[发明专利]对二甲苯的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对二甲苯的生产方法。

技术背景

芳烃，特别是轻质芳烃BTX（苯、甲苯、二甲苯）作为重要的有机化工基础原料，广泛应用于医药中间体、化纤、合成橡胶以及精细化学品等行业，其持续稳定生产对国民经济发展和战略性物资储备具有重要意义。当前我国芳烃的主要来源为石油的二次加工工艺：催化裂解、催化重整、石脑油裂解等，这导致芳烃生产过于依赖石油资源。而近年来我国石油资源的产量日益减少，进口依存度增大，有必要选取石油资源的替代物来获取芳烃。

甲醇作为一种重要的化工原料，来源较广。我国煤炭资源丰富，煤化工技术领域发展迅速，煤基制甲醇、二甲醚等技术较为成熟。我国甲醇生产进入快速发展期，产能巨大。以甲醇经脱水、聚合、环化直接制芳烃，开发甲醇制芳烃（MTA）工艺，具有经济性和现实意义。

另一方面，MTA工艺的产物轻质混合芳烃（BTX）的价值亟待提高：我国苯的产能过剩，需求量小；甲苯除部分作为溶剂外，工业利用价值低。而对二甲苯（PX）主要用于生产精对苯二甲酸（PTA），而PTA是合成聚酯纤维和塑料的主要原料，对二甲苯的需求量逐年增加。因此混合芳烃中对二甲苯的价值最高，有必要采取合理的加工手段，提高混合芳烃中对二甲苯的含量，从而使混合芳烃增值。

目前，国内外工业生产对二甲苯的工艺主要包括甲苯歧化、芳烃烷基转移、MTA工艺等。国外早期以甲苯歧化工艺为主要研究内容，美孚公司的PxMax、UOP的PX-Plus工艺均实现工业化。由甲苯和三甲苯进行烷基转移也可生产PX，美孚公司和ARCO公司开发的方法也均已工业化。然而受热力学平衡限制，这两种方法中生产的PX在混二甲苯中仅占24%，选择性过低，且原料甲苯物耗偏大。采用甲苯-甲醇择型烷基化制对二甲苯工艺可有效提升甲苯原料利用率及对二甲苯的选择性，副产物少，大大降低后续分离的难度，成为可以替代以上两种工艺的生产方式。另外，甲醇制芳烃工艺中的原料甲醇恰为烷基化的原料，在烷基化反应中未引入新的反应物，同时实现了过量甲醇的有效利用，这进一步说明MTA工艺和烷基化工艺进行组合具有可行性和经济性。

专利CN1880288A提出了一种甲醇转化制芳烃工艺及催化剂的制备方法，以甲醇为原料，以改性ZSM-5分子筛为催化剂，芳烃总选择性超过75%，但其中对二甲苯的选择性较低，芳烃的整体价值不高。专利CN101823929提出了一种甲醇或二甲醚转化制取芳烃的系统工艺，该工艺通过对芳构化产物进行分离与利用，提高了芳烃收率及选择性，且可以针对不同市场需求变换目标产物，然而该工艺产品气体中的甲烷及C2+芳烃未进行有效利用，且同样存在产物混合芳烃中对二甲苯选择性低，价值不高的缺点。

现有甲醇制芳烃技术未有效解决原料中过量甲醇及产物中烷烃的有效利用以及产物混合芳烃价值过低的问题，本发明有针对性的解决了该问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中烷基化产物轻烃以及过量甲醇有效利用率较低、对二甲苯选择性和收率较低的问题，提供一种新的对二甲苯的生产方法。该方法用于对二甲苯的生产中，具有烷基化产物轻烃以及过量甲醇有效利用率较高、对二甲苯选择性和收率较高的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种对二甲苯的生产方法，包括以下步骤：(1)甲醇原料汽化后与来自脱轻烃塔顶的回流轻烃混合后进入芳构化反应器，与包括ZSM-5分子筛的催化剂接触，在反应温度为300-500℃，反应压力以表压计为0.1-5MPa，甲醇液体空速为0.1-10h^-1的条件下反应生成产物A；(2)所述产物A与所述甲醇原料换热后与载气和来自脱甲苯塔的苯和甲苯混合后进入烷基化反应器，在反应温度为350-600℃，甲基化反应压力以表压计为0.1-2MPa，甲苯/甲醇摩尔比0.1-10:1，氢/烃摩尔比0.5-10:1，水/烃摩尔比0.1-5:1，甲苯质量空速为0.5-10h^-1的条件下，与烷基化催化剂接触，得到含对二甲苯的产物B；(3)所述产物B经气液分离罐分离得到气相流出物C、水相流出物D和油相流出物E，气相流出物C的一部分作为回流载气，水相流出物D的一部分经蒸汽发生器后作为载气回流；(4)所述油相流出物E依次经脱轻烃塔、脱甲苯塔、脱重烃塔分离可得到苯、甲苯、混合C8馏分和C9以上重质芳烃馏分，其中脱轻烃塔顶得到的轻烃回流与甲醇原料混合后进入芳构化反应器，脱甲苯塔顶得到的苯和甲苯返回与产物A混合后进入烷基化反应器回用，混合C8馏分经进一步分离后得到对二甲苯产品。