[發(fā)明專利]用于通過苯和/或甲苯的甲基化制備對二甲苯的催化劑的選擇性去活化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780074422.5
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN110023271B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳誕仁
• 申請（專利權(quán)）人: 埃克森美孚化學(xué)專利公司
• 主分類號: C07C2/86
• 分類號: C07C2/86;C07C15/08;B01J29/70;B01J8/02
• 代理公司: 中國貿(mào)促會專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 楊立芳

描述了對二甲苯的制備方法，其中使包含苯和/或甲苯的芳族烴進(jìn)料與包含甲醇和/或二甲基醚的烷基化試劑在烷基化反應(yīng)區(qū)中在烷基化條件下在烷基化催化劑存在下接觸以制備包含二甲苯的烷基化芳族產(chǎn)物。所述烷基化催化劑包含具有≤5的約束指數(shù)的分子篩，并且所述烷基化條件包括小于500℃的溫度。可以將所述烷基化催化劑選擇性去活化以通過使用至少1:4的烷基化劑與芳族化合物的摩爾比制備高于平衡量的對二甲苯。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2016年10月6日提交的美國臨時專利申請序列號62/405,036和于2016年12月21日提交的美國臨時專利申請序列號62/437,493的利益，這兩篇文獻(xiàn)以它們的全文通過參考引入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容涉及用于苯和/或甲苯的甲基化制備二甲苯(尤其是對二甲苯)的催化劑的選擇性去活化(selectivating)方法。

背景技術(shù)

二甲苯是化學(xué)工業(yè)中有價值的前體。在三種二甲苯異構(gòu)體中，對二甲苯是最重要的，因?yàn)樗侵圃鞂Ρ蕉姿岬钠鹗疾牧希笳弑旧硎侵苽浜铣删埘ダw維、膜和樹脂中的有價值的中間體。目前，對于對二甲苯的需求量按5-7％的年率增長。

制造對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，美國專利號6,504,072公開了選擇性制備對二甲苯的方法，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)，所述包含多孔結(jié)晶材料的催化劑當(dāng)在120℃的溫度和60托(8kPa)的2,2-二甲基丁烷壓力下測量時具有大約0.1-15sec^-1的對2,2-二甲基丁烷的擴(kuò)散參數(shù)。所述多孔結(jié)晶材料優(yōu)選是中孔沸石，尤其是ZSM-5，其已經(jīng)在至少950℃的溫度下劇烈汽蒸。所述烷基化條件包括大約500-700℃的溫度，大約1個大氣壓-1000psig(100-7000kPa)的壓力，大約0.5-大約1000的重時空速和至少大約0.2的甲苯與甲醇的摩爾比。

另外，美國專利號6,642,426公開了用包含甲醇的烷基化試劑將芳族烴反應(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)物的多個料流在沿所述芳族烴反應(yīng)物的流動方向間隔的位置直接引入所述流化床反應(yīng)區(qū)，所述料流中的至少一個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)物和烷基化試劑的反應(yīng)制備的所述烷基化芳族產(chǎn)物。優(yōu)選的催化劑是已經(jīng)通過高溫汽蒸法而選擇性去活化的ZSM-5。

如上述美國專利舉例那樣，用甲醇烷基化苯和/或甲苯的當(dāng)前方法在高溫(即，500-700℃)下在中孔徑沸石，尤其是ZSM-5存在下進(jìn)行。這導(dǎo)致許多問題，尤其是催化劑壽命/循環(huán)較短并且因此要求頻繁的催化劑再生。另外，現(xiàn)有的方法典型地導(dǎo)致大量甲醇轉(zhuǎn)化成乙烯及其它輕質(zhì)烯烴，這降低希望的產(chǎn)物，例如二甲苯的產(chǎn)率并增加回收成本。

因此仍需要用甲醇(或二甲基醚)烷基化苯和/或甲苯的改進(jìn)方法，所述方法增加催化劑的對二甲苯選擇性并制備高于平衡量的對二甲苯。

發(fā)明內(nèi)容

可以經(jīng)由在較溫和條件(即，小于500℃的溫度)下在包含具有小于或等于5的約束指數(shù)的分子篩的烷基化催化劑存在下進(jìn)行的與甲醇和/或二甲基醚的烷基化反應(yīng)將甲苯和/或苯轉(zhuǎn)化成二甲苯。低溫烷基化反應(yīng)與常規(guī)高溫方法相比產(chǎn)生更少輕質(zhì)氣體副產(chǎn)物并達(dá)到更長催化劑循環(huán)壽命。與常規(guī)高溫方法相比甲醇利用率(即，轉(zhuǎn)化成芳族化合物的甲醇的百分率)也得到改進(jìn)。

為了提高產(chǎn)物混合物中對二甲苯的濃度和獲得高于平衡濃度的對二甲苯，可以將烷基化催化劑選擇性去活化。在一個實(shí)施方案中，通過使用至少1:4的烷基化劑與芳族化合物摩爾比將烷基化催化劑選擇性去活化直到實(shí)現(xiàn)目標(biāo)對二甲苯選擇性。一旦實(shí)現(xiàn)目標(biāo)對二甲苯選擇性，就可以維持或減小烷基化劑與芳族化合物的摩爾比。

附圖說明