于對(duì)二甲苯在三個(gè)異構(gòu)體的含量受熱力學(xué)控制，對(duì)二甲苯在二甲苯異構(gòu)體中只占23%左右，特別是二甲苯三個(gè)異構(gòu)體的沸點(diǎn)相差很小，采用通常的蒸餾技術(shù)不能得到高純度對(duì)二甲苯，而必須采用昂貴的吸附分離工藝。所以整個(gè)PX生產(chǎn)工藝過(guò)程中物料循環(huán)處理量大，設(shè)備龐大，操作費(fèi)用高。丙烯主要來(lái)源于石油煉廠以及石腦油蒸汽裂解生產(chǎn)乙烯的副產(chǎn)品，或者以天然氣加工制得的丙烷為原料進(jìn)行生產(chǎn)。對(duì)二甲苯主要用于生產(chǎn)聚酯，丙烯主要用于制備聚丙烯、丙烯腈以及生產(chǎn)聚酯所需的1,3-丙二醇。隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，作為化工基本原料的對(duì)二甲苯和丙烯的需求量也逐年遞增。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多專利公開(kāi)了對(duì)二甲苯生產(chǎn)新途徑，其中甲苯甲基化可以生產(chǎn)高選擇性的對(duì)二甲苯。USP3,965,207公開(kāi)了使用ZSM-5分子篩做催化劑甲苯甲基化反應(yīng)，在600℃反應(yīng)溫度下對(duì)二甲苯的最高選擇性約為90%；USP3,965,208使用VA元素改性ZSM-5分子篩做催化劑，抑制了間二甲苯的生成，主要生成對(duì)二甲苯和鄰二甲苯，在600℃反應(yīng)溫度下對(duì)二甲苯的最高選擇性約為90%；USP4,250,345使用磷和鎂雙元素改性的ZSM-5分子篩為催化劑，在450℃反應(yīng)溫度下對(duì)二甲苯的最佳選擇性達(dá)到了98%；USP4,670,616使用硼硅酸鹽分子篩和氧化硅或氧化鋁制備成催化劑，對(duì)二甲苯選擇性為50-60%；USP4,276,438、4,278,827使用特殊結(jié)構(gòu)的分子篩(SiO₂/Al₂O₃≧12)并用銅、銀、金或鍺、錫、鉛等改性，可獲得高選擇性的對(duì)二烷基苯；USP4,444,989使用結(jié)晶型的純硅分子篩，并使砷、磷、鎂、硼和碲的化合物進(jìn)行改性，提高了對(duì)二甲苯的選擇性；USP4,491,678使用結(jié)晶型硼硅酸鹽與IIA和IIIA元素以及硅和磷為共同組分可以大大提高對(duì)二甲苯的選擇性并能提高催化劑的壽命。USP5,034,362使用SiO₂/Al₂O₃≧12的ZSM-5和ZSM-11為催化劑，并在高于650℃條件下進(jìn)行焙燒，可以提高對(duì)二烷基苯的選擇性。USP5,563,310使用含IVB元素的酸性分子篩并用VIB的金屬進(jìn)行改性催化劑，可以提高甲苯甲醇烷基化反應(yīng)的對(duì)二烷基苯的選擇性；USP6,504,072使用中孔分子篩優(yōu)選ZSM-5，并在高于950℃的水蒸氣下處理，然后以磷氧化物進(jìn)行改性，提出了催化劑微孔的擴(kuò)散效應(yīng)對(duì)對(duì)二甲苯選擇性的影響；USP6,613,708使用有機(jī)金屬化合物對(duì)催化劑進(jìn)行改性，可以大大提高對(duì)二烷基苯的選擇性。

中國(guó)專利ZL200610011662.4，ZL200710176269.5，ZL200710176274.6，ZL200710179408.X，ZL200710179409.4和ZL200710179410.7公開(kāi)了一類甲苯甲醇制對(duì)二甲苯聯(lián)產(chǎn)低碳烯烴的方法，指出在一個(gè)催化劑上甲苯甲醇轉(zhuǎn)化制備高選擇性對(duì)二甲苯的同時(shí)可以聯(lián)產(chǎn)高選擇性乙烯和丙烯，產(chǎn)物中對(duì)二甲苯在二甲苯異構(gòu)體選擇性可以達(dá)到99wt%以上，乙烯和丙烯在C₁-C₅低碳烴中選擇性可以達(dá)到90wt%以上。但是該方法的弊端是要獲得高純度的乙烯產(chǎn)品必須要通過(guò)深冷分離技術(shù)，投資和能耗均較大，直接影響了該過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種甲苯與甲醇或/和二甲醚反應(yīng)制對(duì)二甲苯和丙烯的方法，該方法將甲苯與甲醇或/和二甲醚烷基化反應(yīng)、乙烯芳構(gòu)化反應(yīng)兩個(gè)反應(yīng)過(guò)程耦合，并將甲苯與甲醇或/和二甲醚烷基化制備對(duì)二甲苯反應(yīng)副產(chǎn)物中富含乙烯的小于C₂（C₂^-）組分回?zé)掃M(jìn)行擇形芳構(gòu)化反應(yīng)，從而高選擇性制備對(duì)二甲苯和丙烯。