[发明专利]苯与甲醇或/和二甲醚制备对二甲苯联产低碳烯烃的方法

说明书

技术领域

本发明属于化学化工领域，特别提供一种苯和甲醇或/和二甲醚反应制对二甲苯联产低碳烯烃的方法。 

背景技术

对二甲苯和低碳烯烃均是重要的基本化工原料。目前，对二甲苯主要是以石脑油为原料通过芳烃联合装置得到，由于对二甲苯在三个异构体的含量受热力学控制，对二甲苯在C₈混合芳烃中只占23%左右，特别是二甲苯三个异构体的沸点相差很小，采用通常的蒸馏技术不能得到高纯度对二甲苯，而必须采用昂贵的吸附分离工艺，所以整个PX生产工艺过程中物料循环处理量大，设备庞大，操作费用高。乙烯是以原油炼制而得的轻质油(石脑油和轻柴油)和液化石油气（LPG）以及天然气加工制得的乙烷和丙烷为原料进行生产。丙烯则是生产乙烯的副产品，或者以天然气加工制得的丙烷为原料进行生产。对二甲苯主要用于生产聚酯，乙烯丙烯主要用于制备聚烯烃以及生产聚酯所需的乙二醇和1,3-丙二醇。这些基础化工原料均依赖于石油资源，特别是随着全球经济的快速发展，作为化工基本原料的对二甲苯和乙烯丙烯的需求量也逐年递增，供需矛盾日益突出。 

甲苯甲醇烷基化制备对二甲苯以及苯甲醇烷基化制甲苯和二甲苯均是增产芳烃的新途径。其中甲苯甲醇择形烷基化可以制备高选择性对二甲苯产品，但该过程所需的甲苯亦是芳烃联合装置生产对二甲苯的中间原料， 市场供应短缺。而苯是芳烃联合装置的副产品，据估算年产80万吨PX芳烃联合装置可副产苯约30万吨，因此以苯为原料与甲醇烷基化生产甲苯和二甲苯将是增产芳烃的一种有效途径。目前苯和甲醇烷基化相关专利技术均是以增产甲苯和混合二甲苯为目的。中国专利申请CN 101624327、CN102101818、CN 102688771、CN 102746095、CN 102746098、CN 102600887、CN 102746080和CN 102964201等均公开了由苯与甲醇等烷基化试剂制备甲苯、二甲苯或三甲苯的方法或催化剂，得到以甲苯为主的混合芳烃，特别是得到的二甲苯异构体为热力学平衡组成，经济价值较低。 

非石油路线生产乙烯、丙烯主要是甲醇制低碳烯烃和甲醇制丙烯技术。自1976年Mobil Oil公司进行了甲醇在ZSM-5分子筛催化剂上转化为碳氢化合物的反应之后。许多专利如USP4,542,252、USP3,911,041、USP4,049,573、USP4,100,219和USP5,367,100等均公开了使用改性ZSM-5分子筛催化剂由甲醇制取低碳烯烃的过程。目前鲁奇采用ZSM-5分子筛催化剂的甲醇制丙烯技术以及大连化学物理研究所采用新型SAPO-34分子筛催化剂的甲醇制取低碳烯烃（DMTO）技术均已实现工业化。 

苯与甲醇制备以甲苯为主的混合芳烃的弊端以及甲醇制烯烃技术的成功工业应用表明，利用市场过剩的苯和来自于煤或天然气的甲醇资源增产更有市场价值的对二甲苯，同时利用甲醇转化联产低碳烯烃，将可以大大提高苯与甲醇转化反应的经济性。 

发明内容

本发明的目的是提供一种苯与甲醇或/和二甲醚制对二甲苯联产低碳烯 烃的方法，该方法将苯与甲醇或/和二甲醚烷基化反应产物直接与甲醇或/和二甲醚进行择形烷基化反应，高选择性地制备对二甲苯和低碳烯烃。 

为实现上述目的，本发明提供的一种方法是，首先苯与甲醇或/和二甲醚在反应系统与催化剂接触进行烷基化反应，反应产物进一步与甲醇或/和二甲醚进行择形烷基化反应，生成产物中C₆⁺组分经分离得到对二甲苯产品，C₁-C₅组份经分离得到乙烯和丙烯产品。其中，所述反应系统为一个或两个以上反应区的组合。每个反应区可以为一个反应器，也可以是多个反应器的串联或并联。所述反应器为固定床、流化床或移动床中的任意一种或任意几种。