[发明专利]以低碳醇醚和低碳烃类为原料制备对二甲苯的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备对二甲苯的工艺方法，尤其涉及一种采用低碳醇醚和低碳烃类制备对二甲苯的工艺方法，属于能源化工生产领域。

背景技术

对二甲苯（PX）是芳烃中一种尤为重要的有机化工原料，更是重要的基础石油化工产品之一，其主要用途为经氧化合成对苯二甲酸，对苯二甲酸再与乙二醇进行缩聚反应生产高分子材料聚对苯二甲酸乙二醇酯（即涤纶），涤纶是性能优良、需求量极大的聚酯材料，广泛应用于纺织和包装材料领域。

当前PX的生产主要是通过石油化工路线得到，此种生产方法对石油的依赖度非常高，且受石油价格波动和供给的影响巨大，而我国属于缺油少气国家。由于原油资源的短缺，我国芳烃资源短缺已成定局，随着纺织业的发展，PX的市场缺口可达几百万吨。但我国有着较为丰富的煤炭资源，而且目前我国采用煤基制备甲醇、二甲醚等低碳醇醚（含1~4个碳原子）和烷烃、烯烃等低碳烃类（含1~4个碳原子）已拥有较为成熟的煤化工技术，而将由煤基制备出的低碳醇醚和低碳烃类芳构化是一条有效的利用煤炭资源制备传统石油类化学品的技术路线。该技术路线利用非石油原料制取石油化工产品，对清洁高效利用煤炭资源，提升煤化工产业链，促进煤化工产业持续健康发展有着重要意义。但目前现有工艺技术中存在着原料单一，工艺流程复杂，且由目标产物选择性不高引起的产品收率不高等问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种以低碳醇醚和低碳烃类为原料制备对二甲苯的工艺方法，该工艺方法以低碳醇醚类和低碳烃类作为原料生产对二甲苯，在简化工艺流程的同时提高了目标产物对二甲苯的收率。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种以低碳醇醚和低碳烃类为原料制备对二甲苯的工艺方法，包括以下步骤：

（1）原料低碳醇醚和低碳烃类在反应器中在0.01~0.5 MPa压力下，180~600℃温度之间依次经烃化反应催化剂和芳构化反应催化剂作用，对所得反应产物进行分离提纯后，得到气体A和烃类混合物Ⅰ；以烃类混合物Ⅰ总重量为基准，所述烃类混合物Ⅰ中包括85~90wt.%芳烃和10~15 wt.%的烷烯烃；以芳烃总重量为基准，所述芳烃中苯、甲苯和二甲苯的总量大于85 wt.%；所述气体A主要成分为氢气、甲烷和乙烷；

（2）将（1）中所述烃类混合物Ⅰ在反应器中在0.01~0.5MPa压力下，180~600℃温度之间经甲基化反应催化剂作用，对所得反应产物进行分离提纯后，得到气体B和芳烃类混合物Ⅱ；以芳烃类混合物Ⅱ总重量为基准，所述芳烃类混合物Ⅱ中包括90~95wt.%二甲苯，且所述芳烃类混合物Ⅱ中苯、甲苯和重芳烃的总量占5~10wt.%；所述气体B主要成分为氢气、甲烷和乙烷；

（3）将（2）中所述芳烃类混合物Ⅱ在反应器中在0.01~0.5MPa压力下，180~600℃温度之间经异构化反应催化剂作用，对所得反应产物进行分离提纯后，得到气体C和混合物Ⅲ；以混合物Ⅲ总重量为基准，所述混合物Ⅲ中包括92~95wt.%对二甲苯，且所述混合物Ⅲ中苯、甲苯、间二甲苯、邻二甲苯和碳九重芳烃的总量为5~8wt.%；所述气体C主要成分为氢气、甲烷和乙烷；

（4）将所述气体A、B和C返回到反应器中的初始阶段依次进行烃化反应、芳构化反应、甲基化反应和异构化反应；

所述低碳醇醚为甲醇、乙醇和二甲醚中的至少一种，所述低碳烃类包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯和丁烯中的至少一种。

本发明所采用的进一步技术方案是：

所述烃化反应催化剂采用烃化用分子筛负载型催化剂，芳构化反应催化剂采用芳构化用分子筛负载型催化剂，甲基化反应催化剂采用甲基化用分子筛负载型催化剂，异构化反应催化剂采用异构化用分子筛负载型催化剂。

所述烃化用、芳构化用、甲基化用和异构化用分子筛负载型催化剂均采用利于生产对二甲苯的分子筛负载型催化剂。

所述低碳醇醚和低碳烃类依次经烃化反应催化剂和芳构化反应催化剂作用的压力最优为0.1~0.2MPa，温度最优为400~500℃；所述烃类混合物Ⅰ经甲基化反应催化剂作用的压力最优为0.1~0.25MPa，温度最优为350~400℃；所述芳烃类混合物Ⅱ经异构化反应催化剂作用的压力最优为0.1~0.2MPa，温度最优为370~400℃。

所述分离提纯的方法为低度深冷、油吸收、吸附精制和萃取精馏中的至少一种。