[发明专利]纯化对二甲苯的方法

说明书

相关申请的交叉参考

该申请要求2009年4月14日提交的临时申请号61/169,070的优先权，其公开内容经此引用全文并入本文。

技术领域

本发明涉及通过结晶纯化对二甲苯的方法。

背景技术

在二甲苯异构体中，对二甲苯(通常缩写为PX)具有特别的价值，因为其可用于制造对苯二甲酸，而对苯二甲酸是制造合成纤维的中间体。单独的或与乙基苯进一步混合的二甲苯异构体的平衡混合物通常仅含有约24重量％的对二甲苯，从此类混合物中分离对二甲苯通常需要超精馏和多级冷冻步骤。此类方法操作成本高且仅能获得有限的产率。

结晶技术已经用于商业上纯化对二甲苯。目前使用结晶法纯化的对二甲苯料流不是通过用甲醇烷基化甲苯制得的，因此不含显著浓度的含氧化合物(oxygenate)。

在过去十年或更久，已经开发了使用某些多孔结晶材料(优选具有具体和精确限定的扩散特性，如可通过异常剧烈的汽蒸含氧化物改性剂的ZSM-5所获得的)作为催化剂的甲苯烷基化的改进方法。在合适的条件下，这些催化剂表现出对于用甲醇烷基化甲苯而言改进的选择性，使得在至少约15％的单程甲苯转化率下该二甲苯产物含有至少约90％的对位异构体。这一重要的进展描述在许多专利和公开文本中，如美国专利4,002,698；4,356,338；4,423,266；5,675,047；5,804,690；5,939,597；6,028,238；6,046,372；6,048,816；6,156,949；6,423,879；6,504,072；6,506,954；6,538,167和6,642,426。

通过使用前述经汽蒸的多孔结晶材料用甲醇烷基化甲苯制得的富对二甲苯料流既具有高浓度的C8芳族化合物(邻二甲苯、间二甲苯、苯乙烯、乙基苯等等)，又具有低但显著浓度的含氧类物质(oxygenated species)(乙酸、苯酚、甲酚等等)。此前通过烷基化制造对二甲苯的方法不具有显著量的含氧化合物，因此该问题及其量级无法预料。

一旦已经确定了该杂质，在纯化这些进料料流方面可以想到许多可能性。

例如，可以采用首先除去低浓度的含氧化合物的工艺(例如，萃取，吸收等)和随后除去高浓度的C8芳族化合物(例如，模拟逆流吸收)的第二工艺的组合。但是，这会浪费能量与时间。

需要更有效的方法纯化该对二甲苯以满足对用于后继化学过程(例如，制造对苯二甲酸)的要求。

本发明人令人惊讶地发现了一种方法，由此，使用结晶技术，可以通过将对二甲苯与一定浓度的其它C8芳族化合物以及低浓度的含氧类物质分离来纯化对二甲苯。

结晶技术本身是公知的，存在多种该技术的变更。参见例如美国专利号US 7,439,412。还存在多种得到许可的商业结晶器技术，如阿莫科(Amoco)法、Maruzen法、埃索(Esso)法、Sulzer Chemtech法等等。

结晶器中的分步结晶利用了C₈芳族成分的凝固点和其在不同温度下的溶解度之间的差异。由于其较高的凝固点，在此类方法中PX通常以固体形式分离，而其它成分在PX耗尽的滤液中回收。高PX纯度——在大多数工厂中令人满意地将PX在商业上转化为对苯二甲酸酐(terephthalic anhydrode)(PTA)和/或对苯二甲酸二甲酯(DMT)所需的关键性质——可以通过此类分布结晶法获得。美国专利号US 4,120,911提供了此类方法的描述。可以以这种方式操作的结晶器描述在美国专利号US 3,662,013中。

本发明人已经令人惊讶地发现了一种使用结晶技术纯化具有低但显著量的含氧类物质的对二甲苯的方法。

发明内容

发明概述

本发明涉及使用结晶技术由高浓度的C8芳族化合物以及低浓度的含氧类物质的混合物中纯化对二甲苯的方法。本发明还涉及制造高浓度的C8芳族化合物以及低浓度的含氧类物质的所述混合物并随后加工所述混合物以制造纯化的对二甲苯的方法。

在实施方案中，在通过结晶纯化该二甲苯料流之前不需要粘土处理，并且在实施方案中此类纯化法可以提供具有低于30、优选低于25、更优选低于21的BI的对二甲苯。

在实施方案中，在烷基化步骤与结晶步骤之间可以存在下列步骤的一个或多个：(a)脱水；(b)除去固体；(c)二甲苯分流器(xylene splitter)；和(d)碱洗气器。

当参照下列详细描述、优选实施方案、实施例和所附权利要求时，这些和其它目的、特征以及优点将变得显而易见。