[发明专利]对二甲苯的生产

说明书

优先权声明

本申请要求于2011年6月10日提交的临时申请号61/495,530的利益，该临时申请的公开内容通过引用全部结合到本文中。

领域

本发明涉及通过苯和/或甲苯用甲醇烷基化生产对二甲苯的方法。

背景

在二甲苯的异构体中，对二甲苯具有特别高的价值，因为它可用于对苯二甲酸的制备，所述对苯二甲酸是合成纤维的制备中的中间体。二甲苯异构体单独的或者进一步与乙苯混合的平衡混合物，例如通过石脑油的催化重整得到的平衡混合物，通常仅含有约22-24wt%的对二甲苯。从这样的混合物分离对二甲苯通常要求超精馏和多段冷却步骤、能量密集的吸附方法等。因此，持续地需要提供对对位异构体具有高度选择性的生产二甲苯的方法。

一种已知的生产二甲苯的方法包括在固体酸催化剂上方用甲醇烷基化甲苯，例如Yashima等人在the Journal of Catalysis 16，273-280(1970)中所描述的。这些工作者报告了在200-275℃的大致温度范围内对二甲苯的选择性生产，其中在225℃观察到在二甲苯混合物中对二甲苯的最大收率，即所述二甲苯产物混合物的约50%。据报道，较高的温度导致间二甲苯收率的增加以及对和邻二甲苯的产量减少。

最近，已经报道了通过使甲苯与甲醇在包含多孔结晶性材料（优选中孔沸石，特别是ZSM-5）的催化剂存在下反应超过90wt%的对对二甲苯的选择性(基于总C₈芳族产物计)，当在120℃的温度和60托(8kPa)的2,2-二甲基丁烷压力下测定时所述多孔结晶性材料具有约0.1-15秒^-1的针对2,2-二甲基丁烷的扩散参数。参见美国专利号6,423,879和6,504,072。

然而，不考虑对对二甲苯的选择性，作为甲醇与其自身和存在的各种芳族物种的副反应的结果，用甲醇将苯和/或甲苯烷基化不可避免地导致各种含氧副产物的产生。这样的含氧副产物包括水、醇、醚、酮，醛、酸和酚类杂质，并且取决于它们的沸点，这样的含氧物副产物或者在循环物流中返回到所述烷基化反应器，或者通过一个或多个产物物流离开工艺。特别地，富对二甲苯产物物流往往含有酚类杂质，例如苯酚、甲基苯酚和二甲基苯酚。因此，当从该产物物流回收对二甲苯（通常通过结晶或通过吸附）时，对二甲苯产物和/或残余的贫对二甲苯的二甲苯馏分通常含有一至数百ppmw的酚类杂质。(本文中使用的ppmw是指以重量计的份数/百万份，相对于所提及的物流的整个重量计)。这些杂质限制了贫对二甲苯的二甲苯馏分的价值，并且通常意味着所述馏分仅可以被用作用于汽车汽油的调和物流。另外，在酚类杂质污染对二甲苯产物馏分的情况下，下游方法可能受到影响，导致对二甲苯纯化（一个或多个）步骤的下游性能的降低。

根据本发明，现已发现，通过用碱(苛性物质)的水溶液的一次或多次洗涤处理，可以将通过用甲醇烷基化苯和/或甲苯生产的二甲苯物流中酚类杂质的浓度降低至痕量的水平（例如低于0.1ppmw）。如果需要，在水洗涤以除去任何含酚盐溶液(含有酚盐或苯基盐（phenylate）的溶液；所述金属盐含有苯氧基)和确保所有痕量的碱水溶液、痕量的金属(例如钠或钾离子)和水被除去之后，所得到的、处理过的二甲苯物流在一些实施方案中然后可以被循环到其它二甲苯加工装置并产生额外的对二甲苯，或者处理过的二甲苯物流可以被用于制备其它更高价值的二甲苯产物，例如但不限于对二甲苯。在一些实施方案中，不含污染物的混合二甲苯副产物可以被生产和/或销售，用于进一步的加工或用作溶剂。

概述

本发明在于用于生产对二甲苯方法，所述方法包括：

(a)用甲醇在催化剂存在下在足以将苯和/或甲苯转化成二甲苯并产生含有水、二甲苯和一种或多种酚类杂质的产物物流的条件下烷基化所述苯和/或甲苯；

(b)将所述产物物流分离成富水物流和含有一种或多种酚类杂质的富二甲苯物流；和

(c)使所述富二甲苯物流的至少一部分与碱的水溶液在从所述富二甲苯物流部分中除去所述酚类杂质的至少一部分的条件下接触。

合宜地，酚类杂质选自苯酚、甲基苯酚和二甲基苯酚。

在实施方案中，与碱的水溶液在除去酚类杂质的至少一部分的条件下的接触将酚类杂质的总水平降低了至少90wt%，优选至少95wt%，仍更优选至少99.0wt%，还仍更优选至少99.90wt%，相对于被接触的物流中总酚类杂质的水平而言。