[发明专利]对二甲苯生产的方法和装置

说明书

发明领域

本公开内容涉及一种采用生产C₈+料流的高选择性甲苯歧 化过程和将对二甲苯从C₈+料流分离的结晶过程的结合来生产对二甲 苯的方法。 背景

C₈烷基苯、乙基苯(EB)、对二甲苯(PX)、邻二甲苯(OX)和 间二甲苯(Mx)经常一起存在于来自化工厂或精炼厂的一般工业C₈芳香 族产物流中。例如，可商购的PxMax、Mobil选择性甲苯岐化和Mobil 甲苯歧化过程可生产这样的料流。

在这三种二甲苯异构体中，PX具有最大的商业市场。PX 主要用于生产提纯的对苯二甲酸(PTA)和对苯二甲酸酯如对苯二甲酸 二甲酯(DMT)，其用于制备各种聚合物如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)或 PET、聚(对苯二甲酸丙二醇酯)或PPT、和聚(对苯二甲酸丁二醇酯)或 PBT。不同等级的PET用于许多不同的大众消费品如薄膜、合成纤维和 用于软饮料的塑料瓶。PPT和PBT可以用来制备具有不同性质的类似 产品。

分馏是在许多工业装置中分离化学品的的许多工艺的通用 方法。然而，常常难以使用这样的常规分馏技术来有效地和经济地分 离EB和不同的二甲苯异构体，这是因为四种C₈芳香族化合物的沸点 落在非常窄的从约136℃到约144℃的8℃范围内(参见表1)。PX和EB 的沸点相差大约2℃。PX和MX的沸点仅相差约1℃。因此，将要求大 设备、巨大的能量消耗和/或相当大的循环来提供有效的和满意的二甲 苯分离。 表1 C₈化合物  沸点(℃)    凝固点(℃) EB        136         -95 PX        138         13 MX        139         -48 OX        144         -25

在结晶器中的分级结晶利用了C₈芳香族组分在不同温度下 凝固点和溶解度之间的差异。由于其较高的凝固点，通常将PX在这种 方法中作为固体分离，而其它组分在PX-贫乏滤液中回收。高PX纯度、 在大多数装置中PX到PTA和/或DMT的令人满意的工业转化所需的关 键特性能通过这种类型的分级结晶获得。美国专利No.4,120,911提供 了该方法的描述。可以该方式运行的结晶器描述在美国专利 No.3,662,013中。商业上可获得的工艺和结晶器包括结晶异净化 (isofining)方法、连续逆流结晶法、直接接触CO₂结晶器和刮削式转 鼓(scraped drum)结晶器。由于高公用工程使用量和PX和MX之间的 低共熔混合物的形成，当采用分级结晶回收PX时，采用具有尽可能高 的起始PX浓度的进料通常更为有利。

术语“形状-选择性催化”描述了沸石中出乎意料的催化选 择性。形状选择性催化背后的原理已经广泛地综述，例如通过N.Y. Chen W.E.Garwood和F.G.Dwyer，“Shape Selective Catalysis in Industrial Applications，”36，Marcel Dekker，Inc.(1989)综 述。在沸石孔隙内，烃转化反应如链烷烃异构化、烯烃骨架或双键异 构化、低聚和芳香族歧化、烷基化或烷基转移反应由通道尺寸施加的 限制条件决定。当一部分原料太大而不能进入沸石孔隙反应时，则存 在反应物选择性；而当一些产物不能离开沸石通道时则存在产物选择 性。产物分布还可以通过过渡态选择性而改变，其中某些反应不能发 生，这是因为反应过渡态太大而不能在沸石孔隙或笼内形成。另一种 选择性由对扩散的配置约束产生，其中分子的尺寸接近沸石孔隙体系 的尺寸。分子尺寸或沸石孔隙的小变化能产生导致不同产物分布的大 扩散变化。这类形状选择性催化在例如选择性甲苯岐化到对二甲苯中 得以证明。