[发明专利]纯化的二甲苯异构体的制备方法

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61/408,081和于2010年11月24日提交的EP10192324.1的权益和优先权。

技术领域

本发明总体上涉及对二甲苯和邻二甲苯的制备，包括二甲苯异构化，此外还涉及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芳族化合物是指具有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和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，然而，存在对OX足够大的需求以致高度追求以能量高效方式使回收这两种异构体最大化的系统。在典型的石油化工厂中加工二甲苯的通常温度下，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和邻二甲苯的制备是能量密集的。这部分地归因于经由邻二甲苯和C9+芳族化合物的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。

进入该系统的原料料流包含C8+芳族化合物并可以来自一种或多种来源，包括C8+重整产物1(参见，例如，美国专利号7,179,367)、C8+选择性甲苯岐化产物17(参见，例如，美国专利申请序列号12/042,433，现授权为美国专利号7,989,672)、C8+烷基转移产物2(参见，例如，美国专利号7,663,010)、C8+甲苯岐化产物15(参见，例如，美国专利号6,198,013)，和含C8芳族化合物的任何其它料流，例如用甲醇将甲苯甲基化的产物(参见，例如，美国申请序列号12/894,778，现公开为2011/0092755)。这些料流通常包含C8和更重质芳族化合物，它们连同循环料流10一起在一个或多个分馏塔16中进行加工，在料流3中除去OX和C9+芳族化合物，该料流3随后可以在分馏塔14中分离成OX塔顶馏出物4和C9+塔底产物5。所述C9和更重质芳族化合物(C9+)如果没有通过上述分馏单元14作为塔底产物从所述原料料流(一种或多种)中除去的话可能对下游的对二甲苯回收12和气相二甲苯异构化单元13具有不利影响。

分馏塔(一个或多个)16中OX和C9+芳族化合物的除去因此产生通常含有10-95wt％对二甲苯的C8芳族化合物料流6的塔顶馏出物。加工C8芳族化合物料流6以通过显示为PX回收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。回收PX产物料流7(通常具有99.7+wt％对二甲苯)，并且C8芳族化合物料流的其余部分8流到气相二甲苯异构化13。任选地，在料流9中的氢气存在下，气相二甲苯异构化13使用本领域中本身众所周知的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中建立接近平衡的二甲苯异构体的平衡。二甲苯异构化产物料流19流到脱甲苯化分馏18，该脱甲苯化分馏18除去料流11中的C7和更轻质材料以产生异构化产物循环料流10。在OX和C9+芳族化合物除去单元16中加工异构化产物循环料流10。

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。