[發明專利]一種苯和甲醇烷基化的反應方法

有效

• 申請號: 201810675365.2
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108623428B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 郭洪臣;錢吉
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C07C15/06
• 分類號: C07C15/06;C07C15/08;C07C2/86
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;梅洪玉

本發明屬于石油化工催化技術領域，提供了一種苯和甲醇烷基化的反應方法，具體步驟如下：選用固定床反應器作為反應設備，并選用條形氫型ZSM?5分子篩為催化劑，反應條件：反應溫度為400℃，總質量空速為2h^?1，苯與甲醇的摩爾比為2:1；通過機械泵抽真空的方法為反應系統創造微負壓狀態，壓力小于常壓，優選?0.03～?0.07MP。本發明的方法操作系統簡單易行，適用催化劑多，系統負壓程度可以根據乙苯限制指標進行調整。簡單，準確的控制烷基化反應在催化劑外表面進行，避開了微孔擴散的限制，烷基化反應可以在較低的溫度下進行。

技術領域

本發明屬于石油化工催化技術領域，涉及一種苯和甲醇烷基化的反應方法。

背景技術

甲苯和混合二甲苯都是生產對二甲苯(PX)的重要原料，對二甲苯又是一種重要的芳烴類化工原料，主要用于制取精對苯二甲酸(PTA)進而生產聚酯，是聚酯產品鏈的龍頭。苯和甲醇烷基化反應可以獲得甲苯和混合二甲苯。隨著我國甲醇產量的增加，價格較低，運用甲醇和苯生產甲苯和二甲苯有工業意義。但苯和甲醇烷基化同時還生成乙苯、丙苯、甲乙苯、三甲苯和四甲苯等雜質芳烴。由于乙苯與二甲苯沸點極其接近，所以乙苯雜質芳烴的大量存在，將影響混合二甲苯的下游應用。所以，對于苯和甲醇烷基化反應而言，既要提高甲苯，二甲苯的收率，同時又要減少雜質芳烴乙苯的含量。

目前有關苯和甲醇烷基化反應的關報道主要集中在催化劑制備上，負壓的反應條件不曾有，部分報道提及苯與甲醇烷基化的反應條件，例如：

專利US 2012/039992、US 2013217940A、SG 194661A1、WO 2013/009399A1、CN103619786A介紹了一種苯和/或甲苯與甲醇的烷基化。其技術特征是，通過控制催化劑上的焦炭量使對二甲苯的選擇性和產量最大，同時維持二甲苯收率在可接受的值。反應壓力為常壓或高壓，非負壓。

專利WO 2012/170336A2、WO 2012/170336A3、US 2012/316375A1、US 9295962B2介紹了一種對二甲苯的生產方法。其技術特征是，將苯和/或甲苯和甲醇在催化劑存在下生成二甲苯并產生含有水、二甲苯和一種或多種酚類雜質的混合物，該混合物經分離得富水物和含酚類的富二甲苯混合物，最后將富二甲苯混合物用堿的水溶液除去酚類雜質。該方法不涉及烷基化反應的具體操作，只提供一種去除酚類雜質的方法。

專利US 2013/061345、WO 2014/058609介紹了一種由對二甲苯工藝回收烯烴的方法。其技術特征是，在烷基化反應溫度為500-600℃，反應壓力為0.1-7.0MPa，將烷基化產物經二級分離，最終在產物中回收乙烯和丙烯。操作壓力為非負壓。

專利US 2016/0060187A介紹了一種處理苯或甲苯與甲醇烷基化制對二甲苯的尾氣方法。其技術特征是，由于苯或甲苯與甲醇烷基化反應的尾氣中含有一定量的C₄。對尾氣進行處理可以增加產物中輕質烯烴的量，并且減少污染物的排放。在專利中提及烷基化反應溫度為500-700℃，壓力為0.1-7.0MPa。

專利CN 2010/101624327A介紹了一種苯與甲醇烷基化制甲苯或二甲苯的方法。其技術特征是，在反應溫度為300-500℃，反應壓力為0.1-5.0MPa，總空速為0.1-20h^-1時，原料苯、精餾回收循環苯一起與甲醇混合，混合后的物料經與烷基化反應器出口物料換熱，再經加熱達到烷基化反應溫度后，在酸催化劑存在條件下，進行烷基化反應，得到生成物。該方法具有可方便調整甲苯和二甲苯的選擇性的優點。操作壓力為非負壓。