[发明专利]一种苯和/或甲苯甲基化提高甲基化率的方法

说明书

本发明涉及一种苯和/或甲苯甲基化提高甲基化率的方法，包括如下步骤：（1）将原料苯和/或甲苯与甲醇按比例配料；（2）将甲醇原料均分为N份小份甲醇，使原料苯和/或甲苯与小份甲醇的摩尔比大于等于10:1；（3）利用单个或多个反应器形成依次连通的、数量与小份甲醇对应的、N个甲醇烷基化催化反应段，每个甲醇烷基化催化反应段设有小份甲醇进气口；小份甲醇通过小份甲醇进气口一一对应进入到每个甲醇烷基化催化反应段中，原料苯和/或甲苯从第一个甲醇烷基化催化反应段的苯基进料口进入。本发明的优点在于：可获得接近于100%的甲醇转化率和接近100%的甲基化率，且工业实施经济、简捷。

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及处理用甲醇烷基化苯和/或甲苯生产甲苯和/或二甲苯中提高甲基化率的方法。

背景技术

苯、甲苯的来源丰富,从石油馏分催化重整,蒸汽裂解和煤液化/气化所得的芳烃中都可以得到大量的苯、甲苯，甲苯在三苯(苯,甲苯和二甲苯)中的比例最大,可以占到芳烃含量的40%-50%,但相比苯和二甲苯,甲苯工业用途不大,一直以来,都表现出相对过剩的状况。而对二甲苯是基本的有机化工原料,广泛应用在化纤，成树脂,农药,医药,塑料等生产领域，对二甲苯主要用于生产精对苯二甲酸(PTA)和对苯二甲酸二甲酷(DMT),而PTA或DMT再与乙二醇反应生成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),即聚酯,可以进一步生产涤纶纤维或应用于其他工业。由于聚酯类纤维的性能优良,其需求量和产量都居于合成纤维首位,这就使得作为其原料的对二甲苯市场供求关系日益紧张。在二甲苯异构体中,对二甲苯是特别有价值的，因为其可用于制备对苯二甲酸，对 苯二甲酸为合成纤维和树脂的生产中的中间产物。目前,对二甲苯除了通过石脑油的催化重整、石脑油或瓦斯油的蒸汽裂化和甲苯歧化来商业生产以外，用甲醇烷基化苯和/或甲苯生产甲苯和/或二甲苯，尤其是对二甲苯引起了广大研究者的广泛的重视和深入的研究。

现有技术甲醇烷基化苯和/或甲苯生产甲苯和/或二甲苯存在的问题在于，甲醇的甲基化率比较低，相当一部分甲醇分解生产了烷烃、烯烃。从而造成了甲醇的消耗较高，同时处理生成的烷烃、烯烃能耗，这些轻烃必须加以回收，造成流程很长、能耗较高。本发明旨在提供一种方法，甲醇转化率和甲基化率都接近100%。从而为该技术的实施提供更高的经济性和工艺的简化。

定义：甲醇转化率(%)=(进入反应器的甲醇量-离开反应器的甲醇量)/进入反应器的甲醇量X100%

甲醇甲基化率（%）=(离开反应器含甲基芳烃的总摩尔流量-进入反应器含甲基芳烃的总摩尔流量)/ (进入反应器的甲醇摩尔流量-离开反应器的甲醇摩尔流量)X100%

例如, 中国发明专利申请号 201611127045.0中，实施例表1中，甲醇转化率100%，大于82%（wt）的甲醇转化为甲烷、乙烯、丙烯等轻烃类，小于18%的甲醇进行了甲苯的甲基化反应；中国发明专利申请201710287771.7，实施例1-4，甲醇转化率76-97%，甲醇甲基化率小于40%，轻烃收率大于70%；中国发明专利申请号 2017800 18416.8，使用双功能催化剂体系通过甲苯和/或苯用甲醇进行甲基化生产对二甲苯的流化床方法。第一催化剂完成甲苯和/或苯甲基化，第二催化剂转化甲基化反应的副产物或未转化的甲基化剂， 提高所需产物的收率，或其组合。包含所述第二催化剂可以将C1-C5非芳族级分抑制超过50％并 且显著提高芳族化合物的形成。如图1即摘取自该专利申请的实施例，显然最少有40%的产物是氢气、一氧化碳、二氧化碳、链烷烃、烯烃。