[发明专利]对二甲苯的制备方法

说明书

发明人：Dana Lynn Pilliod和John Di-Yi Ou

优先权声明

本申请要求于2010年10月29日提交的美国临时申请号61/408,097和于2010年11月24日提交的EP10192327.4的权益和优先权。

技术领域

本发明涉及制备对二甲苯的包括二甲苯异构化的方法，和实践所述方法的设备。

背景技术

二甲苯异构体是重要的中间体，它们在化学合成中具有广泛且各种各样的的应用。作为实例，对二甲苯(PX)是用于制造合成纤维的对苯二甲酸的原料；间二甲苯(MX)用于制造染料，邻二甲苯(OX)用作邻苯二甲酸酐的原料，该邻苯二甲酸酐用于制造增塑剂。

二甲苯以与具有类似沸点的其它化合物掺合的形式出现在各种级分例如煤焦油馏分、石油重整产物和热解液体中。通过诸如溶剂萃取的方法容易地将芳族组分与非芳族化合物分离。然后可以例如通过蒸馏容易地获得级分(基本上由C8芳族化合物组成)。C8芳族化合物是指含8个碳原子的芳族烃，尤其包括乙基苯和二甲苯异构体对二甲苯(PX)、邻二甲苯(OX)和间二甲苯(MX)。

虽然由于它们相似的化学结构、物理性能和相同的分子量而难以分离，但是存在各种用来分离C8异构体的方法，例如OX可通过分馏与其它C8芳族化合物分离，PX可通过分级结晶或选择性吸附分离。当前对PX有很大需求并希望将MX(原料料流中存在的主要二甲苯)以及OX转化成PX，以满足市场需求。在典型的石油化工厂中加工二甲苯的正常温度下，热力学平衡含量是大约24mol％PX，56mol％MX和20mol％OX，基于所述原料中二甲苯的总量。

常规芳族化合物复合物中对二甲苯的制备是能量密集的。这部分地归因于经由C9+除去而再加工的大量循环物质。典型的商业方法显示在图1中，其示出了加工包含C8+芳族化合物(C8芳族烃和更高碳数的芳族烃)的料流，这样的目的至少部分地是回收按比二甲苯的平衡混合物中发现的量更大的量包含PX的料流。

图1所示系统中使用的一种或多种原料料流可以来自各种来源，例如选自以下的一种或多种来源：C8+重整产物1、C8+选择性甲苯岐化产物17、C8+烷基转移产物2、C8+甲苯岐化产物15和含C8芳族化合物的任何其它料流，例如得自用甲醇甲基化甲苯的产物。这些来源中的每一种在本领域中是本身众所周知的。这些料流通常包含所述四种C8异构体和更重质芳族化合物(C9+芳族化合物)，它们连同循环料流10一起在C8/C9+芳族化合物分馏16中的一个或多个分馏塔中被加工以在料流3中除去C9+芳族化合物。所述C9+和更重质芳族化合物如果没有通过分馏从原料料流(一种或多种)除去的话可能对下游的对二甲苯回收12和二甲苯异构化13具有不利影响。

16中的C8/C9+芳族化合物分馏因此产生通常含有10-95wt％对二甲苯的C8芳族化合物料流6，和包含C9+芳族化合物的塔底产物3。加工C8芳族化合物料流6以通过显示为图1中的对二甲苯回收单元12的选择性吸附或结晶之一或两者选择性地回收对二甲苯。将可以包含多达99.7wt％或甚至更高的对二甲苯的对二甲苯产物回收作为料流7，让C8芳族化合物的其余部分经由导管8流到气相二甲苯异构化13。任选地，在由料流9提供的氢气存在下，气相二甲苯异构化13使用还可以将乙基苯转化成苯和乙烷或可以将乙基苯转化成接近平衡的二甲苯异构体的各种催化剂中的一种或多种在料流19中建立二甲苯异构体的接近平衡的平衡。气相方法和催化剂因此是本领域中本身众所周知的。

继续图1所示的系统，二甲苯异构化产物19流到脱甲苯化分馏18，其在料流11中除去C7和较轻质材料(C7-)以产生异构化产物循环料流10。将异构化产物循环料流10循环到C8/C9+芳族化合物分馏16。

改善此种能量密集性方法是活跃的研究领域，但是它不是优化每个个体步骤的简单事情，因为一个步骤的优化可能负面影响整个系统中的一个或多个步骤。所提出的改进的实例包括以下。

美国专利号3,856,874描述了将来自PX分离的排出物料流分流，让独立的料流在不同的催化剂上经过，然后将异构化料流合并和循环。

美国专利号7,439,412教导了从C8+芳族原料料流回收一种或多种高纯度二甲苯异构体的方法，包括在液相条件下使用异构化单元。在实施例中，将液相异构化单元的产物送回到系统中的第一分馏塔。也参见美国专利号7,626,065。