[发明专利]二甲苯制备方法和具有一体化进料处理的装置

说明书

技术领域

本发明涉及芳族化合物烷基转移方法和装置。特别地，在本发明的方法如用于制备二甲苯的芳族化合物的烷基转移中，进料的烯烃含量可降低。本发明可用于消除或降低对诸如在二甲苯生产设备中加氢处理、氢化和用粘土和/或分子筛处理等对进料预处理的需要。

背景技术

二甲苯(对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯)是化学合成中具有广泛多样的用途的重要中间体。对二甲苯通过氧化生成用于制备合成织物纤维和树脂的对苯二甲酸。间二甲苯用于制备增塑剂、偶氮染料、木材防腐剂等。邻二甲苯是用于邻苯二甲酸酐生产的原料。获得自催化重整或其它来源的二甲苯异构体的分布通常与作为化学中间体的所需异构体并不一致，因此生产者将进料转化以产生更多的所需异构体。

二甲苯的生产在大规模设备中商业化进行，且是高度竞争性的。现在关注的不但是将进料通过异构化、烷基转移和歧化(disproportionation)中一种或多种转化以制备二甲苯，而且是与此类设备有关的其它竞争性方面，包括投资成本和能量成本。芳族化合物装置流程图的现有技术已经公开在由McGraw-Hill出版的Meyers，The Handbook of Petroleum RefiningProcesses，Second Edition，1997的第二部分中。

对作为二甲苯生产设备进料的单环芳族化合物已建议出多种来源。最普遍的是石脑油馏分的随后对石脑油馏分进行加氢处理的热解催化以及重整。这些方法通常产生多种化合物，不仅包括所需的单环芳族化合物，而且还包括多环芳族化合物和烯烃。多环芳族化合物和烯烃通常是二甲苯生产设备中所不希望的杂质。它们会对产品质量和方法的效率产生负面影响，如需要额外的方法步骤、降低催化剂寿命、降低产物稳定性和引起不希望的产物颜色。多环芳族化合物通常通过蒸馏从所需的单环芳族化合物中去除。随后以任何适合的方法处理这些被去除的多环芳族化合物，通常作为燃料，因此它们具有较低的价值。也已知多环芳族化合物可转化为有用的单环芳族化合物，如甲苯、二甲苯和C₉⁺单环芳族化合物。

二甲苯生产设备内各种加工单元对进料流的质量也有要求，以确保适当的性能。例如，对进入二甲苯生产设备的一些加工单元、包括烷基转移单元的进料流中烯烃含量有限制。因此，烯烃被视为烷基转移进料中的污染物，且常规实践是使用诸如加氢处理、氢化和通过粘土和/或分子筛处理等各种烯烃去除方法将烯烃含量降低至可接受的水平(进料规格界限)。例如，烯烃通常在设备内多个位置处通过粘土处理从二甲苯生产设备进料和/或中间产物流中去除。在粘土处理器中，烯烃被转化为可引起粘土污染的寡聚物。操作粘土处理器的成本，包括对其重装新粘土和处置有机物污染的废粘土，对二甲苯的工业规模生产者可以是显著的经济负担。此外，粘土处理器可导致烯烃烷基化为芳环。因此，来自粘土处理器的排出物可包含具有C₂⁺取代基的芳环，如乙苯、丙苯和甲乙苯。因此，降低了用于苯、甲苯和二甲苯生产的芳族化合物进料的价值。

发明内容

本发明能够在烷基转移方法中去除烯烃，在烷基转移方法中芳族化合物反应以制备二甲苯。在一个实施方式中，本发明为用于烷基转移和将烯烃从进料流中去除的方法，所述进料流具有至少为50的溴指数且包括具有至少6个碳原子的芳族化合物，所述方法包括在烷基转移条件下，使进料流接触包含酸性分子筛和至少一种金属组分的烷基转移催化剂，以提供具有更高的二甲苯浓度且溴指数比进料的溴指数至少低60％的烷基转移产物。

在另一实施方式中，提供了这样的方法，其用于在二甲苯循环工艺(Xylene Loop process)中从含烯烃和多环芳族化合物的进料制备二甲苯异构体，同时能够减少投资和操作成本。二甲苯循环工艺包括通过分馏将二甲苯循环进料分离以提供包含二甲苯的流，对二甲苯流进行选择性二甲苯异构体分离，将来自选择性二甲苯异构体分离的排出物流异构化，以重新平衡二甲苯异构体浓度，和将异构化的排出物再循环至分馏。在本文中也将此用于分馏的装置称为二甲苯塔。

在本发明的实施方式中，将至少一部分含C₈芳族化合物和烯烃的进料与含C₉⁺芳族化合物的流，如来自二甲苯塔的较高沸点馏分合并，且使合并的流经历这样的烷基转移条件，所述条件不仅增加二甲苯浓度，而且去除烯烃并将多环芳族化合物转化为单环芳族化合物。因此，由于能使用含烯烃的芳族化合物进料，本发明的方法减少或消除了对诸如加氢处理、氢化以及用粘土和/或分子筛处理等预处理的需要，因此减少了投资和操作成本。

附图说明