CN102356058B - 对苯二甲酸二甲酯工艺中对苯二甲酸氢甲酯反应器的添加 - Google Patents

Abstract

在DMT方法中添加MHT反应器以消除大部分循环回DMT反应器的DMT/MHT，从而能够增加DMT反应器的生产力。

Description

对苯二甲酸二甲酯工艺中对苯二甲酸氢甲酯反应器的添加

相关申请

本申请要求2009年2月13日提交的U.S.临时专利申请系列号61／152,277的优先权，其全部公开内容通过引用在此引入。 

发明领域

本发明涉及从富含MHT(1，4-苯二甲酸-1-甲酯或对苯二甲酸氢甲酯)的料流获得DMT(对苯二甲酸二甲酯)的方法。更具体地，本发明涉及通过使用包含MHT反应器的MHT反应器区从富含MHT的料流获得DMT的方法。 

发明背景

通过在DMT工艺中添加MHT(1，4-苯二甲酸-1-甲酯或对苯二甲酸氢甲酯)反应器解决了至少两个技术问题。解决的技术问题是提供了消除DMT工厂薄弱环节的能力。MHT反应器消除了DMT工厂中大部分循环回DMT反应器的DMT／MHT。这能够使得DMT反应器的生产力增加20-40％。DMT通常通过以下反应生成： 

TPA(对苯二甲酸)+MeOH(甲醇)→MHT+水 

MHT+甲醇→DMT+水 

MHT反应器设计的其他潜在益处如下所列：

●最小化每磅DMT所用的天然气。 

●能够增加DMT反应器的浆料进料速度。通过减少向反应器的循环消除DMT反应器薄弱环节。 

●产物精制塔底部扰动可被转移至MHT反应器，而不引起对DMT反应器的显著扰动。这使得工艺后端与前端解偶。 

●MHT反应器可处理额外的MHT而不引起高MHT材料的大循环料流。 

●可关闭DMT工厂的反应器而不关闭该工厂的蒸馏系列。 

发明概述

在本发明的一种实施方案中，制备富含DMF的料流的方法包括在MHT反应器区中使包含MHT和DMT的富含MHT的料流与甲醇接触以制备富含DMT的料流和富含甲醇的料流。 

在阅读本公开内容之后，对于具有本领域普通技术的其他人而言，这些目标、和其他目标将更加显而易见。 

附图简述

图1为制备DMT产物料流230的发明方法示意图，其中可利用MHT反应器区270以从富含MHT的料流240制备富含DMT的料流290。 

图2为是发明实施例部分所公开的一种实施方案的示意图。 

发明详述

通过参考下述发明优选实施方案的详述和本文包含的实施例、以及附图和其在前和在后描述可更容易地理解本发明。 

在公开和描述本化合物、组合物、物品、装置、和/或方法之前，应当理解本发明不限于具体的合成方法、具体的工艺、或具体的设备，因为这些，当然，可以变化。也应当理解本文所用术语仅是出于描述具体实施方案的目的，而并不意欲限制。 

在本说明书和下述的权利要求书中，将涉及许多术语，其应被定义为具有如下含义： 

如说明书和附加的权利要求书中所用，单数形式“a”，“an”和“the”包括复数指示物，除非上下文明确地指示其他方面。因此，例如，提及催化剂移除区包括一个或多个催化剂移除区。 

本文中可能将范围表示为从“约”某一具体数值，和/或到“约”另一具体数值。当表示为这样的范围时，另一实施方案包括从该一具体数值和/或到另一具体数值。相似地，当数值表示为近似值时，通过使用前述“约”，应当理解该具体数值形成另一实施方案。应当进一步理解与另一端点相关和与另一端点无关的每一范围的端点都很重要。 

“任选”或“任选地”意指随后描述的事件或情况可发生或可不发生，以及该描述包括其中所述事件或情况发生的实例，和没有发生的实例。例如，短语“任选地加热”意指可加热或可不加热该材料，以及该短语包括加热和不加热的方法二者。虽然设定本发明宽范围的数值范围和参数为近似值，具体实施例中 设定的数值报道为尽可能的精确。然而，任何数值固有地含有一定的误差，其必然地来源于它们各自测量方法中的标准偏差。 

在如图1所示的DMT(对苯二甲酸二甲酯)方法中，羧酸料流10和甲醇组合物料流20被送入混合区30，以制备包含TPA(对苯二甲酸)和甲醇的DMT反应器进料料流40。然而，应当注意也可使用除TPA以外的其他羧酸。适合的羧酸实例包括，但不限于，对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二甲酸、及其混合物。DMT反应器进料料流40被进料至DMT反应器区50，以制备包含DMT和甲醇的DMT组合物60。DMT反应器区50包含至少一个能够将部分TPA和甲醇转化至DMT组合物60的DMT反应器。通过导管45，从DMT反应器区50也产出沉淀物和高沸物料流。在本发明的一个实施方案中，DMT反应器区50包含至少一个泡罩塔反应器。 

为了增加DMT反应器中MHT的反应时间，包含二甲苯的富含二甲苯的回流料流140被保留于DMT反应器区50的DMT反应器中。 

反应器中制备的DMT组合物60被直接进料至甲醇移除区80。在该甲醇移除区80中，DMT组合物60中的部分甲醇通过导管90从顶部移除，DMT组合物60中的部分水通过导管100从侧面移除。导管100中也可能存在一定量的甲醇。 

在本发明的一个实施方案中，甲醇移除区80包含至少一个蒸馏塔。在本发明的另一实施方案中，甲醇移除区80包含至少三个蒸馏塔。 

粗DMT料流110从甲醇移除区离开，并任选地进入粗DMT区120。该粗DMT区120包含至少一个粗DMT槽罐。 

来自粗DMT区120或粗DMT料流110的粗DMT进料130被进料至二甲苯移除区140。在该二甲苯移除区140中，粗DMT进料130或粗DMT料流110中的部分二甲苯通过导管150从顶部移除。通过导管170，侧馏分料流170也被从二甲苯移除区140移除。侧馏分料流170包含DMT、二甲苯、和MFB(甲酸苯甲酸甲酯(methyl formyl benzoate))。粗进料130中的大部分杂质浓缩于该料流中，并被进料至MFB移除区180。来自二甲苯移除区140的导管160进料至产物精制区220。 

MFB(甲酸苯甲酸甲酯)移除区180通过导管170接收来自二甲苯移除区的进料，并产出富含MFB的料流200。在本发明的一个实施方案中，MFB移 除区180包含至少一个蒸馏塔。在MFB移除区180中，导管170中的部分MFB通过导管200被移除。导管190和210都被循环回二甲苯移除区140。 

产物精制区220将来自料流160的部分MHT分离，以形成DMT产物230。在本发明的一个实施方案中，DMT产物料流230包含大于50％重量DMT的DMT。在本发明的另一实施方案中，DMT产物料流230包含大于70％重量DMT的DMT。在本发明的另一实施方案中，DMT产物料流230包含大于90％重量DMT的DMT。通过导管240，富含MHT的料流240也离开产物精制区。富含MHT的料流240包含MHT。在本发明的另一实施方案中，富含MHT的料流240包含约10％MHT至约35重量％MHT的MHT。在本发明的另一实施方案中，富含MHT的料流240包含5％MHT至约50％MHT的MHT。在典型的DMT工厂中，富含MHT的料流240被返回DMT反应器区50，其中使MHT向DMT的反应完全。添加MHT反应器区270改变了富含MHT的料流240再循环的操作。在公开的方法中，来自产物精制区220的部分富含MHT的料流240，通过导管260与包含甲醇的料流一起，被进料至MHT反应器区270，以完成MHT向DMT的反应。在本发明的另一实施方案中，至少10％的富含MHT的料流240被进料至MHT反应器区270。在本发明的另一实施方案中，至少20％的富含MHT的料流240被进料至MHT反应器区270。在本发明的另一实施方案中，至少30％的富含MHT的料流240被进料至MHT反应器区270。在本发明的另一实施方案中，至少40％的富含MHT的料流240被进料至MHT反应器区270。在本发明的另一实施方案中，至少50％的富含MHT的料流240被进料至MHT反应器区270。在本发明的另一实施方案中，至少60％的富含MHT的料流240被进料至MHT反应器区270。在本发明的另一实施方案中，至少70％的富含MHT的料流240被进料至MHT反应器区270。在本发明的另一实施方案中，至少80％的富含MHT的料流240被进料至MHT反应器区270。在本发明的另一实施方案中，100％的富含MHT的料流240被进料至MHT反应器区270。仍在本发明的另一实施方案中，100％的富含MHT的料流240被再循环回DMT反应器区50。MHT反应器区270包含至少一个MHT反应器，其适合于将富含MHT的料流240中至少部分的MHT转化为DMT。来自MHT反应器区270的流出物为富含甲醇的料流280和富含DMT的料流290。富含甲醇的料流280被送至甲醇移除区80。富含DMT的料流290被送至二甲苯移除区140。在本发明 的一个实施方案中，MHT反应器区270包含至少一个MHT反应器，其为泡罩塔。在本发明的另一实施方案中，在MHT反应器区270中，至少一个MHT反应器包含内部塔盘，其范围为2至12个塔盘。在本发明的另一实施方案中，塔盘上的开孔面积范围为约10至约30％。仍在本发明的另一实施方案中，MHT反应器区270中的至少一个MHT反应器包含至少一个筛盘。 

应当理解以上描述的工艺区可以任何其他逻辑顺序应用，以制备DMT产物料流230。也应当理解当工艺区被重排序时，工艺条件可能改变。 

实施例：

可通过以下优选实施方案的实施例进一步阐明本发明的实施方案，但是应当理解包含的这些实施例仅出于例证的目的，并不意欲限制范围。 

I.理论(在开始之前，实验室测试) 

因为MHT反应器概念开发于实验室，进行初始实验以确定新反应器的最佳温度、压力和时间条件。初始实验室测试在10psig进行。以这些实验为基础，最佳反应温度确定为240摄氏度，最佳反应时间为一小时。 

一旦概念在实验室中确认，就开始MHT反应器的细节设计阶段。在该研发中，进行进一步的实验室测试，以检验反应器分级。就液态充满反应器(liquid full reactor)(75％水平)而言，反应器中的停留时间估计为3小时左右。反应器被分为三个阶段，每个阶段具有一小时的停留时间，以验证对MHT反应器设计的假设。以顶部压力10psig为基础，改变每次试验的压力。计算每阶段的液体高度，结果是第一阶段在10psig运行、第二阶段在26psig操作和最后阶段在35psig压力下操作。反应器中的三个阶段描述于图2。 

随着DMT/MHT料流向下流过反应器，MHT组合物减少。相似地，随着甲醇向上流过反应器，其从MHT和甲醇反应中带出水，因此减少了每一更高阶段的甲醇纯度。进行实验室测试以确认该三个阶段。该三个试验的每一个均在240摄氏度进行一小时。实验室中的进料速度假设为40gpm的初始DMT/MHT进料，和5gpm的甲醇进料。在这些条件下，反应器中的预期转化率为75％。 

II.生产设施实施例 

在生产设施中，现有材料平衡为约22gpm(范围为10-50gpm)的富含MHT的料流被进料至反应器，其中具有约12.5％MHT的组成。甲醇流为约8gpm(范围为5-15gpm)，和反应器温度从顶部至底部的范围为220至230摄氏度。反应 器顶部压力可高至10psig，但已经在约9psig操作，底部压力为约35psig，如预期的那样。该实施例转化率约为84％，底部产生具有约2％MHT的DMT料流。 

Claims (6)

1.制备富含对苯二甲酸二甲酯(DMT)的料流的方法，包括：

（a）在DMT反应器区中使包含对苯二甲酸(TPA)和甲醇的DMT反应器进料料流反应以形成包含DMT和甲醇的DMT组合物，

（b）在甲醇移除区中从所述DMT组合物中移除甲醇以形成粗DMT料流，

（c）在二甲苯移除区中从所述粗DMT料流中移除二甲苯以形成粗DMT产物，

（d）在产物精制区中将部分对苯二甲酸氢甲酯(MHT)从所述粗DMT产物中分离以形成包含DMT和5重量%至50重量%的MHT的富含MHT的料流，

（e）在MHT反应器区中使包含MHT和DMT的所述富含MHT的料流与甲醇反应以制备所述富含DMT的料流和富含甲醇的料流。

2.根据权利要求1的方法，其中所述MHT反应器为泡罩塔。

3.根据权利要求1的方法，其中所述富含MHT的料流包含10%重量至50%重量的MHT。

4.根据权利要求2的方法，其中所述泡罩塔包含2至12个塔盘。

5.根据权利要求4的方法，其中所述泡罩塔包含至少一个筛盘。

6.根据权利要求5的方法，其中所述塔盘具有10至30%的开孔面积。