Способ получения ксилолов посредством комбинирования метилирования и переалкилирования

Изобретение относится к способу получения смеси бензола и С8-ароматических соединений. Способ предусматривает: обеспечение сырьевого потока, содержащего бензол, толуол, С8-ароматические соединения и С9-ароматические углеводороды; выделение из сырьевого потока первой фракции, содержащей С8-ароматические соединения, сырья для метилирования, содержащего толуол и не содержащего бензол, и сырья для переалкилирования, содержащего бензол и С9-ароматические углеводороды; подачу сырья для метилирования на реакцию метилирования для получения смеси С8- и С9+ ароматических соединений; подачу сырья для переалкилирования и С9+ ароматических соединений, полученных из реакции метилирования, на реакцию переалкилирования для конверсии С9-ароматических углеводородов и С9+ ароматических соединений из реакции метилирования в C8-ароматические соединения; и перенос фракции бензола и толуола, полученных из реакции метилирования, в реакцию переалкилирования для поддержания в реакции переалкилирования молярного соотношения метильной группы к фенильной группе в диапазоне 1,5-2,2. Данный комплексный способ максимизирует получение ксилолов и уменьшает или минимизирует выход бензола. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Согласно разделу 35 §119(e) Кодекса законов США настоящая заявка испрашивает приоритет в соответствии с предварительной заявкой на выдачу патента США с серийным №61/620830, поданной 5 апреля 2012 г., которая включена в настоящий документ ссылкой во всей своей полноте, как если бы была полностью изложена в настоящем документе.

Область техники, к которой относится изобретение

Заявленное изобретение относится к способу получения ксилолов посредством метилирования ароматических соединений при помощи метанола в сочетании с переалкилированием. Данный комплексный способ максимизирует получение ксилолов и уменьшает или минимизирует получение бензола.

Заявленные способы направлены на получение C8-ароматических углеводородов, причем предусматривают фракционирование содержащего ароматические углеводороды сырьевого потока, метилирование, по меньшей мере, части ароматических углеводородов, выделенных из сырьевого потока, с образованием обогащенной метилированными ароматическими углеводородами фракции и реакцию, по меньшей мере, части обогащенной метилированными ароматическими углеводородами фракции в соответствии с реакцией переалкилирования с обеспечением выходящего потока переалкилирования, содержащего C8-ароматические углеводороды.

Уровень техники

Параксилол представляет собой ценное химическое промежуточное вещество, используемое при получении терефталевой кислоты, которую в свою очередь используют при получении полимеров, таких как политриметилентерефталат (РТТ), полибутилентерефталат (РВТ) и полиэтилентерефталат (PET). Учитывая большой рынок PET-пластмасс и волокон, в дополнение к другим конечным продуктам, получаемым из параксилола, существует значительный спрос на параксилол высокой чистоты.

Каталитический риформинг в общем относится к конверсии (или «ароматизации») углеводородного исходного сырья нафты в виде фракции сырой нефти в основные продукты - бензол, толуол и изомеры ксилола. Для максимизации получения параксилола путем использования ароматических соединений из процесса риформинга необходимо устранить недостаток доступных метальных групп. Комбинирование метилирования с переалкилированием ароматических соединений решает данный вопрос и является эффективным средством для повышения числа метальных групп на ароматическом кольце и максимизации выхода смешанных ксилолов и параксилола. Кроме того, путем увеличения степени метилирования ароматических соединений сырьевого потока выход бензола можно минимизировать или уменьшить.

Раскрытие изобретения

Вариант осуществления настоящего изобретения направлен на способ получения ксилолов посредством комбинирования метилирования ароматических соединений при помощи метанола и переалкилирования ароматических соединений. Недостаток метальных групп возмещается посредством использования метальной группы из метанола в установке метилирования ароматических соединений перед стадией переалкилирования.

Заявленное изобретение связано со способами получения C8-ароматических углеводородов путем переалкилирования не-C8-ароматических углеводородов, например, C6- и C7-ароматических углеводородов. Переалкилирование относится к реакциям, которые приводят к тому, что молекула, введенная в реакцию переалкилирования, получает алкильную группу, а другая молекула, введенная в реакцию переалкилирования, теряет алькильную группу.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 показан типичный способ, который можно использовать в установке для производства ароматических углеводородов для получения C8-ароматических углеводородов и, в частности, параксилола согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

на Фиг. 2 показан способ получения параксилола согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

на Фиг. 3 показан способ максимизирования получения параксилола путем добавления метальной группы согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

на Фиг. 4 показан способ максимизирования получения параксилола путем комбинирования стадий метилирования и переалкилирования согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

на Фиг. 5 показан способ максимизирования получения параксилола и уменьшения выхода бензола путем комбинирования стадий метилирования и переалкилирования согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

на Фиг. 6 показан способ максимизирования выхода параксилола и уменьшения выхода бензола путем комбинирования стадий метилирования и переалкилирования согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Сырьевой поток согласно аспектам настоящего изобретения представляет собой любой содержащий ароматические углеводороды поток и предпочтительно содержит C9- или C10-ароматические углеводороды. Типичные сырьевые потоки содержат фракции продуктов риформинга (т.е. выходящего потока каталитического риформинга).

Типичные способы предусматривают фракционирование сырьевого потока для обеспечения фракции ароматических веществ. Как показано на Фиг. 1, фракцию ароматических веществ из сырьевого потока подвергают стадии метилирования для получения обогащенной метилированными ароматическими углеводородами фракции. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения фракцию ароматических веществ метилируют при помощи метанола в качестве донора метила. Стадия метилирования дает основу для увеличения выхода параксилола после последующей стадии переалкилирования. Обогащенную метилированными ароматическими углеводородами фракцию подвергают стадии переалкилирования с образованием параксилола (PX). Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения обогащенную метилированными ароматическими углеводородами фракцию, которую используют на стадии переалкилирования, получают из фракции ароматических веществ, полученной в результате процесса риформинга. Согласно другим вариантам осуществления настоящего изобретения обогащенную метилированными ароматическими углеводородами фракцию, которую используют на стадии переалкилирования, получают метилированием фракции ароматических соединений сырьевого потока. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения на стадии переалкилирования используют, по меньшей мере, часть обогащенной метилированными ароматическими углеводородами фракции, полученной на стадии метилирования.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения стадию метилирования проводят при температуре 420-600°C и давлении 10-100 фунтов/кв. дюйм. Согласно некоторым вариантам осуществления используют цеолитный катализатор, который выбирают из группы, состоящей из цеолитов Χ, Y и бета, морденита, силикоалюмофосфата, H-ZSM5, ZSM-5, ZSM-11, TS-1, Fe-силикалита, TNU-9 и HIM-5.

Способы согласно вариантам осуществления настоящего изобретения предусматривают в дополнение к обеспечению обогащенной метилированными ароматическими углеводородами фракции реакцию этой фракции в зоне реакции переалкилирования для обеспечения выходящего потока переалкилирования, содержащего C8-ароматические углеводороды.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения стадию переалкилирования проводят при температуре 300-600°C и давлении 100-500 фунтов/кв. дюйм. Согласно некоторым вариантам осуществления используют цеолитный катализатор, который выбирают из группы, состоящей из цеолитов Χ, Y и бета, морденита, силикоалюмофосфата, H-ZSM5, ZSM-5, ZSM-11, TS-1, Fe-силикалита, TNU-9 и HIM-5.

Согласно типичному способу риформинга, как указано на фиг. 2, фракцию ароматических соединений подвергают стадии переалкилирования (ПА). Согласно варианту осуществления настоящего изобретения исходное сырье для стадии переалкилирования представляет собой толуол (T) и C9 плюс ароматические соединения (C9A+). Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения C9-ароматические соединения, используемые на стадии переалкилирования, представляют собой триметилбензол (ТМВ). Согласно варианту осуществления настоящего изобретения продукты, образованные в результате стадии переалкилирования в типичном способе риформинга, представляют собой смесь C8-ароматических соединений (изомеров ксилола) и бензол, находящиеся в приблизительном соотношении 1:3. Наличие бензола в смеси можно объяснить за счет недостатка метальных групп в типичном продукте риформинга процесса риформинга.

Как показано на Фиг. 3, добавление метальных групп в реакцию переалкилирования повышает выход C8-ароматических соединений относительно бензола в выходящем потоке переалкилирования. Как показано на Фиг. 3, соотношение бензола к C8-ароматическим соединениям (изомерам ксилола) в выходящем потоке переалкилирования составляет приблизительно 1:8. Согласно варианту осуществления, показанному на Фиг. 3, соотношение метальных групп к фенильным группам, присутствующим при реакции переалкилирования, составляет около 2:1. Следует отметить, что данное соотношение выше, чем соотношение метальных групп к фенильным группам 1,2:1, присутствующее в типичном показанном способе риформинга. Таким образом, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения желательно иметь соотношение метальных групп к фенильным группам при реакции переалкилирования в диапазоне от 1,5:1 до 2,2:1. Согласно некоторым предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения соотношение метальных групп к фенильным группам при реакции переалкилирования находится в диапазоне от 1,95:1 до 2,05:1.

Вариант осуществления настоящего изобретения направлен на способ получения ксилолов путем использования бензола, толуола и C9 плюс ароматических соединений. Способ предусматривает метилирование бензола и толуола с получением смешанных ксилолов и тяжелых ароматических соединений в сочетании с переалкилированием имеющихся бензола, толуола и тяжелых ароматических соединений, причем, по меньшей мере, часть тяжелых ароматических соединений на стадии переалкилирования приходит со стадии метилирования.

Иллюстративный неограничивающий вариант осуществления настоящего изобретения, который можно осуществить в контексте различных комплексных способов в общей установке для производства ароматических углеводородов для получения параксилола в дополнение к другим продуктам, показан на Фиг. 4. Согласно данному варианту осуществления фракцию ароматических соединений в выходящем потоке реактора из сырьевого потока подвергают стадии метилирования для получения обогащенной метилированными ароматическими углеводородами фракции. В частности, толуол (Т) в выходящем потоке реактора подвергают метилированию. Согласно некоторым вариантам осуществления стадию метилирования проводят при помощи метанола. Процесс метилирования дает смесь C8-ароматических соединений, таких как ксилолы и C9 плюс ароматические соединения. C9 плюс ароматические соединения переносят в установку переалкилирования, где проводят стадию переалкилирования. Соотношение бензола к C8-ароматическим соединениям (изомерам ксилола) в выходящем потоке переалкилирования составляет приблизительно 1:8.

Поскольку предпочтительное молярное соотношение метальной группы и фенильной группы составляет 2 для получения ксилолов, установка переалкилирования работает с молярным соотношением метальной группы к фенильной группе около 2. Согласно некоторым вариантам осуществления в установке переалкилирования молярное соотношение метальной группы к фенильной группе находится в диапазоне от 1,5 до 2,2. Согласно другим вариантам осуществления молярное соотношение метальной группы к фенильной группе находится в диапазоне от 1,95 до 2,05. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения часть бензола и толуола из выходящего потока реактора переносят на стадию метилирования. Согласно другим вариантам осуществления весь бензол и толуол из выходящего потока реактора переносят на стадию метилирования.

Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения на стадии метилирования бензол и толуол совместно подают в один реактор или отдельно подают в различные реакторы. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения часть бензола и толуола в выходящем потоке реактора переносят на стадию метилирования. Согласно другим вариантам осуществления весь бензол и толуол в выходящем потоке реактора переносят на стадию метилирования. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения для выполнения молярного соотношения метальной группы к фенильной группе 1,5-2,2 на стадии переалкилирования часть бензола и/или толуола со стадии метилирования переносят на стадию переалкилирования. Согласно другим вариантам осуществления настоящего изобретения для выполнения молярного соотношения метальной группы к фенильной группе 1,95-2,05 на стадии переалкилирования часть бензола и/или толуола со стадии метилирования переносят на стадию переалкилирования.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения выходящие потоки со стадии метилирования и стадии переалкилирования разделяют на одном и том же участке разделения. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения бензол и толуол или перемешанные, или отдельно переносят на стадию метилирования и стадию переалкилирования.

На Фиг. 5 показан способ получения ксилолов согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 5, бензол и толуол из выходящего потока реактора подвергают стадии метилирования. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения метилирование проводят при помощи метанола. На стадии метилирования получается смесь ксилолов. На стадии переалкилирования C9 плюс ароматические соединения из выходящего потока реактора или такие, полученные со стадии метилирования, подвергают переалкилированию при соотношении метил/фенил приблизительно 2. Продукты, полученные в результате стадии переалкилирования, представляют собой смесь ксилолов. Следует отметить, что в смеси продуктов обнаруживают бензол в незначительном количестве или не обнаруживают вообще.

На Фиг. 6 показан способ получения ксилолов согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 5, толуол из выходящего потока реактора подвергают стадии метилирования. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения метилирование проводят при помощи метанола. На стадии метилирования получают смесь ксилолов. На стадии переалкилирования C9 плюс ароматические соединения из выходящего потока реактора или такие, полученные на стадии метилирования, подвергают переалкилированию при соотношении метил/фенил приблизительно 1,7. Продукты, полученные в результате стадии переалкилирования, представляют собой смесь ксилолов. Следует отметить, что в смеси продуктов обнаруживают бензол в незначительном количестве или не обнаруживают вообще.

Общие аспекты настоящего изобретения относятся к способам получения C8-ароматических углеводородов, предусматривающим реакцию метилированного ароматического углеводорода в реакции переалкилирования с обеспечением выходящего потока переалкилирования, содержащего C8-ароматические углеводороды. Преимущественно метилированный ароматический углеводород находится в обогащенной метилированными ароматическими углеводородами фракции в зоне реакции переалкилирования. Специалисты в данной области техники со знаниями, полученными из настоящего раскрытия, оценят, что различные изменения можно сделать в этих способах производства C8-ароматических углеводородов без отклонения от объема настоящего изобретения. Механизмы, используемые для пояснения теоретических или наблюдаемых явлений или результатов, следует толковать только как иллюстративные, а не ограничивающие каким-либо образом объем приложенной формулы изобретения.

1. Способ получения смеси бензола и С8-ароматических соединений, предусматривающий:

обеспечение сырьевого потока, содержащего бензол, толуол, С8-ароматические соединения и С9-ароматические углеводороды;

выделение из сырьевого потока первой фракции, содержащей С8-ароматические соединения, сырья для метилирования, содержащего толуол и не содержащего бензол, и сырья для переалкилирования, содержащего бензол и С9-ароматические углеводороды;

подачу сырья для метилирования на реакцию метилирования для получения смеси С8- и С9+ ароматических соединений;

подачу сырья для переалкилирования и С9+ ароматических соединений, полученных из реакции метилирования, на реакцию переалкилирования для конверсии С9-ароматических углеводородов и С9+ ароматических соединений из реакции метилирования в C8-ароматические соединения; и

перенос фракции бензола и толуола, полученных из реакции метилирования, в реакцию переалкилирования для поддержания в реакции переалкилирования молярного соотношения метильной группы к фенильной группе в диапазоне 1,5-2,2.

2. Способ по п. 1, в котором в реакции переалкилирования весь бензол и толуол в выходящем потоке каталитического реформинга переносят на стадию переалкилирования.

3. Способ по п. 1, в котором в реакции метилирования бензол и толуол совместно подают в один реактор.

4. Способ по п. 1, в котором в реакции метилирования бензол и толуол отдельно подают в различные реакторы.

5. Способ по п. 1, в котором выходящие потоки из реакции метилирования и реакции переалкилирования разделяют на одном участке разделения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к комплексам рутения. Комплекс представлен формулой 1: где X1 и X2 представляют собой галоген; R1, R2, Ra, Rb, Rc, Rd представляют собой водород; Z представляет собой COORz, где Rz представляет собой С1-С5 алкил; L представляет собой лиганд формулы 2а где R50, R60 представляют собой С5-С20 арил, необязательно замещенный по меньшей мере одним С1-С12 алкилом; R5, R6, R7, R8 представляют собой водород.

Изобретение относится к способам получения топлива для реактивных двигателей, характеризующимся проведением реакции между исходным сырьем, в состав которого входит натуральное масло, и легким олефином в присутствии катализатора реакции обмена в условиях, достаточных для образования продукта реакции обмена.

Изобретение относится к области катализа и может быть использовано для получения эфиров акриловой кислоты по реакции метатезиса диалкилмалеатов с этиленом. .

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к катализатору для метатезиса алифатических олефинов. .

Изобретение относится кадсорбционному выделению изомеров ксилола. Способ включает разделение сырьевого потока, включающего множество ароматических углеводородов, на первый поток, содержащий толуол и изомеры ксилола, и второй поток, содержащий изомеры ксилола.

Изобретение относится к способу получения изопропилбензола алкилированием бензола пропиленом и переалкилированием полиалкилибензолов. Способ характеризуется тем, что реакции алкилирования и переалкилирования проводят раздельно, причем реакцию алкилирования проводят в жидкой фазе с применением полимерного катализатора, имеющего только Бренстодовые кислотные центры, а для осуществления реакции переалкилирования в качестве катализатора применяют кислоту Льюиса.

Настоящее изобретение относится к вариантам способа трансалкилирования ароматических углеводородных соединений. Один из вариантов включает: a.

Изобретение относится к двум вариантам объединенного способа изомеризации и трансалкилирования ксилола. Один из вариантов включает следующие стадии: осуществляют изомеризацию потока сырья в реакторе изомеризации при условиях изомеризации, чтобы получить продукт изомеризации; осуществляют трансалкилирование потока сырья в реакторе трансалкилирования при условиях трансалкилирования, чтобы получить продукт трансалкилирования; объединяют продукт изомеризации и продукт трансалкилирования; вводят объединенный продукт в единственный сепаратор; разделяют объединенный продукт в сепараторе, чтобы получить нижний поток сепарации; и осуществляют ректификацию нижнего потока сепарации в ректификационной колонне, чтобы получить нижний поток из ректификационной колонны.

Изобретение относится к получению этилбензола путем переработки побочных продуктов, образующихся при алкилировании бензола этиленом, а именно диэтилбензолов в присутствии цеолитсодержащего катализатора.

Изобретение относится к способу алкилирования бензола, в котором: A) получают по меньшей мере часть потока из зоны переалкилирования; B) объединяют указанную по меньшей мере часть потока из зоны переалкилирования с потоком топливного газа, содержащим эффективное для алкилирования количество одного или нескольких алканов, который по меньшей мере частично получен из хвостового газа процесса очистки водорода; C) подают по меньшей мере часть указанного объединенного потока в зону метилирования бензола.

Изобретение относится к способу алкилирования алкилируемого ароматического соединения с получением моноалкилированного ароматического соединения. Способ включает следующие стадии: А) направление первого потока сырья, включающего свежее алкилируемое ароматическое соединение, в первую реакционную зону, включающую катализатор транс-алкилирования; Б) направление второго потока сырья, включающего полиалкилированные ароматические соединения, в указанную первую реакционную зону; В) контактирование указанных первого и второго потоков сырья с указанным катализатором транс-алкилирования в указанной первой реакционной зоне при условиях, подходящих для осуществления реакции транс-алкилирования между указанными полиалкилированными ароматическими соединениями и указанным алкилируемым ароматическим соединением, по существу, в жидкой фазе, с получением указанного моноалкилированного ароматического соединения; Г) удаление из указанной первой реакционной зоны первого выходящего потока, включающего непрореагировавшее алкилируемое ароматическое соединение и указанное моноалкилированное ароматическое соединение; Д) направление указанного первого выходящего потока в систему для фракционирования с целью разделения указанного первого выходящего потока на первую легкую фракцию, включающую указанное непрореагировавшее алкилируемое ароматическое соединение, и первую тяжелую фракцию, включающую указанное моноалкилированное ароматическое соединение; Е) выделение моноалкилированного ароматического соединения из указанной первой тяжелой фракции; Ж) направление указанной первой легкой фракции, включающей указанное алкилируемое ароматическое соединение, и третьего сырьевого потока, включающего алкилирующий агент, во вторую реакционную зону, включающую катализатор алкилирования; З) контактирование указанной первой легкой фракции и третьего потока сырья с указанным катализатором алкилирования в указанной второй реакционной зоне при условиях, подходящих для алкилирования указанного алкилируемого ароматического соединения с помощью указанного алкилирующего агента, и получения второго выходящего потока, включающего указанное моноалкилированное ароматическое соединение, непрореагировавшие алкилируемые ароматические соединения и полиалкилированные ароматические соединения; и И) выделение моноалкилированного ароматического соединения из указанного второго выходящего потока.

Изобретение относится к способу трансалкилирования сырьевого потока, содержащего C7, C9, C 10 и C11+-ароматические углеводороды для получения потока продукта трансалкилирования с повышенной концентрацией C8-ароматических соединений по сравнению с их концентрацией в сырьевом потоке.

Изобретение относится к способу трансалкилирования бензола полиалкилбензолами на цеолитсодержащем катализаторе с получением этилбензола или изопропилбензола. .

Изобретение относится к способу получения пара-ксилола. Способ включает: (a) получение катализатора, включающего ZSM-5, фосфор или его соединение и связующее, где катализатор содержит от 5 до 15 мас.% ZSM-5 и был пропарен при температуре, равной не ниже 900°C, где указанный пропаренный катализатор обладает параметром диффузии для 2,2-диметилбутана, равным примерно 0,1-15 с-1 по данным измерения при температуре, равной 120°C, и давлении 2,2-диметилбутана, равном 60 Торр (8 кПа); и (b) алкилирование бензола и/или толуола алкилирующим реагентом, выбранным из группы, включающей метанол, диметиловый эфир и их смеси, в присутствии указанного пропаренного катализатора при условиях, включающих температуру, равную не ниже 500°C, и парциальное давление Н2О, составляющее 15-15,7 фунт-сила/дюйм2 абс.

Изобретение относится к способу получения смеси бензола и С8-ароматических соединений. Способ предусматривает: обеспечение сырьевого потока, содержащего бензол, толуол, С8-ароматические соединения и С9-ароматические углеводороды; выделение из сырьевого потока первой фракции, содержащей С8-ароматические соединения, сырья для метилирования, содержащего толуол и не содержащего бензол, и сырья для переалкилирования, содержащего бензол и С9-ароматические углеводороды; подачу сырья для метилирования на реакцию метилирования для получения смеси С8- и С9+ ароматических соединений; подачу сырья для переалкилирования и С9+ ароматических соединений, полученных из реакции метилирования, на реакцию переалкилирования для конверсии С9-ароматических углеводородов и С9+ ароматических соединений из реакции метилирования в C8-ароматические соединения; и перенос фракции бензола и толуола, полученных из реакции метилирования, в реакцию переалкилирования для поддержания в реакции переалкилирования молярного соотношения метильной группы к фенильной группе в диапазоне 1,5-2,2. Данный комплексный способ максимизирует получение ксилолов и уменьшает или минимизирует выход бензола. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх