[发明专利]一种以煤为原料同时制取对苯二甲酸和对苯二甲酸酯类增塑剂的方法

说明书

技术领域

本发明属于煤炭化学加工技术领域，特别涉及一种以煤为原料同时制取对苯二甲酸（Terephthalic Acid，TPA）和对苯二甲酸酯类增塑剂的方法。

背景技术

地球上的石油资源将很快地被人类用完，煤作为主要能源的地位越来越重要。煤是重要的能源、化工原料，其组成、结构及反应性一直是煤化学研究的中心课题。为充分、合理地综合利用煤炭资源所发展的煤化学研究己有一百五十余年的历史。

长期以来，我国煤炭的综合利用技术落后，煤炭的利用率低下，致使烟尘、二氧化硫等污染物大量排放到环境中，形成典型的煤烟型大气污染。这些污染可能引起疾病、农业减产甚至带来更加严重的经济、社会问题。除了作为能源之外，煤炭还是重要的化学工业、冶金工业等的重要原料，通过气化、液化、干馏等化工过程可制得一系列化学品和以煤为原料的化学品原料。我国发展清洁能源的重要出路就在于更加合理、高效、洁净地开发利用丰富的煤炭资源。

由于煤是富芳烃的碳氢化合物，其芳香结构为合成煤基芳香高聚物提供了重要条件，加上市场上对以芳香化合物为单体的芳香工程塑料、功能材料、碳素材料等产品的需求迅速增长，将给煤炭利用带来历史性的转机。煤的控制氧化是从煤直接制取化学品的一种有吸引力的方法。由此法可得到高达60～70%产率的芳香羧酸混合物，其中含高达80%的苯多羧酸（BPCA），整个混合物都有潜在的用途。

芳香羧酸具有分子量小、反应活性高的特点，其主要用途有：制增塑剂、热稳定树脂、特种润滑油等；芳香羧酸还可以进一步转化成贵重的化学品，如TPA、均苯四甲酸等。其中TPA是近年来世界上需求剧增的有机原料，主要作为生产聚酯的单体。而聚酯又是制造聚酯纤维、涂料、薄膜及工程塑料的重要原料。

1941年，英国在实验室中首次用TPA与乙二醇(EG)合成出了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，由于PET具有良好的力学性能、电绝缘性、耐油、耐化学腐蚀性及易回收等优异性能，符合食品卫生要求，正在越来越多地取代铝、玻璃、陶瓷、纸张和其他合成材料，广泛应用在食品包装、微波容器、冰箱内板、航天工业等方面。

目前，亚洲是全球精对苯二甲酸（Pure Terephthalic Acid，PTA）最主要的生产地，而北美和西欧地区的生产能力远远低于亚洲，2005年上述3个地区PTA产能分别为2485万t/a、529万t/a和318万t/a,分别占世界总产能的72.6%、15.5%和9.3%。亚洲地区PTA的高速发展主要来自我国大陆及我国台湾和韩国的增长，全球排名前10位的生产企业产能合计约为2060万t/a，约占世界产能的60%。BP公司排名第一位，中国石化集团的PTA产能达到258.4万t/a，居第二位。随着中国石化下属企业一系列装置的扩建及新建，其PTA产能将继续有较大幅度的提高。

虽然我国PTA产能迅猛增加，但由于下游聚酯需求旺盛，PTA进口量逐年增加。据统计，2005年我国PTA进口总量649.1万t，较2004年增加约77万t，进口约占国内表观消费量的54%。2005年我国进口的PTA约达到600万t，其中一个原因是近年来我国民营企业新建聚酯项目较多，对PTA的需求量大。由于这些民营聚酯企业基本都没有上游装置，其所需的原料PTA只能依靠进口，所以我国PTA的进口企业中大多为民营及合资企业，主要集中在东南沿海地区。

增塑剂广泛应用于聚烯烃等塑料制品，目前世界上有十几大类500多个品种，年总产量在500万吨以上，70%以上为邻苯二甲酸酯类，其中邻苯二甲酸二异辛酯(DOP)性能较好，除了醋酸纤维酯、聚醋酸乙烯酯外，它与绝大多数工业上的合成树脂和橡胶均有良好的相容性，其混合性能好，增塑效率高，挥发性较低，低温柔软性好，电气性能高，耐热性和耐候性良好，广泛应用于聚氯乙烯的各种软质制品的加工，例如薄膜、薄板、电缆料和模塑品等。对苯二甲酸二异辛酯(DOTP)是近几年发展起来的聚氯乙烯新型增塑剂，它以其高绝缘、低挥发、耐热、耐寒、抗抽出、柔软性好，与PVC树脂有良好的相容性等优点而越来越引起橡塑行业的重视；它的某些性能已优于号称全能增塑剂的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)。

以上表明，近年来芳香性聚合材料的迅速发展使得TPA等芳香羧酸单体的需求量与日俱增，这就为从煤制芳香羧酸提供了发展机遇。因此近年来许多国家都很重视这一领域的研究，取得一些新的进展，特别是在氧化产品利用方面出现一种新的研究趋势是将复杂的芳香羧酸的混合物加工成仅含少数可分离化合物的简单混合物，以扩大产品应用的可能性。

发明内容