[发明专利]甲醇制备二甲苯的方法

说明书

本发明涉及一种甲醇制备二甲苯的方法，主要解决现有技术中甲醇制芳烃产物中对二甲苯含量低的问题。本发明通过采用包括如下步骤：1)甲醇原料I在芳构化反应器中转化为芳烃为主的反应产物；2)反应产物经三相分离器分离为气相、油相和水相；3)气相脱除氢气甲烷后返回芳构化反应器；4)油相在分离单元I分离为非芳物流和芳烃物流；5)芳烃物流在分离单元II中分离为甲苯物流、二甲苯物流、苯碳九碳十混合物流、碳十一及以上物流；6)苯碳九碳十混合物流送入烷基转移反应器转化为烷基转移产物；7)甲苯物流和甲醇原料II送入甲苯甲醇甲基化反应器转化为甲基化产物的技术方案，较好地解决了上述问题，可用于甲醇制芳烃的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种甲醇制备二甲苯的方法。

技术背景

芳烃，特别是轻质芳烃BTX(苯、甲苯、二甲苯)，是重要的基本有机化工原料，其产量与规模仅次于乙烯和丙烯。芳烃中对二甲苯是具有高附加值的产品。对二甲苯是聚酯工业的重要原料，主要用于生产精对苯二甲酸(PTA)或精对苯二甲酸二甲酯(DMT)，进而由PTA和DMT去生产聚酯(PET)。近年我国聚酯行业迅速发展，对二甲苯存在供不应求的现象，随着现有对二甲苯装置的扩能和新建装置的产能释放，对二甲苯的供应紧张局面已经开始缓和。但是，随着美国页岩气产量的增长，裂解装置原料轻质化的趋势更加明显，导致世界范围的芳烃产量降低，因此世界范围的对二甲苯仍然存在供不应求的可能。另一方面，石油供应日趋紧张，原油价格居高不下，国内石化企业的成本压力很大。结合我国煤炭资源丰富和石油依存度越来越高的国情，发展具有原料价格优势的煤化工行业非常迫切。甲醇制芳烃技术正是我国近年开发的煤化工新技术之一。

甲醇制芳烃技术是以甲醇为原料，在双功能(酸性和脱氢)活性催化剂的催化作用下，通过脱氢、环化等步骤生产芳烃的过程。在这个芳构化过程中，生成了苯、甲苯、二甲苯等芳烃，并副产包括甲烷、乙烯、丙烯等烃类以及氢气。目前国内除清华大学FMTA技术完成工业试验之外，其余技术尚处于小试、中试阶段。

清华大学专利CN101823929公开了一种甲醇或二甲醚转化制取芳烃的系统与工艺。原料甲醇或二甲醚首先在原料芳构化反应器中进行反应，反应后的产物经三相分离单元，分离为气相轻烃、芳烃为主的油相和水。为了提高芳烃的选择性和收率，该专利提供了三个技术方案。在第一个技术方案中，反应产物中分离出来的C₂+非芳烃首先在低碳烯烃芳构化反应器中进行芳构化反应，然后分离出芳烃和轻烃，然后从轻烃中分离出氢气甲烷产品，余下的轻烃送入低碳烃类芳构化反应器，产物返回三相分离单元。另外，苯、甲苯、和部分C₉+烃类送入芳烃歧化反应器生成C8芳烃，同样返回三相分离单元。氢气、甲烷、混合C₈芳烃和部分C₉+烃类作为产品输出系统。该工艺方案包括四个反应器，流程比较复杂。专利的第二个技术方案提供了简化的工艺流程，C₂+非芳烃分离出氢气甲烷产品后，送入低碳烃类芳构化反应器，反应产物返回三相分离单元，即不设置低碳烯烃芳构化反应器。专利的第三个技术方案在前一个技术方案的基础上做了进一步的简化，从油相芳烃中分离的苯、甲苯、和部分C₉+烃类直接返回原料芳构化反应器中，省去了芳烃歧化反应器。采用该专利的第三个技术方案可以获得较高的芳烃收率。根据实施例可知，在优选的操作条件下，混合C₈芳烃的碳基收率为81.96WT％。但是该专利没有公开芳烃中二甲苯尤其是对二甲苯的收率。

专利CN200910090002公开了一种甲醇/二甲醚转化制取乙烯丙烯联产对二甲苯的方法。该方法采用硅烷化改性的分子筛催化剂，甲醇转化制取乙烯丙烯的同时联产芳烃中主要为对二甲苯，烃类产物中乙烯、丙烯和对二甲苯总选择性大于80wt％，对二甲苯在二甲苯异构体中选择性大于99WT％。该方法中对二甲苯在芳烃中的选择性高，但是芳烃的总收率偏低，小于25WT％。

现有技术存在芳烃中对二甲苯选择性低的问题，本发明有针对性的解决了上述问题。

发明内容