技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤炭化學(xué)加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種以煤為原料同時(shí)制取對(duì)苯二甲酸（Terephthalic?Acid，TPA）和對(duì)苯二甲酸酯類增塑劑的方法。

背景技術(shù)

地球上的石油資源將很快地被人類用完，煤作為主要能源的地位越來(lái)越重要。煤是重要的能源、化工原料，其組成、結(jié)構(gòu)及反應(yīng)性一直是煤化學(xué)研究的中心課題。為充分、合理地綜合利用煤炭資源所發(fā)展的煤化學(xué)研究己有一百五十余年的歷史。

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)煤炭的綜合利用技術(shù)落后，煤炭的利用率低下，致使煙塵、二氧化硫等污染物大量排放到環(huán)境中，形成典型的煤煙型大氣污染。這些污染可能引起疾病、農(nóng)業(yè)減產(chǎn)甚至帶來(lái)更加嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)問(wèn)題。除了作為能源之外，煤炭還是重要的化學(xué)工業(yè)、冶金工業(yè)等的重要原料，通過(guò)氣化、液化、干餾等化工過(guò)程可制得一系列化學(xué)品和以煤為原料的化學(xué)品原料。我國(guó)發(fā)展清潔能源的重要出路就在于更加合理、高效、潔凈地開發(fā)利用豐富的煤炭資源。

由于煤是富芳烴的碳?xì)浠衔铮浞枷憬Y(jié)構(gòu)為合成煤基芳香高聚物提供了重要條件，加上市場(chǎng)上對(duì)以芳香化合物為單體的芳香工程塑料、功能材料、碳素材料等產(chǎn)品的需求迅速增長(zhǎng)，將給煤炭利用帶來(lái)歷史性的轉(zhuǎn)機(jī)。煤的控制氧化是從煤直接制取化學(xué)品的一種有吸引力的方法。由此法可得到高達(dá)60～70%產(chǎn)率的芳香羧酸混合物，其中含高達(dá)80%的苯多羧酸（BPCA），整個(gè)混合物都有潛在的用途。

芳香羧酸具有分子量小、反應(yīng)活性高的特點(diǎn)，其主要用途有：制增塑劑、熱穩(wěn)定樹脂、特種潤(rùn)滑油等；芳香羧酸還可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成貴重的化學(xué)品，如TPA、均苯四甲酸等。其中TPA是近年來(lái)世界上需求劇增的有機(jī)原料，主要作為生產(chǎn)聚酯的單體。而聚酯又是制造聚酯纖維、涂料、薄膜及工程塑料的重要原料。

1941年，英國(guó)在實(shí)驗(yàn)室中首次用TPA與乙二醇(EG)合成出了聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)，由于PET具有良好的力學(xué)性能、電絕緣性、耐油、耐化學(xué)腐蝕性及易回收等優(yōu)異性能，符合食品衛(wèi)生要求，正在越來(lái)越多地取代鋁、玻璃、陶瓷、紙張和其他合成材料，廣泛應(yīng)用在食品包裝、微波容器、冰箱內(nèi)板、航天工業(yè)等方面。

目前，亞洲是全球精對(duì)苯二甲酸（Pure?Terephthalic?Acid，PTA）最主要的生產(chǎn)地，而北美和西歐地區(qū)的生產(chǎn)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于亞洲，2005年上述3個(gè)地區(qū)PTA產(chǎn)能分別為2485萬(wàn)t/a、529萬(wàn)t/a和318萬(wàn)t/a,分別占世界總產(chǎn)能的72.6%、15.5%和9.3%。亞洲地區(qū)PTA的高速發(fā)展主要來(lái)自我國(guó)大陸及我國(guó)臺(tái)灣和韓國(guó)的增長(zhǎng)，全球排名前10位的生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能合計(jì)約為2060萬(wàn)t/a，約占世界產(chǎn)能的60%。BP公司排名第一位，中國(guó)石化集團(tuán)的PTA產(chǎn)能達(dá)到258.4萬(wàn)t/a，居第二位。隨著中國(guó)石化下屬企業(yè)一系列裝置的擴(kuò)建及新建，其PTA產(chǎn)能將繼續(xù)有較大幅度的提高。

雖然我國(guó)PTA產(chǎn)能迅猛增加，但由于下游聚酯需求旺盛，PTA進(jìn)口量逐年增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2005年我國(guó)PTA進(jìn)口總量649.1萬(wàn)t，較2004年增加約77萬(wàn)t，進(jìn)口約占國(guó)內(nèi)表觀消費(fèi)量的54%。2005年我國(guó)進(jìn)口的PTA約達(dá)到600萬(wàn)t，其中一個(gè)原因是近年來(lái)我國(guó)民營(yíng)企業(yè)新建聚酯項(xiàng)目較多，對(duì)PTA的需求量大。由于這些民營(yíng)聚酯企業(yè)基本都沒(méi)有上游裝置，其所需的原料PTA只能依靠進(jìn)口，所以我國(guó)PTA的進(jìn)口企業(yè)中大多為民營(yíng)及合資企業(yè)，主要集中在東南沿海地區(qū)。

增塑劑廣泛應(yīng)用于聚烯烴等塑料制品，目前世界上有十幾大類500多個(gè)品種，年總產(chǎn)量在500萬(wàn)噸以上，70%以上為鄰苯二甲酸酯類，其中鄰苯二甲酸二異辛酯(DOP)性能較好，除了醋酸纖維酯、聚醋酸乙烯酯外，它與絕大多數(shù)工業(yè)上的合成樹脂和橡膠均有良好的相容性，其混合性能好，增塑效率高，揮發(fā)性較低，低溫柔軟性好，電氣性能高，耐熱性和耐候性良好，廣泛應(yīng)用于聚氯乙烯的各種軟質(zhì)制品的加工，例如薄膜、薄板、電纜料和模塑品等。對(duì)苯二甲酸二異辛酯(DOTP)是近幾年發(fā)展起來(lái)的聚氯乙烯新型增塑劑，它以其高絕緣、低揮發(fā)、耐熱、耐寒、抗抽出、柔軟性好，與PVC樹脂有良好的相容性等優(yōu)點(diǎn)而越來(lái)越引起橡塑行業(yè)的重視；它的某些性能已優(yōu)于號(hào)稱全能增塑劑的鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)。

以上表明，近年來(lái)芳香性聚合材料的迅速發(fā)展使得TPA等芳香羧酸單體的需求量與日俱增，這就為從煤制芳香羧酸提供了發(fā)展機(jī)遇。因此近年來(lái)許多國(guó)家都很重視這一領(lǐng)域的研究，取得一些新的進(jìn)展，特別是在氧化產(chǎn)品利用方面出現(xiàn)一種新的研究趨勢(shì)是將復(fù)雜的芳香羧酸的混合物加工成僅含少數(shù)可分離化合物的簡(jiǎn)單混合物，以擴(kuò)大產(chǎn)品應(yīng)用的可能性。

發(fā)明內(nèi)容