[发明专利]通过甲苯和/或苯的甲基化制备对二甲苯的方法

说明书

一种通过苯和/或甲苯与甲醇的催化烷基化生产对二甲苯的方法。在现有技术方法中，通常将水与甲醇共同注入以提高甲醇的利用率，增加与苯和/或甲苯反应的甲醇量，并减少分解成不需要的一氧化碳，二氧化碳，或水或与其自身反应产生不需要的轻质烯烃气体的甲醇量。不使用如现有技术中所教导的纯化的甲醇和共同进料的水，基于水和甲醇进料的总量，含有至少5wt％，例如5至35wt％水的粗制或未纯化的甲醇可以用作烷基化剂，如果不是完全的话，至少部分减少了共注入水的需要。

优先权要求

本申请要求2016年12月5日提交的申请序列号62/430,021的美国临时专利申请和2017年1月9日提交的EP 17150624.9的优先权和权益，各自内容整体并入本文作为参考。

技术领域

本申请的公开内容涉及在生产汽油和芳烃的方法中使用未纯化的甲醇的方法。更具体地，通过苯和/或甲苯与甲醇的烷基化，未纯化的甲醇用作对二甲苯制备中的甲基化剂。

背景技术

在二甲苯异构体中，对二甲苯具有特殊的价值，因为它可用于制造对苯二甲酸，对苯二甲酸是合成纤维和树脂制造中的中间体。目前，对二甲苯是通过石脑油的加氢处理(催化重整)，石脑油或瓦斯油的蒸汽裂化和甲苯歧化来商业生产的。

用于生产二甲苯的大多数现有方法的一个问题是它们产生邻(o)-，间(m)-和对(p)-二甲苯的热力学平衡混合物，其中对二甲苯浓度通常仅为约24wt％。因此，从这种混合物中分离对二甲苯倾向于需要超分馏和多级制冷步骤。这些过程涉及高运营和资本成本，并且仅产生有限的产量。因此，一直需要提供对于对二甲苯制备具有高选择性的方法。

众所周知，通过甲苯和/或苯与甲醇的烷基化制备二甲苯，特别是使用沸石催化剂选择性地制备对二甲苯(PX)产物。参见，例如，专利号为4,002,698；4356338；4423266；5675047；5804690；5939597；6028238；6046372；6048816；6156949；6423879；6504072；6506954；6538167；和6,642,426的美国专利。术语“对二甲苯选择性”，“对位选择性”等是指对二甲苯的产生量大于在热力学平衡下二甲苯异构体混合物中存在的量，其在常规制备温度下为约24mol％。由于对二甲苯相对于间二甲苯和邻二甲苯的经济重要性，因此高度关注对二甲苯的选择性。尽管每种二甲苯异构体具有重要且众所周知的最终用途，但目前对二甲苯是最具经济价值的。

在该方法中，通常在合适的催化剂存在下用甲醇将甲苯和/或苯烷基化，以在图中示意性说明的系统的反应器中形成二甲苯，其中包含反应物的进料通过管道1进入流化床反应器11和包括产物的流出物通过管道5排出，以及催化剂分别通过导管2，3和4在流化床反应器11，装置12(其从催化剂中汽提流体)和催化剂再生器13之间循环。通常将水与甲苯和甲醇共同进料以使进料管线中的甲苯结焦和甲醇自分解最小化。其他副反应包括形成轻质烯烃、轻质石蜡烃，如将对二甲苯转化为其他二甲苯异构体或较重芳烃的反应。

期望继续改进该方法并节省能量和成本。

发明内容

本申请公开的实施方案提供了通过苯和/或甲苯与甲醇的催化烷基化制备对二甲苯的方法。在现有技术方法中，通常将水与甲醇共同注入以提高甲醇的利用率，增加与苯和/或甲苯反应的甲醇量，并减少分解成不需要的一氧化碳，二氧化碳或水，或与其自身反应产生不需要的轻质烯烃气体的甲醇量。不是如现有技术中所教导的使用纯化的甲醇和共同进料的水，而是使用基于水和甲醇进料的总量含有至少5wt％、例如5至35wt％水的粗制或未纯化的甲醇进料作烷基化剂，减少了至少部分(如果不是减少全部的话)共注入水的需要。因此，应当理解在至少一些实施方案中，没有额外的水与未纯化的甲醇一起共注入。使用含有至少5wt％水的未纯化甲醇是有益的，因为它降低了与购买原料相关的成本并节省了甲醇生产步骤的资金和能量。