[發明專利]一種稀乙烯與苯反應制乙苯的方法

有效

• 申請號: 200910006307.1
• 申請日: 2009-02-05
• 公開（公告）號: CN101768043A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 徐龍伢;陳福存;王清遐;朱向學;劉盛林;謝素娟;李淑紅;曾蓬;張銀龍;張仲利
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C07C15/073
• 分類號: C07C15/073;C07C2/66
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 樊南星

技術領域

本發明涉及石油化工中乙苯生產技術領域，更具體地說，是一種以煉 廠干氣中稀乙烯與苯為原料在沸石催化劑的存在下制取乙苯的工藝方法。

背景技術

乙苯是生產苯乙烯，進而生產聚苯乙烯和共聚樹脂的重要原料，隨著 其下游產業汽車、家電、建材、包裝等多個行業的發展，國內外對乙苯和 苯乙烯的需求持續增長，但大部分乙苯是采用高濃度乙烯為原料與苯反應 生產的。

隨著石油加工業的發展，大量含有低濃度乙烯的煉廠尾氣為制取乙苯 提供了新的原料來源，充分利用各種來源和不同濃度、尤其是低濃度乙烯， 對于降低乙苯的原料成本、提高乙苯生產裝置的經濟性和減少我國乙苯生 產對于緊缺的純乙烯資源的依賴具有重要的意義。

以煉廠干氣中稀乙烯為原料生產乙苯有液相AlCl₃法、BF₃法及汽相硅 鋁酸鹽沸石法等，相應的工藝專利有US2,939,890、US3,691,245、US 3,702,886、US?3,848,012、US?4,107,224、US?4,459,426、GB?827,830、 GB?1,162,481、DE?2,756,221等，然而這些現有技術對原料氣乙烯中的H₂S、 H₂O、O₂、CO₂等雜質含量都有嚴格的要求，需將它們脫除至ppm級方可便用， 也就是說在實施這些工藝技術時必須對原料氣嚴格精制。

US?4,107,224中披露了一種在沸石催化劑存在下以稀釋了的乙烯為原 料氣相烴化制取乙苯的工藝方法，其反應條件為：250-600℃、0.1-100大 氣壓、進料的重量空速0.1-100h^-1、苯與乙烯摩爾比1-30。所用的沸石具 有至少12的硅鋁比和1-12的限制指數，例如ZSM-5、-11、-12、-35、-38 等。該沸石催化劑裝填在串聯的反應器床層中。除最后一個床層外，每一 床層的流出物中注入較該流出物溫度為低的新鮮反應物料混合物后再進入 下一個床層以此達到各反應段之間的冷卻。稀釋后的乙烯中乙烯含量為 15-20％，其稀釋劑是由CH₄、C₂H₆或其混合物組成的惰性烴類，以此增加分 壓驅動力將催化劑表面積碳的前身物脫附掉，為工業應用的方便，稀乙烯 可取自來自煉廠裝置，如流化催化裂化裝置的尾氣，但在用作原料之前該 尾氣需除去酸性氣體H₂S、CO₂、H₂O及C₂以上的殘留烴至ppm級。處理后所 得稀乙烯原料中僅有CH₄、C₂H₆、C₂H₄、H₂、N₂和CO。

本發明者們早期曾公開了一種以含有低濃度乙烯的煉廠催化裂化干氣 為原料，不需預先精制而直接與苯反應制取乙苯的工藝(CN?90109803.5)。 所用的稀乙烯原料只需不含游離水、H₂S含量＜6000mg/m³，丙烯和C₄^＝＜2體 積％即可。其反應條件為：300-450℃、0.4-2.5MPa、乙烯重量空速0.4-2.5h^-1， 苯與乙烯摩爾比3-12。所用的催化劑是以30-70％的硅鋁比為40-100的 Pentasil型沸石為基本活性組分，輔以70-30％的Al₂O₃載體構成的，其中 含0.3-6％的混合稀土或0.2-3％的La以及0.05-0.2％的硫。該沸石催化劑裝 填在多段反應器床層中，稀乙烯原料分段注入反應器以控制反應溫升。流 程中烴化反應與反烴化反應在同一反應器中進行。該工藝方法可使乙烯轉 化率達95％以上，乙烯生成乙苯的選擇性99％以上。