[发明专利]一种苯和甲醇烷基化的反应方法

说明书

本发明属于石油化工催化技术领域，提供了一种苯和甲醇烷基化的反应方法，具体步骤如下：选用固定床反应器作为反应设备，并选用条形氢型ZSM‑5分子筛为催化剂，反应条件：反应温度为400℃，总质量空速为2h^‑1，苯与甲醇的摩尔比为2:1；通过机械泵抽真空的方法为反应系统创造微负压状态，压力小于常压，优选‑0.03～‑0.07MP。本发明的方法操作系统简单易行，适用催化剂多，系统负压程度可以根据乙苯限制指标进行调整。简单，准确的控制烷基化反应在催化剂外表面进行，避开了微孔扩散的限制，烷基化反应可以在较低的温度下进行。

技术领域

本发明属于石油化工催化技术领域，涉及一种苯和甲醇烷基化的反应方法。

背景技术

甲苯和混合二甲苯都是生产对二甲苯(PX)的重要原料，对二甲苯又是一种重要的芳烃类化工原料，主要用于制取精对苯二甲酸(PTA)进而生产聚酯，是聚酯产品链的龙头。苯和甲醇烷基化反应可以获得甲苯和混合二甲苯。随着我国甲醇产量的增加，价格较低，运用甲醇和苯生产甲苯和二甲苯有工业意义。但苯和甲醇烷基化同时还生成乙苯、丙苯、甲乙苯、三甲苯和四甲苯等杂质芳烃。由于乙苯与二甲苯沸点极其接近，所以乙苯杂质芳烃的大量存在，将影响混合二甲苯的下游应用。所以，对于苯和甲醇烷基化反应而言，既要提高甲苯，二甲苯的收率，同时又要减少杂质芳烃乙苯的含量。

目前有关苯和甲醇烷基化反应的关报道主要集中在催化剂制备上，负压的反应条件不曾有，部分报道提及苯与甲醇烷基化的反应条件，例如：

专利US 2012/039992、US 2013217940A、SG 194661A1、WO 2013/009399A1、CN103619786A介绍了一种苯和/或甲苯与甲醇的烷基化。其技术特征是，通过控制催化剂上的焦炭量使对二甲苯的选择性和产量最大，同时维持二甲苯收率在可接受的值。反应压力为常压或高压，非负压。

专利WO 2012/170336A2、WO 2012/170336A3、US 2012/316375A1、US 9295962B2介绍了一种对二甲苯的生产方法。其技术特征是，将苯和/或甲苯和甲醇在催化剂存在下生成二甲苯并产生含有水、二甲苯和一种或多种酚类杂质的混合物，该混合物经分离得富水物和含酚类的富二甲苯混合物，最后将富二甲苯混合物用碱的水溶液除去酚类杂质。该方法不涉及烷基化反应的具体操作，只提供一种去除酚类杂质的方法。

专利US 2013/061345、WO 2014/058609介绍了一种由对二甲苯工艺回收烯烃的方法。其技术特征是，在烷基化反应温度为500-600℃，反应压力为0.1-7.0MPa，将烷基化产物经二级分离，最终在产物中回收乙烯和丙烯。操作压力为非负压。

专利US 2016/0060187A介绍了一种处理苯或甲苯与甲醇烷基化制对二甲苯的尾气方法。其技术特征是，由于苯或甲苯与甲醇烷基化反应的尾气中含有一定量的C₄。对尾气进行处理可以增加产物中轻质烯烃的量，并且减少污染物的排放。在专利中提及烷基化反应温度为500-700℃，压力为0.1-7.0MPa。

专利CN 2010/101624327A介绍了一种苯与甲醇烷基化制甲苯或二甲苯的方法。其技术特征是，在反应温度为300-500℃，反应压力为0.1-5.0MPa，总空速为0.1-20h^-1时，原料苯、精馏回收循环苯一起与甲醇混合，混合后的物料经与烷基化反应器出口物料换热，再经加热达到烷基化反应温度后，在酸催化剂存在条件下，进行烷基化反应，得到生成物。该方法具有可方便调整甲苯和二甲苯的选择性的优点。操作压力为非负压。